La struttura della cellula di vari organismi. Proprietà fondamentali della cellula

Le cellule sono le unità di base da cui sono costruiti tutti gli organismi viventi. A un lettore moderno che considera banale tale affermazione, può sembrare sorprendente che il riconoscimento dell'universalità della struttura cellulare di tutti gli esseri viventi sia avvenuto solo circa 100 anni fa.

La teoria cellulare fu formulata per la prima volta nel 1839 dal botanico Matthias Jakob Schleiden e dallo zoologo Theodor Schwann; questi ricercatori ci sono arrivati ​​​​indipendentemente l'uno dall'altro, come risultato dello studio dei tessuti vegetali e animali. Poco dopo, nel 1859, Rudolf Virchow confermò il ruolo esclusivo della cellula come ricettacolo di "materia vivente", dimostrando che tutte le cellule provengono solo da cellule preesistenti: "Omnis cellula e cellula" (ogni cellula da una cellula). Poiché le cellule sono oggetti molto concreti e facili da osservare, dopo tutte queste scoperte, lo studio sperimentale della cellula ha soppiantato la discussione teorica sulla "vita" e la dubbia ricerca scientifica basata su concetti vaghi come il concetto di "protoplasma".

Nel corso dei successivi cento anni, gli scienziati cellulari si sono avvicinati a questo oggetto da due posizioni completamente diverse. I citologi, utilizzando microscopi continuamente migliorati, hanno continuato a sviluppare l'anatomia microscopica e submicroscopica dell'intera cellula intatta. Partendo dal concetto di cellula come un grumo di sostanza gelatinosa in cui non si poteva distinguere nulla,

oltre al citoplasma gelatinoso che la ricopre all'esterno del guscio e situato al centro del nucleo, hanno potuto dimostrare che la cellula è una struttura complessa differenziata in vari organelli, ognuno dei quali è atto a svolgere l'una o l'altra funzione vitale. Utilizzando il microscopio elettronico, i citologi iniziarono a distinguere le singole strutture coinvolte in queste funzioni a livello molecolare. Per questo, negli ultimi tempi, la ricerca dei citologi si è conclusa con il lavoro dei biochimici, che hanno avuto inizio con la spietata distruzione delle delicate strutture della cellula; Studiando l'attività chimica del materiale ottenuto a seguito di tale distruzione, i biochimici sono stati in grado di decifrare alcune delle reazioni biochimiche che si verificano nella cellula che sono alla base dei processi vitali, compresi i processi di creazione della sostanza stessa della cellula.

È l'attuale intersezione di questi due filoni di ricerca cellulare che ha reso necessario dedicare un intero numero di Scientific American alla cellula vivente. Ora il citologo sta cercando di spiegare a livello molecolare ciò che vede con i suoi vari microscopi; così, il citologo diventa un "biologo molecolare". Il biochimico, invece, si trasforma in un “citologo biochimico”, che studia in egual misura sia la struttura che l'attività biochimica della cellula. Il lettore potrà vedere che solo i metodi di ricerca morfologici o solo biochimici non ci danno l'opportunità di penetrare i segreti della struttura e della funzione della cellula. Per avere successo, è necessario combinare entrambi i metodi di ricerca. Tuttavia, la comprensione dei fenomeni della vita, raggiunta attraverso lo studio della cellula, confermò pienamente l'opinione dei biologi del XIX secolo, i quali affermavano che la materia vivente ha una struttura cellulare, così come le molecole sono costruite dagli atomi.

Una discussione sull'anatomia funzionale di una cellula vivente dovrebbe forse cominciare dal fatto che in natura non esiste una cellula tipica. Conosciamo un'ampia varietà di organismi unicellulari e le cellule cerebrali o muscolari differiscono l'una dall'altra tanto nella loro struttura quanto nelle loro funzioni. Tuttavia, nonostante tutta la loro diversità, sono tutte cellule: hanno tutte una membrana cellulare, un citoplasma contenente vari organelli e al centro di ciascuna di esse c'è un nucleo. Oltre a una certa struttura, tutte le celle condividono una serie di interessanti caratteristiche funzionali comuni. Prima di tutto, tutte le cellule sono in grado di utilizzare e convertire l'energia, che in ultima analisi si basa sull'utilizzo dell'energia solare da parte delle cellule delle piante verdi e sulla sua conversione in energia di legami chimici. Varie cellule specializzate sono in grado di convertire l'energia contenuta nei legami chimici in energia elettrica e meccanica, e persino di nuovo nell'energia della luce visibile. La capacità di convertire l'energia è molto importante per tutte le cellule, poiché consente loro di mantenere la costanza del loro ambiente interno e l'integrità della loro struttura.

Una cellula vivente differisce dalla natura inanimata che la circonda in quanto contiene molecole molto grandi ed estremamente complesse. Queste molecole sono così peculiari che, avendole incontrate nel mondo dell'inanimato, possiamo sempre essere certi che si tratta di resti di cellule morte. Nei primi periodi dello sviluppo della Terra, quando su di essa nacque la vita, vi fu apparentemente una sintesi spontanea di macromolecole complesse da molecole più piccole. Nelle condizioni moderne, la capacità di sintetizzare grandi molecole da sostanze più semplici è una delle principali caratteristiche distintive delle cellule viventi.

Le proteine ​​sono tra tali macromolecole. Oltre al fatto che le proteine ​​costituiscono la maggior parte della sostanza "solida" della cellula, molte di esse (enzimi) hanno proprietà catalitiche; ciò significa che sono in grado di aumentare notevolmente la velocità delle reazioni chimiche che avvengono nella cellula, in particolare la velocità delle reazioni associate alla conversione dell'energia. La sintesi delle proteine ​​​​da unità più semplici - gli amminoacidi, che sono più di 20, è regolata dagli acidi desossiribonucleico e ribonucleico (DNA e RNA); Il DNA e l'RNA sono quasi le più complesse di tutte le macromolecole cellulari. Negli ultimi anni e persino mesi è stato stabilito che il DNA, situato nel nucleo della cellula, dirige la sintesi dell'RNA, che è contenuto sia nel nucleo che nel citoplasma. L'RNA, a sua volta, fornisce una specifica sequenza di amminoacidi nelle molecole proteiche. Il ruolo del DNA e dell'RNA può essere paragonato al ruolo di un architetto e di un ingegnere civile, grazie agli sforzi congiunti dei quali una bella casa nasce da un mucchio di mattoni, pietra e tegole.

Ad un certo punto della vita, ogni cellula si divide: la cellula madre cresce e dà origine a due cellule figlie, come risultato di un processo molto delicato descritto nell'articolo di D. Masia. Anche alle soglie del XX secolo. i biologi hanno capito che la caratteristica più importante di questo processo è la distribuzione uniforme tra le cellule figlie dei corpi speciali contenuti nel nucleo della cellula madre; questi corpi sono stati chiamati cromosomi, poiché si è scoperto che sono colorati con determinati coloranti. È stato suggerito che i cromosomi fungano da portatori di ereditarietà; per la precisione con cui avviene la loro auto-riproduzione e distribuzione, trasferiscono alle cellule figlie tutte le proprietà della cellula madre. La moderna biochimica ha dimostrato che i cromosomi sono costituiti principalmente da DNA e uno dei compiti importanti della biologia molecolare è scoprire come le informazioni genetiche sono codificate nella struttura di questa macromolecola.

Oltre alla capacità di convertire energia, biosintesi e riproduzione per autoriproduzione e divisione, le cellule di animali e piante altamente organizzate hanno altre caratteristiche grazie alle quali si adattano a quell'attività complessa e coordinata che è la vita di un organismo. Lo sviluppo di un organismo multicellulare da un uovo fecondato, che è una singola cellula, avviene non solo come risultato della divisione cellulare, ma anche come risultato della differenziazione delle cellule figlie in vari tipi specializzati, da cui si formano diversi tessuti. In molti casi, dopo la differenziazione e la specializzazione, le cellule smettono di dividersi; esiste una sorta di antagonismo tra differenziazione e crescita per divisione cellulare.

In un organismo adulto, la capacità di riprodurre e mantenere la popolazione di una specie a un certo livello dipende dall'uovo e dallo sperma. Queste cellule, chiamate gameti, sorgono, come tutte le altre cellule del corpo, nel processo di frantumazione di un ovulo fecondato e successiva differenziazione. Tuttavia, in tutte quelle parti dell'organismo adulto dove è costantemente in atto il logoramento delle cellule (nella pelle, nell'intestino e nel midollo osseo, dove si producono gli elementi formati del sangue), la divisione cellulare rimane un evento molto frequente.

Nel corso dello sviluppo embrionale, cellule differenzianti dello stesso tipo manifestano la capacità, per così dire, di riconoscersi a vicenda. Cellule appartenenti allo stesso tipo e simili tra loro si combinano per formare un tessuto non accessibile a cellule di tutti gli altri tipi. In questa reciproca attrazione e repulsione delle cellule, il ruolo principale, a quanto pare, spetta alla membrana cellulare. Questa membrana è, inoltre, uno dei principali componenti cellulari, con cui la funzione delle cellule muscolari (fornendo la capacità del corpo di muoversi), delle cellule nervose (creando connessioni necessarie per l'attività coordinata del corpo) e delle cellule sensoriali (percependo le irritazioni dall'esterno e dall'interno) è associato. .

Anche se in natura non esiste una cellula che potrebbe? considerato tipico, ci sembra utile crearne un certo modello, per così dire, una cellula "collettiva", che riunirebbe caratteristiche morfologiche che si esprimono in una certa misura in tutte le cellule.

Anche in una membrana cellulare spessa circa 100 angstrom (1 angstrom è pari a un decimilionesimo di millimetro), che sotto un normale microscopio sembra solo una linea di confine, una certa struttura viene rivelata dalla microscopia elettronica. È vero, non sappiamo ancora quasi nulla di questa struttura, ma la presenza stessa di una struttura complessa nella membrana cellulare è in buon accordo con tutto ciò che sappiamo sulle sue proprietà funzionali. Ad esempio, le membrane dei globuli rossi e delle cellule nervose sono in grado di distinguere gli ioni sodio dagli ioni potassio, sebbene questi ioni abbiano dimensioni simili e la stessa carica elettrica. La membrana di queste cellule aiuta gli ioni potassio a penetrare nella cellula, ma “si oppone” agli ioni sodio, e questo non dipende solo dalla permeabilità; in altre parole, la membrana ha la capacità di "trasporto di ioni attivi". Inoltre, la membrana cellulare attira meccanicamente grandi molecole e particelle macroscopiche nella cellula. Il microscopio elettronico ha anche permesso di penetrare nella struttura fine degli organelli situati nel citoplasma, che in un microscopio convenzionale sembrano grani. Gli organelli più importanti sono i cloroplasti delle cellule vegetali verdi e dei mitocondri, presenti sia nelle cellule animali che in quelle vegetali. Questi organelli sono le "centrali elettriche" di tutta la vita sulla Terra. La loro struttura fine è adattata a una funzione specifica: nei cloroplasti, per legare l'energia della luce solare nel processo di fotosintesi, e nei mitocondri, per estrarre energia (contenuta nei legami chimici dei nutrienti che entrano nella cellula) nel processo di ossidazione e respirazione. Queste "centrali elettriche" forniscono l'energia necessaria per vari processi che si verificano nella cellula, per così dire, in "confezione conveniente" - sotto forma di energia dei legami fosfatici di un composto chimico, l'adenosina trifosfato (ATP).

Un microscopio elettronico consente di distinguere chiaramente i mitocondri con la loro complessa struttura fine da altri corpi approssimativamente della stessa dimensione - dai lisosomi. Come ha mostrato de Duve, i lisosomi contengono enzimi digestivi che scompongono grandi molecole, come grassi, proteine ​​e acidi nucleici, in componenti più piccoli che possono essere ossidati dagli enzimi mitocondriali. La membrana dei lisosomi isola gli enzimi digestivi contenuti in questi corpi dal resto del citoplasma. La rottura della membrana e il rilascio degli enzimi contenuti nei lisosomi porta rapidamente alla lisi (dissoluzione) delle cellule.

Il citoplasma contiene molte altre inclusioni meno diffuse in vari tipi cellulari. Tra questi, i centrosomi e i cinetosomi sono di particolare interesse. I centrosomi possono essere visti solo con un microscopio convenzionale al momento della divisione cellulare; svolgono un ruolo molto importante, formando i poli del fuso, l'apparato che separa i cromosomi in due cellule figlie. Per quanto riguarda i cinetosomi, si possono trovare solo in quelle cellule che si muovono con l'ausilio di speciali ciglia o flagelli; alla base di ogni cilio o flagello si trova un cinetosoma. Sia i centrosomi che i cinetosomi sono capaci di autoriprodursi: ogni coppia di centrosomi, durante la divisione cellulare, dà origine a un'altra coppia di questi corpi; ogni volta che un nuovo ciglio appare sulla superficie di una cellula, riceve un cinetosoma risultante dall'autoduplicazione di uno dei cinetosomi già esistenti. In passato, alcuni citologi hanno suggerito che la struttura di questi due organelli è in gran parte simile, nonostante le loro funzioni siano completamente diverse. Studi al microscopio elettronico hanno confermato questa ipotesi. Ogni organello è costituito da 11 fibre; due di loro si trovano al centro e i restanti nove alla periferia. È così che sono disposte anche tutte le ciglia e tutti i flagelli. Lo scopo esatto di tale struttura è sconosciuto, ma è indubbiamente associato alla contrattilità di ciglia e flagelli. È possibile che lo stesso principio del "muscolo monomolecolare" sia alla base dell'azione del cinetosoma e del centrosoma, che hanno funzioni completamente diverse.

Il microscopio elettronico ha permesso di confermare un'altra ipotesi dei citologi degli anni passati, vale a dire l'ipotesi dell'esistenza di un "citoscheletro" - una struttura invisibile del citoplasma. Nella maggior parte delle cellule, utilizzando un microscopio elettronico, è possibile rilevare un complesso sistema di membrane interne che è invisibile se osservato con un microscopio convenzionale. Alcune di queste membrane hanno una superficie liscia, mentre altre hanno una superficie ruvida a causa di minuscoli granuli che la ricoprono. In cellule diverse, questi sistemi di membrane sono sviluppati a vari livelli; nell'ameba sono molto semplici e nelle cellule specializzate in cui vi è un'intensa sintesi di proteine ​​​​(ad esempio nelle cellule del fegato o del pancreas) sono fortemente ramificate e differiscono per una notevole granularità.

Gli specialisti in microscopia elettronica valutano tutte queste osservazioni in modi diversi. Il punto di vista di K. Porter, che ha proposto il nome di "reticolo endoplasmatico" per questo sistema di membrane, è stato ampiamente utilizzato; secondo lui, attraverso una rete di tubuli formati da membrane, varie sostanze si spostano dalla membrana cellulare esterna alla membrana nucleare. Alcuni ricercatori considerano la membrana interna una continuazione di quella esterna; secondo questi autori, a causa di profonde depressioni nella membrana interna, la superficie di contatto della cellula con il fluido che la circonda aumenta notevolmente. Se il ruolo della membrana è davvero così importante, allora dovremmo aspettarci che la cellula abbia un meccanismo che permetta la creazione continua di una nuova membrana. J. Palad ha suggerito che il misterioso apparato di Golgi, scoperto per la prima volta dal citologo italiano K. Golgi alla fine del secolo scorso, funge da tale meccanismo. Un microscopio elettronico ha permesso di stabilire che l'apparato di Golgi è costituito da una membrana liscia, che spesso funge da continuazione del reticolo endoplasmatico.

La natura dei granuli che ricoprono la superficie "interna" della membrana è fuori discussione. Questi granuli sono particolarmente ben espressi nelle cellule che sintetizzano grandi quantità di proteine. Come T. Kaspersson e l'autore di questo articolo hanno mostrato 20 anni fa, tali cellule sono caratterizzate da un alto contenuto di RNA. Recenti studi hanno dimostrato che questi granuli sono estremamente ricchi di RNA e quindi molto attivi nella sintesi proteica. Pertanto, sono chiamati ribosomi.

Il bordo interno del citoplasma è formato da una membrana che circonda il nucleo cellulare. Fino ad ora sorgono ancora molti disaccordi sulla questione di quale struttura abbia questa membrana, che osserviamo al microscopio elettronico. Sembra un doppio film, nel cui strato esterno sono presenti anelli o fori che si aprono verso il citoplasma. Alcuni ricercatori considerano questi anelli dei pori attraverso i quali passano grandi molecole dal citoplasma al nucleo o dal nucleo al citoplasma. Poiché lo strato esterno della membrana è spesso in stretto contatto con il reticolo endoplasmatico, è stato anche suggerito che l'involucro nucleare sia coinvolto nella formazione delle membrane di questa rete. È anche possibile che i fluidi che scorrono attraverso i tubuli del reticolo endoplasmatico si accumulino nello spazio tra i due strati dell'involucro nucleare.

Nel nucleo ci sono le strutture più importanti della cellula: i fili di cromatina, che contengono tutto il DNA contenuto nella cellula. Quando la cellula è in uno stato di "riposo" (cioè durante il periodo di crescita tra due divisioni), la cromatina è dispersa in tutto il nucleo. A causa di ciò, il DNA acquisisce la massima superficie di contatto con altre sostanze del nucleo, che, probabilmente, servono come materiale per la costruzione di molecole di RNA e per l'auto-riproduzione. Nel processo di preparazione di una cellula per la divisione, la cromatina viene raccolta e compattata, formando i cromosomi, dopodiché viene distribuita uniformemente tra le due cellule figlie.

I nucleoli non sono sfuggenti come la cromatina; questi corpi sferici sono chiaramente visibili nel nucleo se osservati con un microscopio convenzionale. Un microscopio elettronico permette di vedere che il nucleolo è pieno di piccoli granuli simili ai ribosomi del citoplasma. I nucleoli sono ricchi di RNA e sembrano essere siti attivi per la sintesi di proteine ​​e RNA. Per completare la descrizione dell'anatomia funzionale della cellula, notiamo che la cromatina ei nucleoli galleggiano in una sostanza amorfa simile a una proteina: il succo nucleare.

La creazione di un quadro moderno della struttura della cellula ha richiesto lo sviluppo di attrezzature sofisticate e metodi di ricerca più avanzati. Il normale microscopio ottico continua ad essere uno strumento importante nel nostro tempo. Tuttavia, per studiare la struttura interna di una cellula con questo microscopio, di solito è necessario uccidere la cellula e colorarla con vari coloranti che ne rivelano selettivamente le strutture principali. Per vedere queste strutture in uno stato attivo in una cellula vivente, sono stati creati vari microscopi, tra cui contrasto di fase, interferenza, polarizzazione e fluorescenza; tutti questi microscopi si basano sull'uso della luce. Recentemente, il microscopio elettronico è diventato il principale strumento di ricerca per i citologi. L'uso di un microscopio elettronico è “complicato, tuttavia, dalla necessità di sottoporre gli oggetti in studio a complessi processi di elaborazione e fissazione, che comportano inevitabilmente una violazione delle immagini autentiche associate a varie distorsioni e artefatti. Tuttavia, stiamo facendo progressi e ci stiamo avvicinando all'esame della cellula vivente ad alto ingrandimento.

La storia dello sviluppo dell'attrezzatura tecnica della biochimica non è meno notevole. La creazione di centrifughe con velocità di rotazione sempre maggiori consente di separare il contenuto cellulare in un numero sempre crescente di singole frazioni. Queste frazioni vengono ulteriormente separate e separate mediante cromatografia ed elettroforesi. I metodi classici di analisi sono stati ora adattati per studiare quantità e volumi 1000 volte inferiori a quelli che potevano essere determinati in precedenza. Gli scienziati hanno acquisito la capacità di misurare la frequenza respiratoria di diverse amebe o diverse uova di riccio di mare o di determinare il contenuto di enzimi in esse contenuti. Infine, l'autoradiografia, metodo che utilizza traccianti radioattivi, permette di osservare, a livello subcellulare, i processi dinamici che avvengono in una cellula vivente intatta.

Tutti gli altri articoli di questa raccolta sono dedicati ai successi ottenuti grazie alla convergenza di queste due aree più importanti nello studio della cellula, e alle ulteriori prospettive che si aprono per la biologia. In conclusione, mi sembrerebbe utile mostrare come una combinazione di approcci citologici e biochimici venga utilizzata per risolvere un problema: il problema del ruolo del nucleo nella vita della cellula. La rimozione del nucleo da un organismo unicellulare non comporta la morte immediata del citoplasma. Se dividi un'ameba in due metà, lasciando il nucleo in una di esse, e sottoponi entrambe le metà alla fame, allora entrambe vivranno circa due settimane; in un protozoo unicellulare - scarpe - si può osservare il battito delle ciglia per diversi giorni dopo la rimozione del nucleo; frammenti privi di nucleo della gigantesca alga unicellulare acetabularia vivono per diversi mesi e sono persino in grado di rigenerarsi in modo abbastanza evidente. Pertanto, molti dei processi vitali di base della cellula, inclusi (nel caso dell'acetabularia) i processi di crescita e differenziazione, possono verificarsi in completa assenza di geni e DNA. I frammenti di acetabularia privi di nucleo sono in grado, ad esempio, di sintetizzare proteine ​​​​e persino enzimi specifici, sebbene sia noto che la sintesi proteica è regolata dai geni. Tuttavia, la capacità di questi frammenti di sintetizzarsi gradualmente svanisce. Sulla base di questi dati, si può concludere che una sostanza si forma nel nucleo sotto l'influenza del DNA, che viene rilasciato nel citoplasma, dove viene gradualmente utilizzato. Da tali esperimenti, condotti con l'uso simultaneo di metodi citologici e biochimici, derivano alcune importanti conclusioni.

Innanzitutto, il nucleo dovrebbe essere considerato il centro principale per la sintesi degli acidi nucleici (sia DNA che RNA). In secondo luogo, l'RNA nucleare (o parte di esso) entra nel citoplasma, dove svolge il ruolo di intermediario che trasferisce l'informazione genetica dal DNA al citoplasma. Infine, gli esperimenti mostrano che il citoplasma, e in particolare i ribosomi, servono come arena principale per la sintesi di proteine ​​specifiche come gli enzimi. Va aggiunto che la possibilità di una sintesi indipendente di RNA nel citoplasma non può essere considerata esclusa e che tale sintesi può essere rilevata in frammenti di acetabularia privi di nucleo in condizioni appropriate.

Questo breve riassunto dei dati moderni mostra chiaramente che la cellula non è solo un'unità morfologica ma anche fisiologica.

L'unità strutturale di ogni organismo è la cellula. La definizione di questa struttura fu usata per la prima volta quando studiò la struttura dei tessuti al microscopio. Ora gli scienziati hanno trovato un gran numero di diversi tipi di cellule che si trovano in natura. I virus sono gli unici organismi non cellulari.

Cellula: definizione, struttura

Una cellula è un'unità strutturale e morfofunzionale di tutti gli organismi viventi. Distinguere tra organismi unicellulari e pluricellulari.

La maggior parte delle cellule ha le seguenti strutture: apparato tegumentario, nucleo e citoplasma con organelli. Le coperture possono essere rappresentate da una membrana citoplasmatica e da una parete cellulare. Solo una cellula eucariotica ha un nucleo e organelli, la cui definizione differisce da quella di una cellula procariota.

Le cellule di organismi multicellulari formano tessuti che, a loro volta, sono componenti di organi e sistemi di organi. Sono disponibili in diverse dimensioni e possono differire per forma e funzione. Queste piccole strutture possono essere distinte solo con un microscopio.

in biologia. Definizione di cellula procariota

I microrganismi come i batteri sono un ottimo esempio di organismi procarioti. Questo tipo di cellula ha una struttura semplice, poiché i batteri mancano di un nucleo e di altri organelli citoplasmatici. i microrganismi sono racchiusi in una struttura specializzata - un nucleoide, e le funzioni degli organelli sono svolte dai mesosomi, che sono formati dalla sporgenza della membrana citoplasmatica nella cellula.

Quali altre caratteristiche dice la definizione che la presenza di ciglia e flagelli è anche una caratteristica dei batteri. Questo apparato motorio aggiuntivo differisce in diversi gruppi di microrganismi: qualcuno ha un solo flagello, qualcuno ne ha due o più. I ciliati non hanno flagelli, ma le ciglia sono presenti lungo l'intera periferia della cellula.

Le inclusioni svolgono un ruolo importante nella vita dei batteri, poiché le cellule procariotiche non hanno organelli in grado di accumulare le sostanze necessarie. Le inclusioni si trovano nel citoplasma e sono compattate lì. Se necessario, i batteri possono utilizzare queste sostanze accumulate per i loro bisogni al fine di mantenere la normale attività vitale.

cellula eucariotica

Evolutivamente più avanzato delle cellule procariotiche. Hanno tutti gli organelli tipici, così come il nucleo, il centro per la conservazione e la trasmissione delle informazioni genetiche.

La definizione del termine "cellula" descrive accuratamente la struttura degli eucarioti. Ogni cellula è ricoperta da una membrana citoplasmatica, che è rappresentata da uno strato bilipidico e da proteine. Sopra c'è il glicocalice, che è formato da glicoproteine ​​e svolge una funzione recettoriale. Le cellule vegetali hanno anche una parete cellulare.

Il citoplasma degli eucarioti è rappresentato da una soluzione colloidale contenente organelli, un citoscheletro e varie inclusioni. Gli organoidi includono il reticolo endoplasmatico (liscio e ruvido), lisosomi, perossisomi, mitocondri e plastidi vegetali. Il citoscheletro è rappresentato da microtubuli, microfilamenti e microfilamenti intermedi. Queste strutture formano un'impalcatura e sono anche coinvolte nella divisione. Il centro, che ha ogni cellula animale, gioca un ruolo diretto in questo processo. La determinazione, la ricerca del citoscheletro e del centro cellulare nel suo spessore è possibile solo con l'uso di un potente microscopio moderno.

Il nucleo è una struttura a due membrane, i cui contenuti sono rappresentati dalla cariolinfa. Contiene i cromosomi che contengono il DNA dell'intera cellula. Il nucleo è responsabile della trascrizione dei geni del corpo e controlla anche le fasi di divisione durante la mitosi, l'amitosi e la meiosi.

forme di vita non cellulari

Il termine cellula può essere usato per descrivere la struttura di quasi tutti gli organismi, ma ci sono delle eccezioni. Pertanto, i virus sono i principali rappresentanti delle forme di vita non cellulari. La loro organizzazione è abbastanza semplice, perché i virus sono agenti infettivi che contengono solo due componenti organici nella loro composizione: DNA o RNA, oltre a un rivestimento proteico.

I batteri vengono attaccati anche dai virus che costituiscono il gruppo dei batteriofagi. Il loro corpo ha la forma di un dodecaedro, e l'"iniezione" dell'acido nucleico nella cellula batterica avviene con l'ausilio del processo della coda, rappresentato dalla guaina contrattile, dall'asta interna e dalla lamina basale.

Le cellule sono i mattoni del corpo. Tessuti, ghiandole, apparati e, infine, il corpo ne sono composti.

Cellule

Le cellule sono disponibili in molte forme e dimensioni, ma condividono tutte una struttura comune.

La cellula è costituita da protoplasma, una sostanza gelatinosa incolore, trasparente, costituita per il 70% da acqua e varie sostanze organiche e inorganiche. La maggior parte delle cellule è costituita da tre parti principali: il guscio esterno, chiamato membrana, il centro - il nucleo e lo strato semiliquido - il citoplasma.

1. La membrana cellulare è costituita da grassi e proteine; è semipermeabile, cioè permette il passaggio di sostanze come l'ossigeno e il monossido di carbonio.
2. Il nucleo è costituito da uno speciale protoplasma chiamato nucleoplasma. Il nucleo è spesso indicato come il "centro di informazione" della cellula, perché contiene tutte le informazioni sulla crescita, lo sviluppo e il funzionamento della cellula sotto forma di DNA (acido desossiribonucleico). Il DNA contiene il materiale necessario per lo sviluppo dei cromosomi, che trasportano le informazioni ereditarie dalla cellula madre alla cellula figlia. Le cellule umane hanno 46 cromosomi, 23 da ciascun genitore. Il nucleo è circondato da una membrana che lo separa dalle altre strutture della cellula.
3. Il citoplasma contiene molte strutture chiamate organelli, o "piccoli organi", che includono: mitocondri, ribosomi, apparato di Golgi, lisosomi, reticolo endoplasmatico e centrioli:

• I mitocondri sono strutture sferiche allungate spesso chiamate "centri energetici" perché forniscono alla cellula l'energia di cui ha bisogno per produrre energia.
• I ribosomi sono formazioni granulari, una fonte di proteine ​​di cui una cellula ha bisogno per crescere e ripararsi.
• L'apparato di Golgi è costituito da 4-8 sacche interconnesse che producono, smistano e trasportano le proteine ​​ad altre parti della cellula per le quali sono una fonte di energia.
• I lisosomi sono strutture sferiche che producono sostanze per sbarazzarsi di parti danneggiate o usurate della cellula. Sono i "purificatori" della cellula.
• Il reticolo endoplasmatico è una rete di canali attraverso i quali le sostanze vengono trasportate all'interno della cellula.
• I centrioli sono due sottili strutture cilindriche disposte ad angolo retto. Sono coinvolti nella formazione di nuove cellule.

Le cellule non esistono da sole; lavorano in gruppi di cellule simili - tessuti.

tessuti

tessuto epiteliale

Le pareti e i tegumenti di molti organi e vasi sono costituiti da tessuto epiteliale; Ne esistono di due tipi: semplici e complessi.

Epiteliale semplice tessuto è costituito da un singolo strato di cellule, che sono di quattro tipi:

• Squamose: le celle piatte giacciono simili a scaglie, da bordo a bordo, in fila, come un pavimento piastrellato. La copertura squamosa si trova in parti del corpo poco soggette a usura e danneggiamento, come le pareti degli alveoli dei polmoni nel sistema respiratorio e le pareti del cuore, vasi sanguigni e linfatici nel sistema circolatorio.
• Cuboide: cellule cubiche disposte in fila formano le pareti di alcune ghiandole. Questo tessuto consente il passaggio del fluido durante la secrezione, come quando il sudore viene rilasciato dalla ghiandola sudoripare.
• Colonnare: una serie di cellule alte che formano le pareti di molti organi del sistema digestivo e urinario. Tra le cellule colonnari ci sono le cellule caliciformi, che producono un liquido acquoso: il muco.
• Ciliato: un singolo strato di cellule squamose, cuboidali o colonnari che hanno proiezioni chiamate ciglia. Tutte le ciglia ondeggiano continuamente nella stessa direzione, permettendo a sostanze come muco o sostanze indesiderate di muoversi lungo di esse. Le pareti degli organi dell'apparato respiratorio e degli organi riproduttivi sono formate da tale tessuto. 2. Il tessuto epiteliale complesso è costituito da molti strati di cellule e ci sono due tipi principali.

Stratificato: molti strati di cellule squamose, cuboidali o colonnari da cui si forma uno strato protettivo. Le cellule sono secche e indurite o umide e molli. Nel primo caso, le cellule sono cheratinizzate, cioè si sono prosciugati e il risultato è stato una proteina fibrosa: la cheratina. Le cellule molli non sono cheratinizzate. Esempi di cellule dure: strato superiore della pelle, capelli e unghie. Copre da cellule molli - la mucosa della bocca e della lingua.
Transitorio - simile nella struttura all'epitelio stratificato non cheratinizzato, ma le cellule sono più grandi e arrotondate. Questo rende il tessuto elastico; da esso si formano organi come la vescica, cioè quelli che devono essere allungati.

Sia semplice che epitelio complesso deve essere attaccato al tessuto connettivo. La giunzione dei due tessuti è nota come membrana inferiore.

Tessuto connettivo

È disponibile in solido, semisolido e liquido. Esistono 8 tipi di tessuto connettivo: areolare, adiposo, linfatico, elastico, fibroso, cartilagineo, osseo e sanguigno.

1. Tessuto areolare - semisolido, permeabile, situato in tutto il corpo, essendo un legante e supporto per altri tessuti. Consiste delle fibre proteiche collagene, elastina e reticolina, che forniscono forza, elasticità e forza.
2. Il tessuto adiposo è semisolido, presente dove si trova il tessuto areolare, formando uno strato sottocutaneo isolante che aiuta a mantenere il corpo caldo.
3. Il tessuto linfatico è semisolido e contiene cellule che proteggono il corpo inghiottendo i batteri. Il tessuto linfatico forma quegli organi che sono responsabili del controllo della salute del corpo.
4. Tessuto elastico - semisolido, è la base di fibre elastiche che possono allungarsi e, se necessario, ripristinare la loro forma. Un esempio è lo stomaco.
5. Il tessuto fibroso è forte e duro, costituito da fibre connettive costituite dalla proteina collagene. Da questo tessuto si formano tendini che collegano muscoli e ossa e legamenti che collegano le ossa tra loro.
6. La cartilagine è un tessuto duro che fornisce connessione e protezione sotto forma di cartilagine ialina che collega le ossa alle articolazioni, cartilagine fibrosa che collega le ossa alla colonna vertebrale e cartilagini elastiche dell'orecchio.
7. Il tessuto osseo è duro. È costituito da uno strato osseo duro, denso e compatto e da una sostanza spongiosa un po' meno densa, che insieme formano il sistema scheletrico.
8. Il sangue è una sostanza liquida composta per il 55% da plasma e per il 45% da cellule. Il plasma costituisce la maggior parte della massa liquida del sangue e le cellule in esso contenute svolgono funzioni protettive e connettive.

Muscolo

Il tessuto muscolare fornisce movimento al corpo. Esistono tipi di tessuto muscolare scheletrico, viscerale e cardiaco.

1. Il tessuto muscolare scheletrico è striato. È responsabile del movimento cosciente del corpo, come il movimento quando si cammina.
2. Il tessuto muscolare viscerale è liscio. È responsabile di movimenti involontari come il movimento del cibo attraverso il sistema digestivo.
3. Il tessuto muscolare cardiaco fornisce la pulsazione del cuore - il battito cardiaco.

tessuto nervoso

Il tessuto nervoso sembra fasci di fibre; è composto da due tipi di cellule: neuroni e neuroglia. I neuroni sono cellule lunghe e sensibili che ricevono e rispondono ai segnali. La neuroglia supporta e protegge i neuroni.

Organi e ghiandole

Nel corpo, tessuti di diverso tipo si combinano per formare organi e ghiandole. Gli organi hanno una struttura e funzioni speciali; sono composti da tessuti di due o più tipi. Gli organi includono il cuore, i polmoni, il fegato, il cervello e lo stomaco. Le ghiandole sono composte da tessuto epiteliale e producono sostanze speciali. Esistono due tipi di ghiandole: endocrine ed esocrine. Le ghiandole endocrine sono chiamate ghiandole endocrine, perché. rilasciano le sostanze prodotte - ormoni - direttamente nel sangue. Exocrine (ghiandole esocrine) - nei canali, ad esempio, il sudore dalle ghiandole corrispondenti attraverso i canali corrispondenti raggiunge la superficie della pelle.

Sistemi del corpo

Gruppi di organi e ghiandole interconnessi che svolgono funzioni simili formano i sistemi del corpo. Questi includono: tegumentario, scheletrico, muscolare, respiratorio (respiratorio), circolatorio (circolatorio), digestivo, genito-urinario, nervoso ed endocrino.

organismo

Nel corpo, tutti i sistemi lavorano insieme per garantire la vita umana.

riproduzione

Meiosi: Un nuovo organismo è formato dalla fusione di uno spermatozoo maschile e un ovulo femminile. Sia l'uovo che lo sperma contengono 23 cromosomi ciascuno, in un'intera cellula, il doppio. Quando si verifica la fecondazione, l'uovo e lo sperma si fondono per formare uno zigote che
46 cromosomi (23 da ciascun genitore). Lo zigote si divide (mitosi) e si forma un embrione, un feto e infine una persona. Nel processo di questo sviluppo, le cellule acquisiscono funzioni individuali (alcune diventano muscolari, altre diventano ossee, ecc.).

Mitosi- semplice divisione cellulare - continua per tutta la vita. Ci sono quattro fasi della mitosi: profase, metafase, anafase e telofase.

1. Durante la profase, ciascuno dei due centrioli della cellula si divide, spostandosi verso parti opposte della cellula. Allo stesso tempo, i cromosomi nel nucleo si accoppiano e la membrana nucleare inizia a rompersi.
2. Durante la metafase, i cromosomi sono posti lungo l'asse della cellula tra i centrioli, allo stesso tempo scompare la membrana protettiva del nucleo.
   Durante l'anafase, i centrioli continuano ad espandersi. I singoli cromosomi iniziano a muoversi in direzioni opposte, seguendo i centrioli. Il citoplasma al centro della cellula si restringe e la cellula si restringe. Il processo di divisione cellulare è chiamato citocinesi.
3. Durante la telofase, il citoplasma continua a ridursi fino a quando non vengono prodotte due cellule figlie identiche. Una nuova membrana protettiva si forma attorno ai cromosomi e ogni nuova cellula ha una coppia di centrioli. Immediatamente dopo la divisione, non ci sono abbastanza organelli nelle cellule figlie risultanti, ma man mano che crescono, chiamata interfase, si completano prima che le cellule si dividano nuovamente.

La frequenza della divisione cellulare dipende dal suo tipo, ad esempio, le cellule della pelle si moltiplicano più velocemente delle cellule ossee.

Selezione

Le sostanze di scarto si formano a seguito della respirazione e del metabolismo e devono essere rimosse dalla cellula. Il processo della loro rimozione dalla cellula segue lo stesso schema dell'assorbimento dei nutrienti.

Movimento

I piccoli peli (ciglia) di alcune cellule si muovono e le cellule del sangue intero si muovono in tutto il corpo.

Sensibilità

Le cellule svolgono un ruolo enorme nella formazione di tessuti, ghiandole, organi e sistemi, che studieremo in dettaglio mentre continuiamo il nostro viaggio attraverso il corpo.

Possibili violazioni

Le malattie derivano dalla distruzione delle cellule. Con lo sviluppo della malattia, ciò si riflette nei tessuti, negli organi e nei sistemi e può colpire l'intero corpo.

Le cellule possono essere distrutte per una serie di motivi: genetici (malattie ereditarie), degenerativi (dovuti all'invecchiamento), ambientali come temperature troppo elevate o chimici (avvelenamento).

• I virus possono esistere solo nelle cellule viventi, che catturano e si moltiplicano, causando infezioni come il raffreddore (virus dell'herpes).
• I batteri possono vivere al di fuori del corpo e sono divisi in patogeni e non patogeni. I batteri patogeni sono dannosi e causano malattie come l'impetigine, mentre i batteri non patogeni sono innocui: mantengono il corpo sano. Alcuni di questi batteri vivono sulla superficie della pelle e la proteggono.
• I funghi usano altre cellule per vivere; sono anche patogeni e non patogeni. I funghi patogeni sono, ad esempio, i funghi del piede. Alcuni funghi non patogeni sono utilizzati nella produzione di antibiotici, inclusa la penicillina.
• Vermi, insetti e acari sono agenti patogeni. Questi includono vermi, pulci, pidocchi, acari della scabbia.

I microbi sono contagiosi, ad es. può essere trasmesso da persona a persona durante l'infezione. L'infezione può avvenire attraverso il contatto personale, come il contatto, o attraverso il contatto con uno strumento infetto, come una spazzola per capelli. I sintomi possono includere infiammazione, febbre, gonfiore, reazioni allergiche e gonfiore.

• Infiammazione: arrossamento, calore, gonfiore, dolore e perdita della capacità di funzionare normalmente.
• Febbre: aumento della temperatura corporea.
• L'edema è il gonfiore derivante dall'eccesso di liquido nel tessuto.
• Un tumore è una crescita anomala di tessuto. Può essere benigno (non pericoloso) o maligno (può progredire, portando alla morte).

Le malattie possono essere classificate in locali e sistemiche, ereditarie e acquisite, acute e croniche.

• Locale - malattie in cui è interessata una certa parte o area del corpo.
• Sistemico - malattie in cui è interessato l'intero corpo o più parti di esso.
• Le malattie ereditarie sono presenti alla nascita.
• Le malattie acquisite si sviluppano dopo la nascita.
• Acuto: malattie che si verificano improvvisamente e passano rapidamente.
• Le malattie croniche sono a lungo termine.

Liquido

Il corpo umano è composto per il 75% da acqua. La maggior parte di questa acqua che si trova nelle cellule è chiamata fluido intracellulare. Il resto dell'acqua si trova nel sangue e nel muco ed è chiamato fluido extracellulare. La quantità di acqua nel corpo è correlata al contenuto di tessuto adiposo in esso, nonché al sesso e all'età. Le cellule adipose non contengono acqua, quindi le persone magre hanno una percentuale maggiore di acqua nei loro corpi rispetto a quelle con un grande grasso corporeo. Inoltre, le donne di solito hanno più tessuto adiposo rispetto agli uomini. Con l'età, il contenuto di acqua diminuisce (la maggior parte dell'acqua nei corpi dei neonati). La maggior parte dell'acqua è fornita da cibi e bevande. Un'altra fonte di acqua è la dissimilazione nel processo del metabolismo. Il fabbisogno umano giornaliero di acqua è di circa 1,5 litri, vale a dire tanto quanto il corpo perde in un giorno. L'acqua lascia il corpo con urina, feci, sudore e respiro. Se il corpo perde più acqua di quanta ne riceve, si verifica la disidratazione. L'equilibrio idrico nel corpo è regolato dalla sete. Quando il corpo è disidratato, la bocca si sente secca. Il cervello risponde a questo segnale con la sete. C'è il desiderio di bere per ripristinare l'equilibrio dei liquidi nel corpo.

Riposo

Ogni giorno c'è un momento in cui una persona può dormire. Il sonno è riposo per il corpo e la mente. Durante il sonno, il corpo è parzialmente cosciente, la maggior parte delle sue parti sospende temporaneamente il proprio lavoro. Il corpo ha bisogno di questo tempo di completo riposo per “ricaricare le batterie”. La necessità di dormire dipende dall'età, dall'occupazione, dallo stile di vita e dal livello di stress. Inoltre è individuale per ogni persona e varia dalle 16 ore giornaliere per i neonati alle 5 per gli anziani. Il sonno arriva in due fasi: lento e veloce. Il sonno a onde lente è profondo, senza sogni, costituisce circa l'80% di tutto il sonno. Durante il sonno REM, sogniamo, di solito tre o quattro volte a notte, per un massimo di un'ora.

Attività

Proprio come il sonno, il corpo ha bisogno di attività per mantenersi in salute. Nel corpo umano ci sono cellule, tessuti, organi e sistemi preposti al movimento, alcuni dei quali sono controllabili. Se una persona non approfitta di questa opportunità e preferisce uno stile di vita sedentario, i movimenti controllati diventano limitati. A causa di un'attività fisica insufficiente, l'attività mentale può diminuire e la frase "se non usi, perderai" si applica sia al corpo che alla mente. L'equilibrio tra riposo e attività è diverso per i diversi sistemi corporei e sarà discusso nei capitoli pertinenti.

Aria

L'aria è una miscela di gas atmosferici. È circa il 78% di azoto, il 21% di ossigeno e un altro 1% di altri gas, inclusa l'anidride carbonica. Inoltre, l'aria contiene una certa quantità di umidità, impurità, polvere, ecc. Quando inspiriamo, consumiamo aria utilizzando circa il 4% dell'ossigeno in essa contenuto. Quando l'ossigeno viene consumato, viene prodotta anidride carbonica, quindi l'aria che espiriamo contiene più monossido di carbonio e meno ossigeno. Il livello di azoto nell'aria non cambia. L'ossigeno è necessario per sostenere la vita, senza di esso tutte le creature morirebbero in pochi minuti. Altri componenti dell'aria possono essere dannosi per la salute. Il livello di inquinamento atmosferico varia; la respirazione di aria contaminata dovrebbe essere evitata quando possibile. Ad esempio, quando si respira aria contenente fumo di tabacco, si verifica il fumo passivo, che può avere un effetto negativo sul corpo. L'arte della respirazione è qualcosa che molto spesso viene sottovalutata. Si svilupperà in modo da poter sfruttare al meglio questa capacità naturale.

Età

L'invecchiamento è un progressivo deterioramento della capacità del corpo di rispondere al mantenimento dell'omeostasi. Le cellule sono in grado di auto-riprodursi per mitosi; si ritiene che siano programmati con un certo tempo durante il quale si riproducono. Ciò è confermato dal graduale rallentamento e infine dalla cessazione dei processi vitali. Un altro fattore che influenza il processo di invecchiamento è l'effetto dei radicali liberi. I radicali liberi sono sostanze tossiche che accompagnano il metabolismo energetico. Questi includono inquinamento, radiazioni e alcuni alimenti. Danneggiano alcune cellule perché non influiscono sulla loro capacità di assorbire i nutrienti e di eliminare i prodotti di scarto. Quindi, l'invecchiamento provoca notevoli cambiamenti nell'anatomia e nella fisiologia umana. In questo processo di graduale deterioramento, aumenta la tendenza del corpo alla malattia, compaiono sintomi fisici ed emotivi, difficili da combattere.

Colore

Il colore è una parte necessaria della vita. Ogni cellula ha bisogno della luce per sopravvivere, e questa contiene colore. Le piante hanno bisogno di luce per produrre ossigeno, di cui gli esseri umani hanno bisogno per respirare. L'energia solare radioattiva fornisce nutrimento essenziale per gli aspetti fisici, emotivi e spirituali della vita umana. I cambiamenti di luce comportano cambiamenti nel corpo. Così, il sorgere del sole risveglia il nostro corpo, mentre il tramonto e la conseguente scomparsa della luce provocano sonnolenza. La luce ha colori visibili e invisibili. Circa il 40% dei raggi del sole porta colori visibili, che diventano tali a causa della differenza nelle loro frequenze e lunghezze d'onda. I colori visibili includono rosso, arancione, giallo, verde, ciano, indaco e viola - i colori dell'arcobaleno. Combinati, questi colori formano la luce.

La luce entra nel corpo attraverso la pelle e gli occhi. Gli occhi, irritati dalla luce, danno un segnale al cervello, che interpreta i colori. La pelle sente diverse vibrazioni prodotte da diversi colori. Questo processo è per lo più subconscio, ma può essere portato a livello cosciente allenando la percezione dei colori con le mani e le dita, che a volte viene chiamata "guarigione del colore".

Un certo colore può produrre un solo effetto sul corpo, a seconda della sua lunghezza d'onda e frequenza di vibrazione, inoltre, colori diversi sono associati a diverse parti del corpo. Li esamineremo più da vicino nei capitoli successivi.

Conoscenza

Conoscere i termini di anatomia e fisiologia ti aiuterà a conoscere meglio il corpo umano.

L'anatomia si riferisce alla struttura e ci sono termini speciali che denotano concetti anatomici:

• Anteriore - situato davanti al corpo
• Posteriore - situato nella parte posteriore della custodia
• Inferiore - di pertinenza della parte inferiore del corpo
• Superiore - situato sopra
• Esterno - situato all'esterno del corpo
• Interno - all'interno del corpo
• Sdraiato supino - capovolto sulla schiena, a faccia in su
• Prono - posizionato a faccia in giù
• In profondità - sotto la superficie
• Superficie: sdraiato vicino alla superficie
• Longitudinale - situato lungo la lunghezza
• trasversale - sdraiato di traverso
• Linea mediana - la linea centrale del corpo, dalla sommità della testa alle dita dei piedi
• Mediano - situato nel mezzo
• Laterale - remoto dal centro
• Periferico - il più lontano possibile dall'attaccamento
• Vicino - più vicino all'allegato

La fisiologia si riferisce al funzionamento.

Utilizza i seguenti termini:

• Istologia - cellule e tessuti
• Dermatologia - sistema tegumentario
• Osteologia - sistema scheletrico
• Miologia - sistema muscolare
• Cardiologia - cuore
• Ematologia - sangue
• Gastroenterologia - apparato digerente
• Ginecologia - sistema riproduttivo femminile
• Nefrologia - sistema urinario
• Neurologia - sistema nervoso
• Endocrinologia - sistema escretore

Cura speciale

L'omeostasi è uno stato in cui cellule, tessuti, organi, ghiandole, sistemi di organi lavorano in armonia tra loro e tra loro.

Questo lavoro congiunto fornisce le migliori condizioni per la salute delle singole cellule, il suo mantenimento è una condizione necessaria per il benessere dell'intero organismo. Uno dei principali fattori che influenzano l'omeostasi è lo stress. Lo stress può essere esterno, come sbalzi di temperatura, rumore, mancanza di ossigeno, ecc., o interno: dolore, eccitazione, paura, ecc. Il corpo stesso combatte contro lo stress quotidiano, ha contromisure efficaci per questo. Eppure è necessario tenere sotto controllo la situazione in modo che non ci siano squilibri. Un grave squilibrio causato da uno stress eccessivo e prolungato può minare la salute.

I trattamenti cosmetici e di benessere aiutano il cliente a rendersi conto degli effetti dello stress, magari nel tempo, e ulteriori terapie e consulenze specialistiche prevengono squilibri e aiutano a mantenere l'omeostasi.

Quasi tutti gli organismi viventi si basano sull'unità più semplice: la cellula. Puoi trovare una foto di questo minuscolo biosistema, nonché le risposte alle domande più interessanti in questo articolo. Qual è la struttura e le dimensioni della cella? Quali funzioni svolge nel corpo?

La gabbia è...

Gli scienziati non conoscono l'ora esatta della comparsa delle prime cellule viventi sul nostro pianeta. In Australia, i loro resti sono stati trovati 3,5 miliardi di anni fa. Tuttavia, non è stato possibile determinare con precisione la loro biogenicità.

La cellula è l'unità più semplice nella struttura di quasi tutti gli organismi viventi. Le uniche eccezioni sono virus e viroidi, che sono forme di vita non cellulari.

Una cellula è una struttura che può esistere autonomamente e riprodursi. Le sue dimensioni possono essere diverse: da 0,1 a 100 micron o più. Tuttavia, vale la pena notare che anche le uova piumate non fecondate possono essere considerate cellule. Pertanto, la cellula più grande sulla Terra può essere considerata un uovo di struzzo. Di diametro, può raggiungere i 15 centimetri.

La scienza che studia le caratteristiche della vita e la struttura della cellula del corpo si chiama citologia (o biologia cellulare).

Scoperta ed esplorazione della cellula

Robert Hooke è uno scienziato inglese noto a tutti noi per il corso di fisica della scuola (fu lui a scoprire la legge sulla deformazione dei corpi elastici, che prese il suo nome). Inoltre, è stato lui a vedere per primo le cellule viventi, esaminando sezioni di un albero di sughero attraverso il suo microscopio. Gli ricordavano un nido d'ape, quindi li chiamava cella, che significa "cella" in inglese.

La struttura cellulare delle piante fu confermata più tardi (alla fine del XVII secolo) da molti ricercatori. Ma la teoria cellulare fu estesa agli organismi animali solo all'inizio del XIX secolo. Nello stesso periodo, gli scienziati si interessarono seriamente al contenuto (struttura) delle cellule.

Potenti microscopi ottici hanno permesso di esaminare in dettaglio la cellula e la sua struttura. Rimangono tuttora lo strumento principale nello studio di questi sistemi. E l'avvento dei microscopi elettronici nel secolo scorso ha permesso ai biologi di studiare l'ultrastruttura delle cellule. Tra i metodi del loro studio si possono anche distinguere quelli biochimici, analitici e preparativi. Puoi anche scoprire che aspetto ha una cellula vivente: la foto è riportata nell'articolo.

Struttura chimica della cellula

La cellula contiene molte sostanze diverse:

• organogeni;
• macronutrienti;
• micro e ultramicroelementi;
• acqua.

Circa il 98% della composizione chimica della cellula sono i cosiddetti organogeni (carbonio, ossigeno, idrogeno e azoto), un altro 2% sono macronutrienti (magnesio, ferro, calcio e altri). Micro e ultramicroelementi (zinco, manganese, uranio, iodio, ecc.) - non più dello 0,01% dell'intera cellula.

Procarioti ed eucarioti: le principali differenze

In base alle caratteristiche della struttura cellulare, tutti gli organismi viventi sulla Terra sono divisi in due regni:

• i procarioti sono organismi più primitivi che si sono evoluti;
• eucarioti - organismi il cui nucleo cellulare è completamente formato (anche il corpo umano appartiene agli eucarioti).

Le principali differenze tra cellule eucariotiche e procariotiche:

• pezzature maggiori (10-100 micron);
• metodo di divisione (meiosi o mitosi);
• tipo di ribosoma (ribosomi 80S);
• tipo di flagelli (nelle cellule degli organismi eucarioti, i flagelli sono costituiti da microtubuli circondati da una membrana).

struttura delle cellule eucariotiche

La struttura di una cellula eucariotica comprende i seguenti organelli:

• nucleo;
• citoplasma;
• apparato del golgi;
• lisosomi;
• centrioli;
• mitocondri;
• ribosomi;
• vescicole.

Il nucleo è il principale elemento strutturale della cellula eucariotica. È in esso che sono immagazzinate tutte le informazioni genetiche su un particolare organismo (nelle molecole di DNA).

Il citoplasma è una sostanza speciale che contiene il nucleo e tutti gli altri organelli. Grazie ad una speciale rete di microtubuli, assicura il movimento delle sostanze all'interno della cellula.

L'apparato di Golgi è un sistema di vasche piatte in cui le proteine ​​maturano costantemente.

I lisosomi sono piccoli corpi con una singola membrana, la cui funzione principale è quella di abbattere i singoli organelli cellulari.

I ribosomi sono organelli ultramicroscopici universali, il cui scopo è la sintesi delle proteine.

I mitocondri sono una sorta di cellule "leggere", nonché la sua principale fonte di energia.

Funzioni fondamentali della cellula

La cellula di un organismo vivente è progettata per svolgere diverse importanti funzioni che assicurano l'attività vitale di questo stesso organismo.

La funzione più importante della cellula è il metabolismo. Quindi, è lei che scompone le sostanze complesse, trasformandole in semplici, e sintetizza anche composti più complessi.

Inoltre, tutte le cellule sono in grado di rispondere agli stimoli esterni (temperatura, luce e così via). La maggior parte di loro ha anche la capacità di rigenerarsi (auto-guarirsi) attraverso la fissione.

Le cellule nervose possono anche rispondere a stimoli esterni attraverso la formazione di impulsi bioelettrici.

Tutte le suddette funzioni della cellula assicurano l'attività vitale del corpo.

Conclusione

Quindi, una cellula è il più piccolo sistema vivente elementare, che è l'unità di base nella struttura di qualsiasi organismo (animale, pianta, batteri). Nella sua struttura si distinguono il nucleo e il citoplasma, che contiene tutti gli organelli (strutture cellulari). Ciascuno di essi svolge le sue funzioni specifiche.

La dimensione della cella varia ampiamente - da 0,1 a 100 micrometri. Le caratteristiche della struttura e dell'attività vitale delle cellule sono studiate da una scienza speciale: la citologia.

La biologia della cellula in termini generali è nota a tutti dal curriculum scolastico. Ti invitiamo a ricordare ciò che hai studiato una volta, oltre a scoprire qualcosa di nuovo al riguardo. Il nome "cella" fu proposto già nel 1665 dall'inglese R. Hooke. Tuttavia, fu solo nel XIX secolo che iniziò a essere studiato sistematicamente. Gli scienziati erano interessati, tra le altre cose, al ruolo della cellula nel corpo. Possono far parte di molti organi e organismi diversi (uova, batteri, nervi, eritrociti) o essere organismi indipendenti (protozoi). Nonostante tutta la loro diversità, c'è molto in comune nelle loro funzioni e struttura.

Funzioni cellulari

Tutti loro sono diversi nella forma e spesso nella funzione. Anche le cellule dei tessuti e degli organi di un organismo possono differire abbastanza fortemente. Tuttavia, la biologia della cellula evidenzia le funzioni che sono inerenti a tutte le loro varietà. È qui che avviene sempre la sintesi proteica. Questo processo è controllato: una cellula che non sintetizza le proteine ​​è sostanzialmente morta. Una cellula vivente è quella i cui componenti cambiano continuamente. Tuttavia, le principali classi di sostanze rimangono invariate.

Tutti i processi nella cellula vengono eseguiti utilizzando energia. Questi sono nutrizione, respirazione, riproduzione, metabolismo. Pertanto, una cellula vivente è caratterizzata dal fatto che in essa avviene sempre uno scambio di energia. Ognuno di loro ha una proprietà comune più importante: la capacità di immagazzinare energia e spenderla. Altre funzioni includono la divisione e l'irritabilità.

Tutte le cellule viventi possono rispondere ai cambiamenti chimici o fisici nel loro ambiente. Questa proprietà è chiamata eccitabilità o irritabilità. Nelle cellule, quando eccitate, il tasso di decadimento delle sostanze e la biosintesi, la temperatura e il consumo di ossigeno cambiano. In questo stato, svolgono le funzioni loro peculiari.

Struttura cellulare

La sua struttura è piuttosto complessa, sebbene sia considerata la forma di vita più semplice in una scienza come la biologia. Le cellule si trovano nella sostanza intercellulare. Fornisce loro la respirazione, la nutrizione e la forza meccanica. Il nucleo e il citoplasma sono i componenti principali di ogni cellula. Ciascuno di essi è ricoperto da una membrana, l'elemento costruttivo per il quale è una molecola. La biologia ha stabilito che la membrana è composta da molte molecole. Sono disposti in più strati. Grazie alla membrana, le sostanze penetrano selettivamente. Nel citoplasma ci sono organelli - le strutture più piccole. Questi sono il reticolo endoplasmatico, i mitocondri, i ribosomi, il centro cellulare, il complesso del Golgi, i lisosomi. Capirai meglio che aspetto hanno le celle studiando i disegni presentati in questo articolo.

Membrana

Reticolo endoplasmatico

Questo organoide è stato chiamato così perché si trova nella parte centrale del citoplasma (dal greco la parola "endon" è tradotta come "dentro"). L'EPS è un sistema molto ramificato di vescicole, tubuli, tubuli di varie forme e dimensioni. Sono separati dalle membrane.

Esistono due tipi di EPS. Il primo è granulare, costituito da serbatoi e tubuli, la cui superficie è punteggiata di granuli (grani). Il secondo tipo di EPS è agranulare, cioè liscio. Grans sono ribosomi. Curiosamente, l'EPS granulare si osserva principalmente nelle cellule degli embrioni animali, mentre nelle forme adulte è solitamente agranulare. I ribosomi sono noti per essere il sito della sintesi proteica nel citoplasma. Sulla base di ciò, si può presumere che l'EPS granulare si presenti principalmente nelle cellule in cui si verifica la sintesi proteica attiva. Si ritiene che la rete agranulare sia rappresentata principalmente in quelle cellule in cui avviene la sintesi lipidica attiva, cioè grassi e varie sostanze simili ai grassi.

Entrambi i tipi di EPS non solo prendono parte alla sintesi di sostanze organiche. Qui queste sostanze si accumulano e vengono anche trasportate nei luoghi necessari. L'EPS regola anche lo scambio di sostanze che avviene tra l'ambiente e la cellula.

Ribosomi

Mitocondri

Gli organelli energetici includono mitocondri (nella foto sopra) e cloroplasti. I mitocondri sono le centrali elettriche originali di ogni cellula. È in loro che l'energia viene estratta dai nutrienti. I mitocondri hanno una forma variabile, ma molto spesso sono granuli o filamenti. Il loro numero e le loro dimensioni non sono costanti. Dipende dall'attività funzionale di una particolare cellula.

Se consideriamo una micrografia elettronica, possiamo vedere che i mitocondri hanno due membrane: interna ed esterna. Quello interno forma escrescenze (creste) ricoperte di enzimi. A causa della presenza di creste, la superficie totale dei mitocondri aumenta. Questo è importante affinché l'attività degli enzimi proceda attivamente.

Nei mitocondri, gli scienziati hanno trovato ribosomi e DNA specifici. Ciò consente a questi organelli di riprodursi da soli durante la divisione cellulare.

Cloroplasti

Per quanto riguarda i cloroplasti, in forma è un disco o una palla con un doppio guscio (interno ed esterno). All'interno di questo organoide ci sono anche ribosomi, DNA e grana - speciali formazioni di membrana associate sia alla membrana interna che tra loro. La clorofilla si trova nelle membrane del gran. Grazie a lui, l'energia della luce solare viene convertita nell'energia chimica dell'adenosina trifosfato (ATP). Nei cloroplasti viene utilizzato per la sintesi dei carboidrati (formati da acqua e anidride carbonica).

D'accordo, è necessario conoscere le informazioni presentate sopra non solo per superare un test di biologia. La cellula è il materiale da costruzione che costituisce il nostro corpo. E tutta la natura vivente è un insieme complesso di cellule. Come puoi vedere, hanno molti componenti. A prima vista può sembrare che studiare la struttura di una cellula non sia un compito facile. Tuttavia, se guardi, questo argomento non è così complicato. È necessario conoscerlo per essere esperto in una scienza come la biologia. La composizione della cellula è uno dei suoi temi fondamentali.