Клеточная физиология - это биологическое исследование действий, которые происходят в клетке, чтобы сохранить ее в живых. Термин физиология относится к нормальным функциям в живом организме. животные клетки, клетки растений и клетки микроорганизмов проявляют сходство в своих функциях, хотя они различаются по структуре.
Существует два типа клеток: прокариоты и эукариоты.
Прокариоты были первыми из двух, которые развились и не имеют автономного ядра. Их механизмы проще, чем у более поздних эукариот, которые содержат ядро, которое окружает ДНК клетки и некоторые органеллы.
ДНК прокариот расположена в области, называемой нуклеоидом, которая не отделена от других частей клетки мембраной. Есть два домена прокариот: бактерии и археи. У прокариот меньше органелл, чем у эукариот. Оба имеют плазматические мембраны и рибосомы (структуры, которые синтезируют белки и свободно плавают в цитоплазме ). Двумя уникальными характеристиками прокариот являются фимбрии (пальцеобразные выступы на поверхности клетки) и жгутики (нитевидные структуры, способствующие движению).
У эукариот есть ядро, в котором содержится ДНК. Обычно они крупнее прокариот и содержат намного больше органелл. Ядро - особенность эукариота, отличающая его от прокариота, - содержит ядерную оболочку, ядрышко и хроматин. В цитоплазме эндоплазматический ретикулум (ER) синтезирует мембраны и выполняет другие метаболические активности. Есть два типа: грубый ER (содержащий рибосомы) и гладкий ER (без рибосом). Аппарат Гольджи состоит из множества мембранных мешочков, отвечающих за производство и доставку материалов, таких как белки. Лизосомы - это структуры, которые используют ферменты для расщепления веществ посредством фагоцитоза, процесса, который включает эндоцитоз и экзоцитоз. В митохондриях происходят метаболические процессы, такие как клеточное дыхание. цитоскелет состоит из волокон, которые поддерживают структуру клетки и помогают клетке двигаться.
Существуют разные способы прохождения какие клетки могут транспортировать вещества через клеточную мембрану. Двумя основными путями являются пассивный транспорт и активный транспорт. Пассивный транспорт более прямой и не требует использования энергии клетки. Он основан на области, которая поддерживает градиент концентрации от высокого к низкому. Активный транспорт использует аденозинтрифосфат (АТФ) для транспортировки вещества, которое движется против градиента его концентрации.
Путь перемещения белков в клетках начинается в ER. Липиды и белки синтезируются в ER, и углеводы добавляются для получения гликопротеинов. Гликопротеины подвергаются дальнейшему синтезу в аппарате Гольджи, становясь гликолипидами. И гликопротеины, и гликолипиды транспортируются в везикулы к плазматической мембране. Клетка высвобождает секреторные белки, известные как экзоцитоз.
Ионы перемещаются через клеточные мембраны через каналы, насосы или транспортеры. В каналах они движутся вниз по электрохимическому градиенту, чтобы произвести электрические сигналы. Насосы поддерживают электрохимические градиенты. Основной тип насоса - это насос Na / K. Он перемещает 3 иона натрия из ячейки и 2 иона калия в ячейку. Процесс превращает одну молекулу АТФ в аденозиндифосфат (АДФ) и Pi. В транспортере ионы используют более одного градиента для выработки электрических сигналов.
Эндоцитоз в клетках животныхЭндоцитоз - это форма активного транспорта, при котором клетка принимает участие молекул, используя плазматическую мембрану, и упаковывает их в везикулы.
При фагоцитозе клетка окружает частицы, в том числе пищевые частицы, за счет расширения псевдопод, которые расположены на плазматической мембране. Затем псевдоножки упаковывают частицы в пищевую вакуоль. Лизосома, содержащая гидролитические ферменты, затем сливается с пищевой вакуолью. Гидролитические ферменты, также известные как пищеварительные ферменты, затем переваривают частицы внутри пищевой вакуоли.
При пиноцитозе клетка поглощает («глотает») внеклеточную жидкость в пузырьки, которые являются образуется, когда плазматическая мембрана окружает жидкость. В ходе этого процесса клетка может принимать любую молекулу или растворенное вещество.
Эндоцитоз, опосредованный рецепторами, представляет собой форму пиноцитоза, при которой клетка принимает определенные молекулы или растворенные вещества. Белки с рецепторными участками расположены на плазматической мембране, связываясь со специфическими растворенными веществами. Рецепторные белки, которые прикреплены к определенным растворенным веществам, попадают внутрь покрытых ямок, образуя пузырьки. Затем везикулы окружают рецепторы, которые прикреплены к определенным растворенным веществам, высвобождая их молекулы. Рецепторные белки возвращаются обратно в плазматическую мембрану той же везикулой.