เซลล์เป็นหน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ระดับของกิจกรรมความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมขึ้นอยู่กับสถานะของมัน กระบวนการชีวิตของเซลล์ขึ้นอยู่กับรูปแบบบางอย่าง ระดับของกิจกรรมของแต่ละคนขึ้นอยู่กับระยะของวงจรชีวิต โดยรวมแล้วมี 2 เฟส: เฟสและดิวิชั่น (เฟส M) ครั้งแรกใช้เวลาระหว่างการก่อตัวของเซลล์กับการตายหรือการแบ่งตัว ในช่วงระหว่างเฟส กระบวนการหลักเกือบทั้งหมดของกิจกรรมที่สำคัญของเซลล์กำลังดำเนินการอย่างแข็งขัน: โภชนาการ การหายใจ การเจริญเติบโต ความหงุดหงิด การเคลื่อนไหว การสืบพันธุ์ของเซลล์จะดำเนินการในระยะ M เท่านั้น
ช่วงระหว่างเฟส
เวลาของการเติบโตของเซลล์ระหว่างดิวิชั่นแบ่งออกเป็นหลายระยะ:
- สังเคราะห์ก่อนหรือระยะ G-1 - ช่วงเริ่มต้น: การสังเคราะห์ RNA ของผู้ส่งสาร โปรตีน และองค์ประกอบของเซลล์อื่นๆ
- สังเคราะห์หรือเฟส S: DNA สองเท่า;
- หลังสังเคราะห์หรือระยะ G-2: การเตรียมไมโทซิส
นอกจากนี้ บางเซลล์หยุดแบ่งหลังจากแยกความแตกต่าง ในของพวกเขาไม่มีช่วง G-1 ในเฟส กำลังอยู่ในช่วงพักฟื้น (G-0).
เมแทบอลิซึม
ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว กระบวนการที่สำคัญของเซลล์ที่มีชีวิตส่วนใหญ่ดำเนินไปในช่วงระยะเวลาระหว่างเฟส หลักหนึ่งคือการเผาผลาญ ต้องขอบคุณสิ่งนี้ ไม่เพียงแต่เกิดปฏิกิริยาภายในต่างๆ แต่ยังรวมถึงกระบวนการระหว่างเซลล์ที่เชื่อมโยงโครงสร้างแต่ละส่วนเข้ากับสิ่งมีชีวิตทั้งหมด
เมแทบอลิซึมมีรูปแบบที่แน่นอน กระบวนการที่สำคัญของเซลล์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการปฏิบัติตามของมัน ไม่มีการรบกวนใด ๆ ในเซลล์ สารก่อนที่จะส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมภายในเซลล์จะต้องผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ จากนั้นพวกเขาจะได้รับการประมวลผลบางอย่างในกระบวนการโภชนาการหรือการหายใจ ในขั้นต่อไป ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการแปรรูปจะถูกใช้เพื่อสังเคราะห์องค์ประกอบใหม่หรือเปลี่ยนโครงสร้างที่มีอยู่ ผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมที่เหลืออยู่หลังจากการเปลี่ยนแปลงทั้งหมด ซึ่งเป็นอันตรายต่อเซลล์หรือไม่จำเป็น จะถูกกำจัดออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก
การดูดกลืนและการแตกตัว
เอนไซม์มีส่วนเกี่ยวข้องในการควบคุมการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องของการเปลี่ยนแปลงของสารหนึ่งไปเป็นอีกสารหนึ่ง สิ่งเหล่านี้มีส่วนทำให้กระบวนการบางอย่างไหลเร็วขึ้น กล่าวคือ พวกมันทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา "ตัวเร่งความเร็ว" ดังกล่าวแต่ละตัวมีผลเฉพาะการเปลี่ยนแปลงเฉพาะ โดยชี้นำกระบวนการไปในทิศทางเดียว สารที่ก่อตัวขึ้นใหม่จะสัมผัสกับเอ็นไซม์อื่นๆ ที่มีส่วนช่วยในการเปลี่ยนแปลงต่อไป
พร้อมกันทุกอย่างกระบวนการของกิจกรรมที่สำคัญของเซลล์นั้นเชื่อมโยงกันไม่ทางใดก็ทางหนึ่งโดยมีแนวโน้มที่ตรงกันข้ามสองประการ: การดูดซึมและการแพร่กระจาย สำหรับเมตาบอลิซึม ปฏิสัมพันธ์ ความสมดุล หรือความขัดแย้งบางอย่างเป็นพื้นฐาน สารต่างๆ ที่มาจากภายนอกจะถูกแปลงภายใต้การกระทำของเอ็นไซม์ให้เป็นนิสัยและจำเป็นต่อเซลล์ การแปลงแบบสังเคราะห์เหล่านี้เรียกว่าการดูดซึม อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาเหล่านี้ต้องการพลังงาน แหล่งที่มาของมันคือกระบวนการของการแตกสลายหรือการทำลายล้าง การสลายตัวของสารจะมาพร้อมกับการปล่อยพลังงานที่จำเป็นสำหรับกระบวนการพื้นฐานของกิจกรรมที่สำคัญของเซลล์เพื่อดำเนินการต่อ การสลายตัวยังส่งเสริมการก่อตัวของสารที่ง่ายกว่าซึ่งจะใช้สำหรับการสังเคราะห์ใหม่ ผลิตภัณฑ์ที่ผุบางส่วนจะถูกลบออก
กระบวนการชีวิตของเซลล์มักเกี่ยวข้องกับความสมดุลของการสังเคราะห์และการสลายตัว ดังนั้น การเติบโตจะเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อการดูดซึมมีชัยเหนือการดูดกลืน สิ่งที่น่าสนใจคือ เซลล์ไม่สามารถเติบโตอย่างไม่มีกำหนด: มันมีขอบเขตที่แน่นอน เมื่อถึงเซลล์ไหนที่การเติบโตจะหยุดลง
การแทรกซึม
การขนส่งสารจากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่เซลล์จะดำเนินการอย่างอดทนและกระตือรือร้น ในกรณีแรก การถ่ายโอนจะเกิดขึ้นได้เนื่องจากการแพร่และการออสโมซิส การขนส่งแบบแอคทีฟมาพร้อมกับการใช้พลังงานและมักเกิดขึ้นตรงกันข้ามกับกระบวนการเหล่านี้ ตัวอย่างเช่นโพแทสเซียมไอออนแทรกซึม พวกมันถูกฉีดเข้าไปในเซลล์แม้ว่าความเข้มข้นของพวกมันในไซโตพลาสซึมจะเกินระดับในสิ่งแวดล้อม
ลักษณะของสารส่งผลต่อระดับการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์สำหรับพวกมัน ดังนั้นสารอินทรีย์เข้าสู่ไซโตพลาสซึมได้ง่ายกว่าสารอนินทรีย์ สำหรับการซึมผ่าน ขนาดของโมเลกุลก็มีความสำคัญเช่นกัน นอกจากนี้ คุณสมบัติของเมมเบรนยังขึ้นอยู่กับสถานะทางสรีรวิทยาของเซลล์และลักษณะทางสิ่งแวดล้อม เช่น อุณหภูมิและแสง
อาหาร
กระบวนการสำคัญที่ได้รับการศึกษาค่อนข้างดีมีส่วนร่วมในการรับสารจากสิ่งแวดล้อม: การหายใจของเซลล์และสารอาหาร หลังดำเนินการด้วยความช่วยเหลือของ pinocytosis และ phagocytosis
กลไกของทั้งสองกระบวนการคล้ายกัน แต่อนุภาคที่เล็กกว่าและหนาแน่นกว่าจะถูกดักจับระหว่างพิโนไซโตซิส โมเลกุลของสารที่ถูกดูดซับจะถูกดูดซับโดยเมมเบรนซึ่งจับโดยผลพลอยได้พิเศษและแช่ไว้กับพวกมันภายในเซลล์ เป็นผลให้เกิดช่องและจากนั้นฟองอากาศจะปรากฏขึ้นจากเมมเบรนที่มีอนุภาคอาหาร พวกมันจะค่อยๆ ออกจากเปลือก นอกจากนี้ อนุภาคยังสัมผัสกับกระบวนการที่ใกล้เคียงกับการย่อยอาหารมาก หลังจากการเปลี่ยนแปลงหลายครั้ง สารต่างๆ จะถูกแบ่งออกเป็นสารที่ง่ายกว่าและใช้เพื่อสังเคราะห์องค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับเซลล์ ในเวลาเดียวกัน ส่วนหนึ่งของสารที่เกิดขึ้นจะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม เนื่องจากไม่ต้องผ่านกระบวนการหรือการใช้งานเพิ่มเติม
หายใจ
โภชนาการไม่ใช่กระบวนการเดียวที่ก่อให้เกิดองค์ประกอบที่จำเป็นในเซลล์ หายใจโดยสาระสำคัญของมันคล้ายกับมันมาก เป็นชุดของการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องของคาร์โบไฮเดรต ไขมัน และกรดอะมิโน อันเป็นผลมาจากการที่สารใหม่เกิดขึ้น ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ส่วนที่สำคัญที่สุดของกระบวนการคือการก่อตัวของพลังงาน ซึ่งเก็บโดยเซลล์ในรูปของ ATP และสารประกอบอื่นๆ
มีอ็อกซิเจน
กระบวนการชีวิตของเซลล์มนุษย์ก็เหมือนกับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่ไม่สามารถจินตนาการได้หากไม่มีการหายใจแบบใช้ออกซิเจน สารหลักที่จำเป็นสำหรับมันคือออกซิเจน การปล่อยพลังงานที่จำเป็นมากรวมถึงการก่อตัวของสารใหม่เกิดขึ้นจากการเกิดออกซิเดชัน
การหายใจแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน:
- ไกลโคไลซิส;
- เวทีออกซิเจน
Glycolysis เป็นการสลายกลูโคสในไซโตพลาสซึมของเซลล์ภายใต้การกระทำของเอ็นไซม์โดยไม่มีส่วนร่วมของออกซิเจน ประกอบด้วยปฏิกิริยาต่อเนื่องกันสิบเอ็ดครั้ง เป็นผลให้โมเลกุล ATP สองโมเลกุลเกิดขึ้นจากโมเลกุลกลูโคสหนึ่งโมเลกุล ผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวจะเข้าสู่ไมโตคอนเดรียซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของระยะออกซิเจน อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาอีกหลายอย่างทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ โมเลกุล ATP เพิ่มเติม และอะตอมไฮโดรเจน โดยทั่วไป เซลล์จะได้รับ 38 ATP โมเลกุลจากโมเลกุลกลูโคสหนึ่งโมเลกุล การหายใจแบบใช้ออกซิเจนถือว่ามีประสิทธิภาพมากกว่าเพราะมีพลังงานสะสมอยู่เป็นจำนวนมาก
การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน
แบคทีเรียมีการหายใจแบบต่างๆ พวกเขาใช้ซัลเฟต ไนเตรต และอื่นๆ แทนออกซิเจน การหายใจประเภทนี้มีประสิทธิภาพน้อยกว่า แต่มีบทบาทอย่างมากบทบาทในวัฏจักรของสสารในธรรมชาติ ต้องขอบคุณสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช้ออกซิเจนทำให้เกิดวัฏจักรทางชีวเคมีของกำมะถันไนโตรเจนและโซเดียม โดยทั่วไป กระบวนการดำเนินการคล้ายกับการหายใจด้วยออกซิเจน หลังจากสิ้นสุดกระบวนการไกลโคไลซิส สารที่ได้จะเข้าสู่ปฏิกิริยาการหมัก ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดเอทิลแอลกอฮอล์หรือกรดแลคติก
หงุดหงิด
เซลล์มีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง การตอบสนองต่ออิทธิพลของปัจจัยภายนอกต่างๆ เรียกว่า ความหงุดหงิด มันถูกแสดงออกในการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ไปสู่สถานะที่กระตุ้นได้และการเกิดปฏิกิริยา ประเภทของการตอบสนองต่ออิทธิพลภายนอกจะแตกต่างกันไปตามลักษณะการทำงาน เซลล์กล้ามเนื้อตอบสนองโดยการหดตัว เซลล์ต่อมโดยการหลั่ง และเซลล์ประสาทโดยการสร้างแรงกระตุ้นเส้นประสาท เป็นความหงุดหงิดที่สนับสนุนกระบวนการทางสรีรวิทยาหลายอย่าง ต้องขอบคุณสิ่งนี้ที่ทำให้การควบคุมประสาท: เซลล์ประสาทสามารถส่งแรงกระตุ้นไม่เพียงแต่ไปยังเซลล์ที่คล้ายกัน แต่ยังรวมถึงองค์ประกอบของเนื้อเยื่ออื่นๆด้วย
ดิวิชั่น
ดังนั้นจึงมีรูปแบบวัฏจักรบางอย่าง กระบวนการชีวิตของเซลล์ในนั้นจะเกิดขึ้นซ้ำๆ ตลอดช่วงระยะระหว่างเฟสและสิ้นสุดด้วยการตายของเซลล์หรือการแบ่งตัว การสืบพันธุ์ด้วยตนเองเป็นกุญแจสำคัญในการดำรงชีวิตโดยทั่วไปหลังจากการหายตัวไปของสิ่งมีชีวิตโดยเฉพาะ ในระหว่างการเติบโตของเซลล์ การดูดซึมจะมากกว่าการสลาย ปริมาตรจะเติบโตเร็วกว่าพื้นผิว ส่งผลให้กระบวนการกิจกรรมที่สำคัญของเซลล์ถูกยับยั้งการเปลี่ยนแปลงในเชิงลึกเริ่มต้นขึ้นหลังจากนั้นการดำรงอยู่ของเซลล์จะเป็นไปไม่ได้ก็จะดำเนินการแบ่ง เมื่อสิ้นสุดกระบวนการ เซลล์ใหม่จะถูกสร้างขึ้นด้วยศักยภาพและการเผาผลาญที่เพิ่มขึ้น
เป็นไปไม่ได้ที่จะบอกว่ากระบวนการของกิจกรรมสำคัญของเซลล์ใดที่มีบทบาทสำคัญที่สุด ล้วนเชื่อมโยงถึงกันและไร้ความหมายโดยแยกออกจากกัน กลไกการทำงานที่ละเอียดอ่อนและหล่อลื่นอย่างดีที่มีอยู่ในห้องขังทำให้เรานึกถึงความฉลาดและความยิ่งใหญ่ของธรรมชาติอีกครั้ง