Fizjologia komórki

Fizjologia komórki to biologiczne badanie czynności, które mają miejsce w komórce , aby utrzymać ją przy życiu. Termin fizjologia odnosi się do normalnych funkcji w żywym organizmie . Komórki zwierzęce , komórki roślinne i komórki mikroorganizmów wykazują podobieństwa w swoich funkcjach, mimo że różnią się budową.

Charakterystyka ogólna

Istnieją dwa rodzaje komórek: prokariota i eukariota .

Prokarionty jako pierwsze rozwinęły się i nie mają samodzielnego jądra . Ich mechanizmy są prostsze niż później ewoluujące eukarionty , które zawierają jądro otaczające DNA komórki i niektóre organelle .

Prokarionty

Typowa struktura komórki prokariotycznej

Prokarionty mają DNA zlokalizowane w obszarze zwanym nukleoidem, który nie jest oddzielony od innych części komórki błoną . Istnieją dwie domeny prokariotów: bakterie i archeony . Prokarionty mają mniej organelli niż eukarionty. Oba mają plazmatyczne i rybosomy (struktury, które syntetyzują białka i swobodnie unoszą się w cytoplazmie ). Dwie unikalne cechy prokariontów to fimbrie (wypustki przypominające palce na powierzchni komórki) i wici (struktury przypominające nitki, które wspomagają ruch).

eukarionty

Typowa struktura eukariotycznej komórki zwierzęcej

Eukarionty mają jądro, w którym zawarte jest DNA. Są zwykle większe niż prokarionty i zawierają znacznie więcej organelli. Jądro, cecha eukariota, która odróżnia go od prokariota, zawiera otoczkę jądrową , jąderko i chromatynę . W cytoplazmie retikulum endoplazmatyczne (ER) syntetyzuje błon i wykonuje inne czynności metaboliczne . Istnieją dwa typy, szorstki ER (zawierający rybosomy) i gładki ER (bez rybosomów). Aparat Golgiego składa się z wielu błoniastych woreczków, odpowiedzialnych za wytwarzanie i transport materiałów, takich jak białka . Lizosomy to struktury wykorzystujące enzymy do rozkładania substancji poprzez fagocytozę , proces obejmujący endocytozę i egzocytozę . W mitochondriach zachodzą procesy metaboliczne, takie jak oddychanie komórkowe . Cytoszkielet składa się z włókien , które wspierają strukturę komórki i pomagają komórce się poruszać .

Procesy fizjologiczne

Istnieją różne sposoby, którymi komórki mogą przenosić substancje przez błonę komórkową . Dwie główne ścieżki to transport pasywny i transport aktywny . Transport bierny jest bardziej bezpośredni i nie wymaga wykorzystania energii komórki. Opiera się na obszarze, w którym utrzymuje się gradient stężeń od wysokiego do niskiego. Transport aktywny wykorzystuje trifosforan adenozyny (ATP) do transportu substancji poruszającej się wbrew gradientowi stężeń.

Ruch białek

Ścieżka przemieszczania się białek w komórkach zaczyna się w ER. Lipidy i białka są syntetyzowane w ER, a węglowodany są dodawane w celu wytworzenia glikoprotein . Glikoproteiny ulegają dalszej syntezie w aparacie Golgiego, stając się glikolipidami . Zarówno glikoproteiny, jak i glikolipidy są transportowane do pęcherzyków do błony plazmatycznej . Komórka uwalnia białka wydzielnicze znane jako egzocytoza .

Transport jonów

Transport jonów: Kierunek przepływu Na/K

Jony przemieszczają się przez błony komórkowe przez kanały, pompy lub transportery. W kanałach poruszają się w dół gradientu elektrochemicznego , aby wytworzyć sygnały elektryczne. Pompy utrzymują gradienty elektrochemiczne. Głównym rodzajem pompy jest pompa Na/K. Przenosi 3 sodu z komórki i 2 jony potasu do komórki. Proces przekształca jedną cząsteczkę ATP w difosforan adenozyny (ADP) i fosforan. W transporterze jony wykorzystują więcej niż jeden gradient do wytwarzania sygnałów elektrycznych.

Endocytoza w komórkach zwierzęcych

Endocytoza w komórkach zwierzęcych

Endocytoza jest formą aktywnego transportu, w której komórka pobiera cząsteczki za pomocą błony plazmatycznej i pakuje je do pęcherzyków.

Fagocytoza

Podczas fagocytozy komórka otacza cząstki, w tym cząstki pokarmu, poprzez przedłużenie pseudopodów , które znajdują się na błonie plazmatycznej. Pseudopody następnie pakują cząstki w wakuolę pokarmową . Lizosom, który zawiera hydrolityczne , następnie łączy się z wakuolą pokarmową. Enzymy hydrolityczne, znane również jako enzymy trawienne, następnie trawią cząsteczki w wakuoli pokarmowej.

Pinocytoza

W pinocytozie komórka pobiera („przełyka”) płyn pozakomórkowy do pęcherzyków, które powstają, gdy błona plazmatyczna otacza płyn. W tym procesie komórka może przyjąć dowolną cząsteczkę lub substancję rozpuszczoną.

Endocytozy za pośrednictwem receptora

Endocytoza za pośrednictwem receptorów jest formą pinocytozy, w której komórka pobiera określone cząsteczki lub substancje rozpuszczone. Białka z miejscami receptorowymi znajdują się na błonie komórkowej, wiążąc się z określonymi substancjami rozpuszczonymi. Białka receptorowe, które są przyłączone do określonych substancji rozpuszczonych, wchodzą do powlekanych dołków, tworząc pęcherzyk. Pęcherzyki otaczają następnie receptory, które są przyłączone do określonych substancji rozpuszczonych, uwalniając ich cząsteczki. Białka receptorowe są zawracane z powrotem do błony komórkowej przez ten sam pęcherzyk.

Linki zewnętrzne

• Przegląd w Medical College of Georgia (archiwum)
• Zjawiska fizjologiczne komórki w amerykańskiej Narodowej Bibliotece Medycznej Nagłówki przedmiotów medycznych (MeSH)
• Elektrofizjologia w US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)