Studimet eksperimentale moderne kanë vërtetuar se qeliza është njësia më komplekse strukturore dhe funksionale e pothuajse të gjithë organizmave të gjallë, me përjashtim të viruseve, të cilët janë forma të jetës joqelizore. Citologjia studion strukturën, si dhe aktivitetin jetësor të qelizës: frymëmarrjen, ushqimin, riprodhimin, rritjen. Këto procese do të shqyrtohen në këtë punim.
Struktura e qelizave
Duke përdorur një mikroskop drite dhe elektronik, biologët kanë vërtetuar se qelizat bimore dhe shtazore përmbajnë një aparat sipërfaqësor (komplekse mbimembranore dhe nënmembranore), citoplazmë dhe organele. Në qelizat shtazore, një glikokaliks ndodhet sipër membranës, e cila përmban enzima dhe siguron ushqim për qelizën jashtë citoplazmës. Në qelizat bimore, prokariotet (bakteret dhe cianobakteret), si dhe kërpudhat, mbi membranë formohet një mur qelizor, i cili përbëhet nga celulozë, linjinë ose mureinë.
Bërthama është një organel thelbësoreukariotet. Ai përmban material trashëgues - ADN, e cila duket si kromozome. Bakteret dhe cianobakteret përmbajnë një nukleoid që vepron si bartës i acidit deoksiribonukleik. Të gjithë ata kryejnë funksione rreptësisht specifike që përcaktojnë proceset metabolike qelizore.
Çfarë kuptojmë me të ushqyerit qelizor
Shfaqjet vitale të një qelize nuk janë gjë tjetër veçse transferimi i energjisë dhe shndërrimi i saj nga një formë në tjetrën (sipas ligjit të parë të termodinamikës). Energjia e gjetur në lëndët ushqyese në një gjendje latente, d.m.th., të lidhur, kalon në molekulat ATP. Në pyetjen se çfarë është ushqimi i qelizave në biologji, ekziston një përgjigje që merr parasysh postulatet e mëposhtme:
- Qeliza, duke qenë një biosistem i hapur, kërkon një furnizim të vazhdueshëm me energji nga mjedisi i jashtëm.
- Substancat organike të nevojshme për të ushqyer, qeliza mund t'i marrë në dy mënyra:
a) nga mjedisi ndërqelizor, në formën e përbërjeve të gatshme;
b) sintetizimi i pavarur i proteinave, karbohidrateve dhe yndyrave nga dioksidi i karbonit, amoniaku, etj.
Prandaj, të gjithë organizmat ndahen në heterotrofikë dhe autotrofikë, veçoritë metabolike të të cilave studiohen nga biokimia.
Metabolizmi dhe energjia
Substancat organike që hyjnë në qelizë pësojnë ndarje, si rezultat i së cilës energjia çlirohet në formën e molekulave ATP ose NADP-H2. I gjithë grupi i reaksioneve të asimilimit dhe disimilimit është metabolizmi. Më poshtë do të shqyrtojmë fazat e metabolizmit të energjisë që sigurojnë ushqim për qelizat heterotrofike. Së pari proteinat, karbohidratet dhe lipidetzbërthehen në monomeret e tyre: aminoacide, glukozë, glicerinë dhe acide yndyrore. Më pas, gjatë tretjes pa oksigjen, ato i nënshtrohen zbërthimit të mëtejshëm (tretje anaerobe).
Në këtë mënyrë ushqehen parazitët ndërqelizorë: rikecia, klamidia dhe bakteret patogjene, si klostridiumi. Kërpudhat e majave njëqelizore zbërthejnë glukozën në alkool etilik, bakteret e acidit laktik në acid laktik. Kështu, glikoliza, alkooli, butirik, fermentimi i acidit laktik janë shembuj të ushqyerjes së qelizave për shkak të tretjes anaerobe në heterotrofe.
Autotrofia dhe veçoritë e proceseve metabolike
Për organizmat që jetojnë në Tokë, burimi kryesor i energjisë është Dielli. Falë tij plotësohen nevojat e banorëve të planetit tonë. Disa prej tyre sintetizojnë lëndë ushqyese për shkak të energjisë së dritës, ato quhen fototrofe. Të tjerët - me ndihmën e energjisë së reaksioneve redoks quhen kemotrofe. Në algat njëqelizore, ushqimi i qelizës, fotografia e së cilës është paraqitur më poshtë, kryhet në mënyrë fotosintetike.
Bimët jeshile përmbajnë klorofil, i cili është pjesë e kloroplasteve. Ajo luan rolin e një antene që kap kuantet e dritës. Në fazat e lehta dhe të errëta të fotosintezës ndodhin reaksione enzimatike (cikli Calvin), të cilat rezultojnë në formimin e të gjitha substancave organike që përdoren për ushqim nga dioksidi i karbonit. Prandaj, qeliza, e cila ushqehetpër shkak të përdorimit të energjisë së dritës, quhet autotrofik ose fototrofik.
Organizmat njëqelizorë, të quajtur kemosintetikë, përdorin energjinë e çliruar si rezultat i reaksioneve kimike për të formuar substanca organike, për shembull, bakteret e hekurit oksidojnë përbërjet hekuri në hekur ferrik, dhe energjia e çliruar shkon në sintezën e glukozës. molekulat.
Kështu, organizmat fotosintetikë kapin energjinë e dritës dhe e shndërrojnë atë në energjinë e lidhjeve kovalente të mono- dhe polisaharideve. Më pas, përgjatë hallkave të zinxhirëve ushqimorë, energjia transferohet në qelizat e organizmave heterotrofikë. Me fjalë të tjera, falë fotosintezës, ekzistojnë të gjithë elementët strukturorë të biosferës. Mund të thuhet se një qelizë, ushqimi i së cilës ndodh në mënyrë autotrofike, “ushqen” jo vetëm veten, por edhe gjithçka që jeton në planetin Tokë.
Si hanë organizmat heterotrofik
Një qelizë ushqimi i së cilës varet nga marrja e substancave organike nga mjedisi i jashtëm quhet heterotrofike. Organizmat si kërpudhat, kafshët, njerëzit dhe bakteret parazitare shpërbëjnë karbohidratet, proteinat dhe yndyrnat duke përdorur enzimat tretëse.
Më pas, monomerët që rezultojnë absorbohen nga qeliza dhe përdoren prej saj për të ndërtuar organelet dhe jetën e tyre. Lëndët ushqyese të tretura hyjnë në qelizë me pinocitozë, ndërsa grimcat e ushqimit të ngurtë hyjnë në qelizë me fagocitozë. Organizmat heterotrofikë mund të ndahen në saprotrofe dhe parazitë. Të parët (për shembull, bakteret e tokës, kërpudhat, disa insekte) ushqehen me lëndë organike të vdekur, të dytat (bakteret patogjene, helmintet, kërpudhat parazitare) ushqehen me qelizat dhe indet e organizmave të gjallë.
Mixotrofet, shpërndarja e tyre në natyrë
Lloji i përzier i të ushqyerit në natyrë është mjaft i rrallë dhe është një formë përshtatjeje (idioadaptimi) ndaj faktorëve të ndryshëm mjedisorë. Kushti kryesor për miksotrofi është prania në qelizë e të dy organeleve që përmbajnë klorofil për fotosintezë dhe një sistem enzimash që shpërbëjnë lëndët ushqyese të gatshme që vijnë nga mjedisi. Për shembull, kafsha njëqelizore Euglena green përmban kromatofore me klorofil në hialoplazmë.
Kur rezervuari në të cilin jeton euglena është i ndriçuar mirë, ai ushqehet si një bimë, pra në mënyrë autotrofike, përmes fotosintezës. Si rezultat, glukoza sintetizohet nga dioksidi i karbonit, të cilin qeliza e përdor si ushqim. Euglena ushqehet në mënyrë heterotrofike gjatë natës, duke zbërthyer lëndën organike me ndihmën e enzimave të vendosura në vakuolat e tretjes. Kështu, shkencëtarët e konsiderojnë ushqimin mikotrofik të qelizës si provë të unitetit të origjinës së bimëve dhe kafshëve.
Rritja e qelizave dhe lidhja e saj me trofizmin
Një rritje në gjatësinë, masën, vëllimin e të gjithë organizmit dhe organeve dhe indeve të tij individuale quhet rritje. Është e pamundur pa furnizim të vazhdueshëm të qelizave me lëndë ushqyese, të cilat shërbejnë si material ndërtimi. Për të marrë një përgjigje në pyetjen se si rritet një qelizë, ushqimi i së cilësndodh në mënyrë autotrofike, është e nevojshme të sqarohet nëse është një organizëm i pavarur apo nëse është pjesë e një individi shumëqelizor si njësi strukturore. Në rastin e parë, rritja do të kryhet gjatë interfazës së ciklit qelizor. Në të zhvillohen intensivisht proceset e shkëmbimit plastik. Ushqimi i organizmave heterotrofikë lidhet me praninë e ushqimit që vjen nga mjedisi i jashtëm. Rritja e një organizmi shumëqelizor ndodh për shkak të aktivizimit të biosintezës në indet edukative, si dhe për shkak të mbizotërimit të reaksioneve anabolike ndaj proceseve të katabolizmit.
Roli i oksigjenit në ushqimin e qelizave heterotrofike
Organizmat aerobikë: Disa baktere, kërpudha, kafshë dhe njerëz përdorin oksigjen për të zbërthyer plotësisht lëndët ushqyese si glukoza në dioksid karboni dhe ujë (cikli i Krebsit). Ndodh në matricën e mitokondrive që përmban sistemin enzimatik H + -ATP-azë, i cili sintetizon molekulat ATP nga ADP. Në organizmat prokariote si bakteret aerobe dhe cianobakteret, hapi i disimilimit të oksigjenit ndodh në membranën plazmatike të qelizave.
Ushqyerja specifike e gameteve
Në biologjinë molekulare dhe citologjinë, ushqimi i qelizave mund të përshkruhet shkurtimisht si procesi i hyrjes së lëndëve ushqyese në të, ndarja e tyre dhe sinteza e një pjese të caktuar të energjisë në formën e molekulave ATP. Trofizmi i gameteve: vezëve dhe spermatozoideve ka disa veçori që lidhen me specifikën e lartë të funksioneve të tyre. Kjo është veçanërisht e vërtetë për qelizën germinale femërore, e cila është e detyruar të grumbullojë një furnizim të madh të lëndëve ushqyese, kryesisht në formën ee verdha.
Pas fekondimit, ajo do t'i përdorë ato për të shtypur dhe formuar një embrion. Spermatozoidet në procesin e maturimit (spermatogjenezës) marrin substanca organike nga qelizat Sertoli të vendosura në tubulat seminifere. Kështu, të dy llojet e gameteve kanë një nivel të lartë të metabolizmit, i cili është i mundur për shkak të trofizmit aktiv qelizor.
Roli i të ushqyerit mineral
Proceset metabolike janë të pamundura pa fluksin e kationeve dhe anioneve që janë pjesë e kripërave minerale. Për shembull, jonet e magnezit janë të nevojshëm për fotosintezën, jonet e kaliumit dhe kalciumit janë të nevojshëm për funksionimin e sistemeve të enzimës mitokondriale, dhe prania e joneve të natriumit, si dhe anioneve karbonate, është e nevojshme për të ruajtur vetitë tampon të hialoplazmës. Tretësirat e kripërave minerale hyjnë në qelizë me pinocitozë ose difuzion përmes membranës qelizore. Ushqimi mineral është i natyrshëm si në qelizat autotrofike ashtu edhe në ato heterotrofike.
Duke përmbledhur, ne jemi të bindur se rëndësia e të ushqyerit të qelizave është vërtet e madhe, pasi ky proces çon në formimin e materialit ndërtimor (karbohidratet, proteinat dhe yndyrnat) nga dioksidi i karbonit në organizmat autotrofikë. Qelizat heterotrofe ushqehen me substanca organike të formuara si rezultat i aktivitetit jetësor të autotrofeve. Ata përdorin energjinë e marrë për riprodhim, rritje, lëvizje dhe procese të tjera jetësore.
