Жизнедеятельность клетки

поддерживает жизнь самой клетки и обеспечивает ее взаимоотношения с внешней средой(обмен веществ). Клетки обладают так же раздражимостью(двигательные реакции) и способны к размножению путем деления, благодаря чему происходит рост и развитие организма.

I .Омен веществ и энергии. Клетка усваивает поступающие вещества, расщепляет их с образованием энергии, необходимой для теплопродукции, выделения секретов, движений и нервной деятельности; синтезирует сложные вещества. Из клетки выводятся конечные продукты обмена веществ.

Синтез белков. Основную массу клетки составляют белки. Они состоят из аминокислот и у каждого человек имеются индивидуальную специфичность, которая определяется порядком чередованием аминокислот в полипептидной цепи и передается по наследству. В синтезе белков участвует большое количество ферментов и нуклеиновые кислоты ДНК и РНК- носители наследственной информации. Это самые длинные молекулы. В клетках они многократно скручены и образуют компактные структуры. Они состоят из нуклеотидов в определенной последовательности. Нуклеотиды состоят из трех молекул: азотистого основания, пептозы(сахар) и остатка фосфорной кислоты. Каждые 3 последовательно расположенных нуклеотида кодируют одну аминокислоту. В ДНК -4 типа азотистых оснований: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т) и сахар- дезоксирибоза; в РНК вместо Тимина-урацил(У) и углевод-рибоза. Большая часть ДНК находится в ядре в соединении с белками- нуклеопротеидные нити, которые скручиваются и образуют хромосомы, небольшая часть ДНК- во внутриклеточных образованиях. ДНК состоит из двух полипептидных цепей, которые соединяются по строгим правилам: Т с А, Ц с Г и т.д. В процессе деления клетки происходит репликация (удвоение) ДНК: на исходных ДНК синтезируются их копии.

Содержание РНК в живой клетке выше, чем содержание ДНК. Основная масса РНК локализована в рибосомах (в цитоплазме), лишь небольшая масса является частью хроматина. РНК переносят информацию от ДНК к белкам. На молекуле ДНК синтезируется копия соответствующего гена (обрезка молекулы ДНК) – информационная РНК (и РНК). В ней заложена программа синтеза всех клеточных белков; и РНК переходит в цитоплазму и присоединяется к рибосоме. Транспортные РНК (т РНК, их не менее 20, по числу аминокислот) различают нужные аминокислоты, присоединяют к себе и подтаскивают к рибосоме, соединяясь с ней; и РНК на рибосоме подставляет для прочтения участок, где закодированы аминокислоты. Когда вся матрица прочитывается, молекула белка синтезируется полностью. Тогда транспортные РНК уходят в цитоплазму, где их ждут ферменты, чтобы соединились с очередными порциями аминокислот. Имеется и рибосомная РНК (р РНК), которая служит как бы каркасом, на котором собираются рибосомные белки. При нарушении целостности р РНК нарушается функция рибосом.

II.Возбудимость. Некоторые клетки и ткани (нервная, мышечная и железистые) специально приспособлены к осуществлению быстрых реакций на раздражение. Такие клетки и ткани называют возбудимыми, а их способность отвечать на раздражение возбуждением называют возбудимостью. В ответ на действие раздражителей в возбудимых клетках возникает возбуждение - совокупность сложных физических, химических процессов и функциональных изменений. Есть и специфические признаки возбуждения: выделение секрета железистой клеткой, сокращение мышечной ткани, генерация нервных импульсов нервной клетки.

Раздражители могут быть физическими (электрический ток, температурные, механические), химическими ( гормоны, белки, ионы), физико-химическими (осмотические, сдвиг рН и др.), специфическими(адекватными) и неспецифическими (неадекватными). Адекватными называются те раздражители, которые действуют на данную биологическую структуру в естественных условиях, к восприятию которых она специально приспособлена и чувствительность к которым у нее чрезвычайно велика. Для палочек и колбочек сетчатки глаза адекватным раздражителем являются лучи видимой части солнечного спектра, для тактильных рецепторов кожи давление, для вкусовых сосочков языка- разнообразные химические вещества, для скелетных мышц- нервные импульсы, притекающие к ним по моторным нервам. Неадекватными называются те раздражители, для восприятия которых данная клетка или орган специально не приспособлены. Так, мышца сокращается при взаимодействии кислоты или щелочи, электрического тока и т.д.

Клетки значительно более чувствительны по отношению к своим адекватным раздражителям, чем к неадекватным. Это является выражением функционального приспособления, выработавшегося в процессе эволюции.

Адекватные раздражители вызывают возбуждение в определенных возбудимых структурах при минимальной затрате энергии (световые лучи для рецепторов сетчатки глаза), а неадекватные- лишь при достаточной силе и продолжительности своего действия (обильное отделение слюны в ответ на раздражение кислотой рецепторов ротовой полости). Минимальная сила раздражителя, на которую возбудимая ткань отвечает раздражением, получила название порог возбуждения. Чем она меньше, тем легче возбуждается ткань. При возникновении возбуждения затрачивается энергия, накопления в клетках. При длительном возбуждении может наступить истощение энергетических запасов и, как следствие, например, в нервных клетках «нервное истощение», проявляющееся невротическими состояниями. Обратное возбуждению явление- торможение- нервный процесс, приводящий к угнетению или предупреждению возбуждения. Обязательным признаков возбуждения является изменение электрического состояния поверхностной клеточной мембраны. В возбудительной клетке, находящейся в состоянии физиологического покоя, клеточная мембрана обладает повышенной проницаемостью для ионов калия и сниженной для ионов натрия. В результате неравномерного распределения ионов между наружной и внутренней сторонами клеточной мембраны (в цитоплазме нервных и мышечных клеток в 50 раз больше ионов калия, в 10 раз меньше ионов натрия) возникает разность потенциалов, которая называется потенциалом покоя, или мембранным потенциалом. Для каждого типа клетки ее величина строго определенная. При этом наружная поверхность мембраны заряжена положительно, а внутренняя, электроотрицательно. В возбужденной клетке проницаемость мембраны клетки для ионов натрия возрастает в 500 раз выше проницаемости для ионов калия в 20 раз, натрий устремляется в клетку, и проходит колебание мембранного потенциала: возникает потенциал действия, который, в отличие от потенциала покоя, передвигается в форме волны возбуждения по поверхности клетки со скоростью до десятков метров в секунду. Наружная поверхность заряжается отрицательно по отношению к внутренней. При этом понижается мембранная разность потенциалов (деполяризация мембраны) и даже появляется разность потенциалов противоположенного знака. Достигнув критического – порогового – уровня, изменение разности потенциалов лавинообразно нарастает и быстро – в нерве за несколько десятитысячных долей секунды – достигает своего максимума.

Восстановление исходной разности потенциалов – реполяризация мембраны – происходит вначале за счет выхода ионов калия из клетки. Затем благодаря особому физиологическому механизму, так называемому натрий-калиевому насосу, восстанавливается неравенство ионных концентраций между цитоплазмой и окружаещей клетку средой (ионы калия обратно входят в клетку, а ионы натрия выходят из нее). Характерной особенностью клетки в момент ее возбуждения – в период максимальной деполяризации мембраны – является ее неспособность отвечать на новое раздражение. Состояние клетки во время ее возбуждения носит название рефрактерности.

Изменение проницаемости мембраны при возбуждении вначале относительно невелико и сопровождается лишь небольшой деполяризацией, небольшим уменьшением мембранного потенциала в том месте, где было приложено раздражение, и не распространяется вдоль возбудимой ткани (это так называемое местное возбуждение). Проведение возбуждения обусловлено тем, что потенциал действия, возникший в одной клетке или в одном ее участке, становится раздражителем, вызывающим возбуждение других участков. Возбуждение от одной нервной клетки к другой или от нервного волокна к мышечной или железистой клетке передается химическим путем. В нервном окончании образуются химические соединения – передатчики нервного импульса (ацетилхолин, норадреналин и др.), вызывающие возбуждение в той возбудимой клетке, на которой расположено нервное окончание. Химические передатчики нервного импульса называются медиаторами.

Дата добавления: 2013-12-13