תא הוא היחידה היסודית של כל האורגניזמים. מידת הפעילות, היכולת להסתגל לתנאי הסביבה תלויה במצבו. תהליכי החיים של התא כפופים לדפוסים מסוימים. מידת הפעילות של כל אחד מהם תלויה בשלב של מחזור החיים. בסך הכל, יש שניים מהם: בין-פאזה וחלוקה (שלב M). הראשון לוקח את הזמן שבין היווצרות התא ועד מותו או חלוקתו. במהלך תקופת האינטרפאז, כמעט כל התהליכים העיקריים של הפעילות החיונית של התא מתקיימים באופן פעיל: תזונה, נשימה, צמיחה, עצבנות, תנועה. רביית תאים מתבצעת רק בשלב M.
תקופות בין-שלביות
זמן צמיחת התא בין חלוקות מחולק למספר שלבים:
- presynthetic, או שלב G-1, - תקופה ראשונית: סינתזה של RNA שליח, חלבונים וכמה אלמנטים תאיים אחרים;
- סינטטי, או שלב S: הכפלת DNA;
- פוסט סינתטי, או שלב G-2: הכנה למיטוזה.
בנוסף, חלק מהתאים מפסיקים להתחלק לאחר התמיינות. אצלםאין תקופת G-1 ב-interphase. הם נמצאים בשלב המנוחה שנקרא (G-0).
מטבוליזם
כפי שכבר הוזכר, התהליכים החיוניים של תא חי מתרחשים ברובם במהלך תקופת הבין-פאזית. העיקרי שבהם הוא חילוף החומרים. הודות לו מתרחשות לא רק תגובות פנימיות שונות, אלא גם תהליכים בין-תאיים המחברים מבנים בודדים לתוך האורגניזם כולו.
למטבוליזם יש דפוס מסוים. התהליכים החיוניים של התא תלויים במידה רבה בקיום שלו, בהיעדר הפרעות כלשהן בו. חומרים, לפני שהם משפיעים על הסביבה התוך תאית, חייבים לחדור את הממברנה. לאחר מכן הם עוברים עיבוד מסוים בתהליך של תזונה או נשימה. בשלב הבא, מוצרי העיבוד המתקבלים משמשים לסינתזה של אלמנטים חדשים או שינוי מבנים קיימים. התוצרים המטבוליים שנותרו לאחר כל הטרנספורמציות, שמזיקות לתא או פשוט אינן נחוצות לו, מוסרים לסביבה החיצונית.
הטמעה והתפכחות
אנזימים מעורבים בוויסות השינוי הרצוף של טרנספורמציות של חומר אחד לאחר. הם תורמים לזרימה מהירה יותר של תהליכים מסוימים, כלומר, הם פועלים כזרזים. כל "מאיץ" כזה משפיע רק על טרנספורמציה ספציפית, ומכוון את התהליך לכיוון אחד. החומרים החדשים שנוצרו נחשפים עוד יותר לאנזימים אחרים התורמים להמשך הטרנספורמציה שלהם.
במקביל, הכלתהליכי הפעילות החיונית של התא קשורים בדרך זו או אחרת לשתי נטיות הפוכות: הטמעה והתפרקות. למטבוליזם, האינטראקציה שלהם, איזון או התנגדות כלשהי הם הבסיס. מגוון חומרים המגיעים מבחוץ מומרים בפעולת האנזימים לרגיל והכרחי לתא. טרנספורמציות סינתטיות אלו נקראות הטמעה. עם זאת, תגובות אלה דורשות אנרגיה. המקור שלו הוא תהליכי התפכחות, או הרס. ריקבון של חומר מלווה בשחרור אנרגיה הנחוצה להמשך התהליכים הבסיסיים של הפעילות החיונית של התא. התפזרות גם מקדמת היווצרות של חומרים פשוטים יותר, המשמשים לאחר מכן לסינתזה חדשה. חלק ממוצרי הריקבון מוסרים.
תהליכי החיים של תא קשורים לעתים קרובות לאיזון של סינתזה וריקבון. לפיכך, צמיחה אפשרית רק אם ההתבוללות גוברת על ההתפזרות. מעניין שתא לא יכול לגדול ללא הגבלת זמן: יש לו גבולות מסוימים, כשמגיעים אליהם נפסקת הצמיחה.
הסתננות
הובלת חומרים מהסביבה לתא מתבצעת באופן פסיבי ואקטיבי. במקרה הראשון, ההעברה מתאפשרת עקב דיפוזיה ואוסמוזה. הובלה אקטיבית מלווה בהוצאה של אנרגיה ולעיתים מתרחשת בניגוד לתהליכים אלו. כך, למשל, חודרים יוני אשלגן. הם מוזרקים לתא, גם אם ריכוזם בציטופלזמה עולה על רמתו בסביבה.
מאפיינים של חומרים משפיעים על מידת החדירות של קרום התא עבורם. אז, חומרים אורגניים נכנסים לציטופלזמה בקלות רבה יותר מאשר לא אורגניים. עבור חדירות, גם גודל המולקולות משנה. כמו כן, תכונות הממברנה תלויות במצב הפיזיולוגי של התא ובמאפיינים סביבתיים כגון טמפרטורה ואור.
אוכל
תהליכים חיוניים שנלמדו היטב לוקחים חלק בצריכת חומרים מהסביבה: נשימה של תאים והזנתם. זה האחרון מתבצע בעזרת פינוציטוזיס ופגוציטוזיס.
המנגנון של שני התהליכים דומה, אבל חלקיקים קטנים וצפופים יותר נלכדים במהלך פינוציטוזה. מולקולות של החומר הנספג נספגות על ידי הממברנה, נלכדות על ידי צמחים מיוחדים וטבולות איתן בתוך התא. כתוצאה מכך נוצרת תעלה ואז מופיעות בועות מהממברנה המכילה חלקיקי מזון. בהדרגה הם משתחררים מהקליפה. יתר על כן, החלקיקים נחשפים לתהליכים קרובים מאוד לעיכול. לאחר סדרה של טרנספורמציות, החומרים מפורקים לפשוטים יותר ומשמשים לסינתזה של היסודות הדרושים לתא. במקביל, חלק מהחומרים הנוצרים מוזרם לסביבה, מאחר והוא אינו נתון לעיבוד נוסף או שימוש.
נשימה
תזונה היא לא התהליך היחיד שתורם להופעת האלמנטים הדרושים בתא. נשימה על ידיהמהות שלו מאוד דומה לו. זוהי סדרה של טרנספורמציות עוקבות של פחמימות, שומנים וחומצות אמינו, וכתוצאה מכך נוצרים חומרים חדשים: פחמן דו חמצני ומים. החלק החשוב ביותר בתהליך הוא יצירת אנרגיה, הנאגרת על ידי התא בצורה של ATP וכמה תרכובות אחרות.
עם חמצן
תהליכי החיים של תא אנושי, כמו אורגניזמים רבים אחרים, בלתי נתפסים ללא נשימה אירובית. החומר העיקרי הדרוש לו הוא חמצן. שחרור אנרגיה נחוצה, כמו גם היווצרות של חומרים חדשים, מתרחש כתוצאה מחמצון.
תהליך הנשימה מחולק לשני שלבים:
- glycolysis;
- שלב חמצן.
גליקוליזה היא פירוק גלוקוז בציטופלזמה של תא בפעולת אנזימים ללא השתתפות חמצן. זה מורכב מאחת עשרה תגובות עוקבות. כתוצאה מכך, שתי מולקולות ATP נוצרות ממולקולת גלוקוז אחת. לאחר מכן תוצרי הריקבון נכנסים למיטוכונדריה, שם מתחיל שלב החמצן. כתוצאה ממספר תגובות נוספות נוצרות פחמן דו חמצני, מולקולות ATP נוספות ואטומי מימן. באופן כללי, התא מקבל 38 מולקולות ATP ממולקולת גלוקוז אחת. בגלל הכמות הגדולה של אנרגיה מאוחסנת, הנשימה האירובית נחשבת ליעילה יותר.
נשימה אנאירובית
לחיידקים יש סוג שונה של נשימה. הם משתמשים בסולפטים, חנקות וכן הלאה במקום חמצן. סוג זה של נשימה פחות יעיל, אבל הוא ממלא תפקיד עצום.תפקיד במעגל החומר בטבע. הודות לאורגניזמים אנאירוביים, המחזור הביוגאוכימי של גופרית, חנקן ונתרן מתבצע. באופן כללי, התהליכים מתנהלים בדומה לנשימת חמצן. לאחר סיום הגליקוליזה, החומרים המתקבלים נכנסים לתגובת תסיסה, שעלולה לגרום לאלכוהול אתילי או חומצה לקטית.
עצבנות
התא מקיים אינטראקציה מתמדת עם הסביבה. התגובה להשפעה של גורמים חיצוניים שונים נקראת עצבנות. הוא מתבטא במעבר התא למצב מעורר ובהתרחשות תגובה. סוג התגובה להשפעה חיצונית שונה בהתאם לתכונות הפונקציונליות. תאי שריר מגיבים בהתכווצות, תאי בלוטה בהפרשה ותאי עצב על ידי יצירת דחף עצבי. עצבנות היא שעומדת בבסיס תהליכים פיזיולוגיים רבים. הודות לו, למשל, מתבצע ויסות עצבי: נוירונים מסוגלים להעביר עירור לא רק לתאים דומים, אלא גם לאלמנטים של רקמות אחרות.
Division
לכן, יש דפוס מחזורי מסוים. תהליכי החיים של התא בו חוזרים על עצמם במהלך כל תקופת האינטרפאזה ומסתיימים עם מותו של התא או בחלוקתו. רבייה עצמית היא המפתח לשימור החיים באופן כללי לאחר היעלמותו של אורגניזם מסוים. במהלך גידול תאים, הטמעה עולה על התפזרות, הנפח גדל מהר יותר מהשטח. כתוצאה מכך, תהליכיםהפעילות החיונית של התא מעוכבת, מתחילות טרנספורמציות עמוקות, שלאחריהן קיומו של התא הופך לבלתי אפשרי, הוא ממשיך להתחלק. בסוף התהליך נוצרים תאים חדשים עם פוטנציאל מוגבר ומטבוליזם.
אי אפשר לומר אילו תהליכים של פעילות חיונית של התא ממלאים את התפקיד החשוב ביותר. כולם קשורים זה בזה וחסרי משמעות במנותק זה מזה. מנגנון העבודה העדין והמשומן היטב שקיים בתא מזכיר לנו שוב את חוכמת הטבע והפאר.
