Բջիջը բոլոր օրգանիզմների տարրական միավորն է։ Ակտիվության աստիճանը, շրջակա միջավայրի պայմաններին հարմարվելու ունակությունը կախված է դրա վիճակից։ Բջջի կյանքի գործընթացները ենթակա են որոշակի օրինաչափությունների: Նրանցից յուրաքանչյուրի ակտիվության աստիճանը կախված է կյանքի ցիկլի փուլից։ Ընդհանուր առմամբ դրանք երկուսն են՝ ինտերֆազ և բաժանում (փուլ M): Առաջինը ժամանակ է պահանջում բջջի ձևավորման և նրա մահվան կամ բաժանման միջև: Ինտերֆազային ժամանակահատվածում ակտիվորեն ընթանում են բջջի կենսագործունեության գրեթե բոլոր հիմնական գործընթացները՝ սնուցում, շնչառություն, աճ, դյուրագրգռություն, շարժում։ Բջիջների վերարտադրությունն իրականացվում է միայն M փուլում:
Միջփուլային շրջաններ
Բջիջների աճի ժամանակը բաժանումների միջև բաժանվում է մի քանի փուլերի.
- նախասինթետիկ, կամ փուլ G-1, - սկզբնական շրջան. սուրհանդակ ՌՆԹ-ի, սպիտակուցների և որոշ այլ բջջային տարրերի սինթեզ;
- սինթետիկ կամ փուլ S. ԴՆԹ-ի կրկնապատկում;
- հետսինթետիկ կամ G-2 փուլ. նախապատրաստում միտոզի համար:
Բացի այդ, որոշ բջիջներ դադարում են բաժանվել տարբերակումից հետո: Նրանց մեջինտերֆազում G-1 շրջան չկա: Նրանք գտնվում են այսպես կոչված հանգստի փուլում (G-0):
Նյութափոխանակություն
Ինչպես արդեն նշվեց, կենդանի բջջի կենսական գործընթացները մեծ մասամբ ընթանում են միջֆազային շրջանի ընթացքում: Հիմնականը նյութափոխանակությունն է։ Դրա շնորհիվ տեղի են ունենում ոչ միայն տարբեր ներքին ռեակցիաներ, այլեւ միջբջջային գործընթացներ, որոնք առանձին կառույցները կապում են ամբողջ օրգանիզմի հետ։
Նյութափոխանակությունն ունի որոշակի օրինաչափություն: Բջջի կենսական գործընթացները մեծապես կախված են դրա պահպանումից, նրանում որևէ խանգարման բացակայությունից։ Նյութերը, նախքան ներբջջային միջավայրի վրա ազդելը, պետք է թափանցեն թաղանթ: Այնուհետեւ նրանք որոշակի վերամշակման են ենթարկվում սնուցման կամ շնչառության գործընթացում։ Հաջորդ փուլում ստացված վերամշակման արտադրանքը օգտագործվում է նոր տարրեր սինթեզելու կամ գոյություն ունեցող կառույցները փոխակերպելու համար: Բոլոր փոխակերպումներից հետո մնացած նյութափոխանակության արտադրանքները, որոնք վնասակար են բջիջի համար կամ պարզապես դրա կարիքը չունեն, հեռացվում են արտաքին միջավայր։
Ձուլում և դիսիմիլացիա
Ֆերմենտները ներգրավված են մի նյութի փոխակերպումների հաջորդական փոփոխության կարգավորման մեջ: Նրանք նպաստում են որոշակի գործընթացների ավելի արագ ընթացքին, այսինքն՝ գործում են որպես կատալիզատոր։ Յուրաքանչյուր նման «արագացուցիչ» ազդում է միայն կոնկրետ փոխակերպման վրա՝ գործընթացն ուղղելով մեկ ուղղությամբ։ Նոր ձևավորված նյութերը հետագայում ենթարկվում են այլ ֆերմենտների, որոնք նպաստում են դրանց հետագա փոխակերպմանը:
Միևնույն ժամանակ՝ ամեն ինչԲջիջների կենսագործունեության գործընթացներն այս կամ այն կերպ կապված են երկու հակադիր միտումներով՝ յուրացում և դիսիմիլացիա։ Նյութափոխանակության համար հիմք է հանդիսանում դրանց փոխազդեցությունը, հավասարակշռությունը կամ որոշակի հակադրությունը։ Մի շարք նյութեր, որոնք գալիս են դրսից, ֆերմենտների ազդեցության տակ վերածվում են սովորական և բջջի համար անհրաժեշտ նյութերի: Այս սինթետիկ փոխակերպումները կոչվում են յուրացում։ Այնուամենայնիվ, այս ռեակցիաները պահանջում են էներգիա: Դրա աղբյուրը դիսիմիլացիայի կամ ոչնչացման գործընթացներն են: Նյութի քայքայումն ուղեկցվում է բջջի կենսագործունեության հիմնական գործընթացների համար անհրաժեշտ էներգիայի արտազատմամբ։ Դիսիմիլացիան նպաստում է նաև ավելի պարզ նյութերի առաջացմանը, որոնք հետո օգտագործվում են նոր սինթեզի համար։ Քայքայվող որոշ ապրանքներ հեռացվում են:
Բջջի կյանքի գործընթացները հաճախ կապված են սինթեզի և քայքայման հավասարակշռության հետ: Այսպիսով, աճը հնարավոր է միայն այն դեպքում, եթե ձուլումը գերակշռի դիսիմիլացիային։ Հետաքրքիր է, որ բջիջը չի կարող անվերջ աճել. այն ունի որոշակի սահմաններ, որոնց հասնելուց հետո աճը դադարում է։
Ներթափանցում
Նյութերի տեղափոխումը շրջակա միջավայրից բջիջ իրականացվում է պասիվ և ակտիվ։ Առաջին դեպքում փոխանցումը հնարավոր է դառնում դիֆուզիայի և օսմոսի շնորհիվ։ Ակտիվ տրանսպորտը ուղեկցվում է էներգիայի ծախսով և հաճախ տեղի է ունենում այդ գործընթացներին հակառակ։ Այսպես, օրինակ, ներթափանցում են կալիումի իոնները։ Դրանք ներարկվում են բջիջ, նույնիսկ եթե դրանց կոնցենտրացիան ցիտոպլազմայում գերազանցում է դրա մակարդակըմիջավայր։
Նյութերի բնութագրիչները ազդում են նրանց համար բջջային թաղանթի թափանցելիության աստիճանի վրա։ Այսպիսով, օրգանական նյութերը ցիտոպլազմա են մտնում ավելի հեշտ, քան անօրգանականները։ Անթափանցելիության համար կարևոր է նաև մոլեկուլների չափը: Նաև մեմբրանի հատկությունները կախված են բջջի ֆիզիոլոգիական վիճակից և շրջակա միջավայրի առանձնահատկություններից, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը և լույսը:
Սնունդ
Համեմատաբար լավ ուսումնասիրված կենսական գործընթացները մասնակցում են շրջակա միջավայրից նյութերի ընդունմանը. բջիջների շնչառությունը և դրա սնուցումը: Վերջինս իրականացվում է պինոցիտոզով և ֆագոցիտոզով։.
Երկու գործընթացների մեխանիզմը նման է, սակայն պինոցիտոզի ժամանակ ավելի փոքր և ավելի խիտ մասնիկներ են գրավվում: Կլանված նյութի մոլեկուլները ներծծվում են թաղանթով, որսվում են հատուկ ելքերով և ընկղմվում դրանց հետ բջջի ներսում: Արդյունքում առաջանում է ալիք, իսկ հետո սննդի մասնիկներ պարունակող թաղանթից փուչիկներ են առաջանում։ Աստիճանաբար դրանք ազատվում են պատյանից։ Ավելին, մասնիկները ենթարկվում են մարսողությանը շատ մոտ գործընթացներին: Մի շարք փոխակերպումներից հետո նյութերը բաժանվում են ավելի պարզների և օգտագործվում են բջջի համար անհրաժեշտ տարրերը սինթեզելու համար։ Միևնույն ժամանակ առաջացած նյութերի մի մասը արտանետվում է շրջակա միջավայր, քանի որ այն ենթակա չէ հետագա մշակման կամ օգտագործման։
Շնչառություն
Սնուցումը միակ գործընթացը չէ, որը նպաստում է բջիջում անհրաժեշտ տարրերի ի հայտ գալուն։ Շունչ քաշելդրա էությունը շատ նման է դրան։ Այն ածխաջրերի, լիպիդների և ամինաթթուների հաջորդական փոխակերպումների շարք է, որի արդյունքում առաջանում են նոր նյութեր՝ ածխաթթու գազ և ջուր։ Գործընթացի ամենակարևոր մասը էներգիայի ձևավորումն է, որը պահվում է բջջի կողմից ATP-ի և որոշ այլ միացությունների տեսքով:
Թթվածնով
Մարդկային բջջի կենսագործունեությունը, ինչպես շատ այլ օրգանիզմներ, անհնար է պատկերացնել առանց աերոբիկ շնչառության: Դրա համար անհրաժեշտ հիմնական նյութը թթվածինն է։ Շատ անհրաժեշտ էներգիայի արտազատումը, ինչպես նաև նոր նյութերի առաջացումը տեղի է ունենում օքսիդացման արդյունքում։
Շնչառական գործընթացը բաժանված է երկու փուլի՝
- գլիկոլիզ;
- թթվածնի փուլ։
Գլիկոլիզը բջջի ցիտոպլազմում գլյուկոզայի քայքայումն է ֆերմենտների ազդեցության տակ՝ առանց թթվածնի մասնակցության: Այն բաղկացած է տասնմեկ հաջորդական ռեակցիաներից: Արդյունքում մեկ գլյուկոզայի մոլեկուլից ձևավորվում է երկու ATP մոլեկուլ։ Այնուհետև քայքայված արգասիքները մտնում են միտոքոնդրիա, որտեղ սկսվում է թթվածնի փուլը: Եվս մի քանի ռեակցիաների արդյունքում առաջանում են ածխաթթու գազ, լրացուցիչ ATP մոլեկուլներ և ջրածնի ատոմներ։ Ընդհանուր առմամբ, բջիջը ստանում է 38 ATP մոլեկուլ մեկ գլյուկոզայի մոլեկուլից: Պահված էներգիայի մեծ քանակի պատճառով է, որ աերոբիկ շնչառությունը համարվում է ավելի արդյունավետ:
Անաէրոբ շնչառություն
Բակտերիաները տարբեր տեսակի շնչառություն ունեն: Նրանք թթվածնի փոխարեն օգտագործում են սուլֆատներ, նիտրատներ և այլն։ Շնչառության այս տեսակն ավելի քիչ արդյունավետ է, բայց հսկայական դեր է խաղում:դերը բնության նյութի ցիկլում: Անաէրոբ օրգանիզմների շնորհիվ իրականացվում է ծծմբի, ազոտի և նատրիումի կենսաերկրաքիմիական ցիկլը։ Ընդհանուր առմամբ, գործընթացները ընթանում են թթվածնային շնչառության նման: Գլիկոլիզի ավարտից հետո ստացված նյութերը մտնում են խմորման ռեակցիա, որի արդյունքում կարող է առաջանալ էթիլային սպիրտ կամ կաթնաթթու։
դյուրագրգռություն
Բջիջը մշտապես փոխազդում է շրջակա միջավայրի հետ: Տարբեր արտաքին գործոնների ազդեցության արձագանքը կոչվում է դյուրագրգռություն: Այն արտահայտվում է բջիջը գրգռված վիճակի անցնելու և ռեակցիայի առաջացման մեջ։ Արտաքին ազդեցությանը արձագանքելու տեսակը տարբերվում է կախված ֆունկցիոնալ առանձնահատկություններից: Մկանային բջիջները արձագանքում են կծկումով, գեղձի բջիջները՝ սեկրեցիայով, իսկ նեյրոնները՝ առաջացնելով նյարդային ազդակ։ Շատ ֆիզիոլոգիական գործընթացների հիմքում ընկած է դյուրագրգռությունն է: Դրա շնորհիվ, օրինակ, իրականացվում է նյարդային կարգավորում՝ նեյրոնները կարողանում են գրգռումը փոխանցել ոչ միայն նմանատիպ բջիջներին, այլև այլ հյուսվածքների տարրերին։
Բաժանում
Այսպիսով, կա որոշակի ցիկլային օրինաչափություն: Նրանում բջջի կյանքի գործընթացները կրկնվում են ինտերֆազի ողջ ընթացքում և ավարտվում կամ բջիջի մահով, կամ նրա բաժանմամբ։ Ինքնավերարտադրությունը որոշակի օրգանիզմի անհետացումից հետո ընդհանրապես կյանքի պահպանման բանալին է: Բջիջների աճի ժամանակ ձուլումը գերազանցում է դիսիմիլացիային, ծավալն ավելի արագ է աճում, քան մակերեսը։ Արդյունքում գործընթացներըարգելակվում է բջջի կենսագործունեությունը, սկսվում են խորը փոխակերպումներ, որից հետո բջջի գոյությունը դառնում է անհնար, այն անցնում է բաժանման։ Գործընթացի վերջում ձևավորվում են նոր բջիջներ՝ մեծացած ներուժով և նյութափոխանակությամբ։
Անհնար է ասել, թե բջջի կենսագործունեության որ գործընթացներն են առավել կարևոր դեր խաղում։ Դրանք բոլորը միմյանցից մեկուսացած փոխկապակցված են և անիմաստ։ Աշխատանքի նուրբ և լավ յուղված մեխանիզմը, որը գոյություն ունի խցում, ևս մեկ անգամ հիշեցնում է մեզ բնության իմաստության և վեհության մասին:
