Anatomie și fiziologie I

Celulele sunt baza vieții – unitatea structurală de bază a ființelor vii. Moleculele, cum ar fi apa și aminoacizii, nu sunt vii, dar celulele sunt! Toată viața este alcătuită din celule de un tip sau altul.

Una dintre caracteristicile sistemelor vii este capacitatea de a menține homeostazia, sau o stare internă relativ constantă. Celula este primul nivel de complexitate capabil să mențină homeostazia, iar structura unică a celulei este cea care permite această funcție critică.

În această secțiune a cursului, veți învăța despre celulă și despre toate părțile care o fac funcțională. Vă veți concentra, de asemenea, asupra membranei celulare, care este structura care înconjoară celula și separă mediul său intern de mediul extern. Este o componentă critică deoarece controlează ceea ce poate intra și ieși din celulă. Această secțiune va descrie, de asemenea, modul în care celulele se reproduc pentru a menține homeostazia.

Teoria actuală a celulei afirmă că:

1. Toate ființele vii cunoscute sunt compuse din una sau mai multe celule.
2. Toate celulele noi sunt create prin divizarea în două a celulelor preexistente.
3. Celula este cea mai de bază unitate de structură și funcție în toate organismele vii.

Teoreticienii moderni ai celulei afirmă că toate funcțiile esențiale pentru viață au loc în interiorul celulei; și că, în timpul diviziunii celulare, celula conține și transmite generației următoare informațiile necesare pentru a conduce și a regla funcționarea celulei.

Să începem studiul nostru asupra celulei prin investigarea anatomiei de bază a unei celule animale. Fiecare celulă este formată din trei componente prezentate în imaginea de mai sus.

1. Membrana celulară care înconjoară și protejează celula
2. Citoplasma care este interiorul apos al celulei ce conține ioni, proteine și organite
3. Organitele care realizează toate activitățile necesare pentru ca celula să trăiască, să crească și să se reproducă

În cadrul organismului, celulele reprezintă un nivel de organizare între organite și țesuturi. Organitele, la rândul lor, sunt alcătuite din macromolecule specializate, iar țesuturile sunt colecții de celule specializate. Țesuturile creierului, rinichilor, ficatului, mușchilor și plămânilor diferă unele de altele datorită structurii și funcției celulelor care le constituie. Astfel, celulele care alcătuiesc fiecare tip de țesut variază ca formă, dimensiune și structură interioară pentru a permite funcția fiziologică specifică în cadrul țesutului.Un concept important de reținut pe măsură ce studiați anatomia și fiziologia este acela că structura determină funcția. Când vă uitați la forma unei celule, aceasta vă oferă un indiciu cu privire la funcția sa.

Observați celulele de mai jos și gândiți-vă la modul în care forma este necesară pentru rolul său. Vedeți dacă puteți potrivi celula cu funcția sa.

Organele

Care proces celular se desfășoară într-o anumită locație din celulă, adesea situată în interiorul sau în jurul unui organit. Gândiți-vă la un organit ca la un nivel de organizare între macromolecule și celulă. Organitele îndeplinesc sarcini specializate în interiorul celulei, localizând funcții precum replicarea, producerea de energie, sinteza proteinelor și procesarea alimentelor și a deșeurilor. Diferitele celule diferă în ceea ce privește dispunerea și numărul de organite, precum și din punct de vedere structural, dând naștere la sutele de tipuri de celule întâlnite în organism.

Accentul acestei secțiuni este de a înțelege organitele celulei, modul în care acestea interacționează între ele și cum funcționează în timpul transportului, creșterii și diviziunii în celulă. Veți învăța despre mediul chimic controlat pe care îl menține o celulă și ce restricții impune acesta asupra tipurilor de reacții chimice pe care le poate efectua. Acest context este vital pentru a înțelege procesele cheie, cum ar fi modul în care o celulă eliberează energie din glucoză, produce și pliază proteine și trece prin creștere și diviziune celulară.

Gândiți-vă la un oraș și la diferitele locuri de muncă din cadrul unui oraș. O celulă este similară, fiecare organit care servește un scop specific. Există organite a căror sarcină este de a da formă și structură celulei, la fel ca străzile și podurile orașului. Aceste organite bogate în proteine includ filamente intermediare, microtubuli și microfilamente. Unele dintre acestea deplasează de fapt alte organite în jurul celulei sau schimbă forma celulei. Atunci când o celulă musculară se contractă sau se scurtează, aceasta o face prin intermediul microfilamentelor alcătuite din proteinele actină și miozină. Un organit special compus din microtubuli este situat într-o zonă din apropierea nucleului, centrosomul. Centrosomul conține o pereche numită de fascicule de microtubuli cunoscute sub numele de centrioli. Centriolii sunt importanți deoarece deplasează cromozomii la capetele opuse ale celulei în timpul replicării celulare numite mitoză. Neuronii nu au centrioli și nu se pot replica.

Alte organite ajută la sintetizarea proteinelor necesare celulei. Aceste fabrici de proteine se numesc ribozomi. Ele pot fi împrăștiate în interiorul celulei sau atașate la un sistem de canale membranare numit reticul endoplasmatic sau RE. Atunci când ER are ribozomi atașați la el, este denumit ER dur (ribozomii îi dau un aspect dur sau granulat). Când ER nu are ribozomi, se numește ER neted și funcționează pentru sinteza lipidelor și depozitarea toxinelor. Atunci când o proteină este fabricată, aceasta trebuie să fie pliată într-o formă specifică pentru a funcționa. Adesea, trebuie atașate lanțuri laterale suplimentare de carbohidrați. Proteina este procesată în ER dur. Odată formată, aceasta intră în aparatul golgi, care este instalația de distribuție a celulei. Acesta finalizează orice procesare a proteinei și apoi o împachetează într-o veziculă pentru a fi transportată la destinație. Unele proteine sunt necesare în membrana celulară, iar veziculele se asigură că acestea ajung la membrană. Aparatul golgi produce, de asemenea, un tip special de vezicule denumite lizozom. Lisosomul este gunoierul celulei. Acesta preia resturile și deșeurile celulare și le distruge. Lisosomul conține enzime hidrolitice foarte puternice pentru a realiza acest lucru. Este foarte important ca enzimele să rămână în lizozom, altfel ar distruge celula.

Centrala energetică a celulei este mitocondria. Acest organitru generează ATP sau energia pentru celulă. Mitocondriile au chiar propriul lor ADN denumit ADN mitocondrial (ADNm) și se pot replica.

În cele din urmă există controlorul celulei. Acesta este nucleul. Nu toate celulele au un nucleu și sunt denumite anucleate. Dacă vă uitați la imaginea globulelor roșii din sânge veți vedea un punct alb în centrul celulei – acolo era nucleul. Nucleul este expulzat atunci când acestea se maturizează. Unele celule au mai mult de un nucleu și sunt denumite multinucleate. Celulele musculare scheletice sunt celule foarte mari și sunt multinucleate. Nucleul conține ADN-ul celulei și nucleolul. Nucleolul este un organit care produce ribozomi. ADN-ul este codul genetic. Acesta conține genele care conțin instrucțiunile pentru fabricarea fiecărei proteine din corpul dumneavoastră. Nucleul este înconjurat de o membrană proprie cu găuri mici numite pori nucleari. Membrana se numește membrană nucleară sau înveliș nuclear.

Diagrama interactivă de mai jos prezintă un desen al unei celule eucariote. Componentele celulare din listă au legături către imagini care evidențiază aceleași structuri într-o celulă vie.

.