2. Celulă - unitatea elementară a unui organism viu
Toate lucrurile vii constau din celule ca unități separate și se înmulțesc din celule, deci celula este considerată cea mai mică unitate a tuturor lucrurilor vii. Celula are toate semnele vieții, se caracterizează prin iritabilitate, metabolism, autoorganizare și autoreglementare, transmiterea trăsăturilor ereditare. Cell - este o formațiune complexă, auto-organizat de organite, care viata micropurtător, deoarece fiecare celulă este conținută de informații genetice suficiente pentru a reproduce întregul corp. Toate organismele sunt compuse din una sau mai multe celule. Dimensiunile celulelor variază de la 0,1 μm la 155 mm (oul de struț din cochilie).
Viața fiecărei celule este subordonată activității întregului organism ca întreg. Celulele organismelor multicelulare nu sunt capabile să trăiască într-un mediu deschis, cu excepția organismelor unicelulare - bacterii, protozoare, ciuperci. Celulele care alcătuiesc celula sunt lipsite de abilități vitale. Celulele izolate din diferite țesuturi ale organismelor vii și plasate într-un mediu nutritiv special pot crește și se pot multiplica. Această capacitate a celulelor este utilizată pe scară largă în scopuri de cercetare și aplicare.
In ciuda marea diversitate și diferențe semnificative în aspectul și funcția, toate celulele sunt compuse din trei părți principale - membrana plasmatică, care controlează transferul unei substanțe din mediul înconjurător în celulă și citoplasmă spate cu diverse structuri și nucleul celular care conține purtătorul informației genetice - ADN ( vezi figura 7.7). Toate animalele și unele celule vegetale conțin centrioli - structuri cilindrice cu un diametru de aproximativ 0,15 μm, formând centre de celule. De obicei, celulele de plante sunt înconjurate de un perete celular cu membrană. În plus, ele conțin plastide - organoide citoplasmatice (structuri celulare specializate), care conțin adesea pigmenți, provocând colorarea lor.
Membrana care înconjoară celula constă din două straturi de molecule de substanțe asemănătoare grăsimilor, între care se află molecule de proteine. Funcția principală a celulei este asigurarea mișcării anumitor substanțe în direcții directe și inverse către ea. În particular, membrana susține concentrația normală a anumitor săruri în celule și joacă un rol important în viața ei: membrana celulară este deteriorat imediat ucis, în timp ce, în același timp, fără alte componente structurale ale vieții celulare poate continua pentru ceva timp. Primul semn al morții celulare este schimbările de început ale permeabilității membranei sale exterioare.
În membrana plasmatică a celulei este o citoplasmă care conține o soluție salină apoasă cu enzime solubile și suspendate (ca și în țesuturile musculare) și alte substanțe. În citoplasmă sunt diverse organele - organe mici, înconjurate de membranele lor. Organele, în particular, sunt mitocondriile - formațiuni saculare cu enzime respiratorii. În ele, zahărul se întoarce și se eliberează energia. În citoplasmă și au celule mici - ribozom constând din proteine și acid nucleic (ARN) în care sinteza proteinei este efectuată. Mediul intracelular este destul de vâscos, deși 65-85% din masa celulară este apă.
Toate celulele viabile cu exceptia bacteriilor, contine nucleul, iar în ea - cromozomi - lung, corpusculii filiforme, constând din acizi dezoxiribonucleici și proteine atașate acesteia.
Într-un organism multiculos, toate manifestările complexe ale vieții apar ca urmare a activității coordonate a celulelor constituente.
Funcțiile vitale ale celulei sunt mobilitatea, iritabilitatea, metabolismul și reproducerea. Mobilitatea celulei este exprimată în circulația intracelulară a conținutului celulelor, depășind, bătăi de mici protoplazmatice, contractilitate. Iritabilitatea este determinată de capacitatea celulei de a percepe stimulul și de a răspunde la acesta cu un impuls sau o undă de excitație. Aceasta este cea mai caracteristică a celulelor nervoase ale organismelor. Metabolismul include toate transformările materiei și energiei care apar în celule.
Cea mai importantă funcție a unei celule este multiplicarea acesteia prin împărțirea și formarea celulelor fiice. Deoarece creșterea celulei deteriorarea puterii sale de elemente individuale, controlul proceselor scade intern capacitatea celulei, celula intră într-o stare instabilă. În plus, celula se împarte în două celule fiice ca o ieșire din starea instabilă, celulele nou formate dobândesc rezistență până la următoarea diviziune. Atunci când se divide o celulă fiică, se transmite un set complet de cromozomi care poartă informații genetice. Prin urmare, înainte de împărțire, numărul de cromozomi din celulă se dublează, iar atunci când se împarte, fiecare celulă fiică primește un set de ele. În orice organism pe tot parcursul vieții sale, procesul de înlocuire a celulelor vechi cu altele noi este în curs de desfășurare. Durata medie de viata a celulelor umane - una sau două zile, și numărul total de celule - aproximativ 1015. Este abilitatea de a se reproduce, și nu doar capacitatea de a dezvolta și să mănânce, și ne permite să ia în considerare cea mai mică unitate a unei celule vii.
Principalele diferențe structurale dintre animale și celulele plantelor sunt puține. În primul rând, celulele animale, spre deosebire de celulele plantelor (cu excepția plantelor inferioare), conțin centriolii mici, amplasați în citoplasmă. În al doilea rând, așa cum am menționat deja, celulele vegetale au în structurile lor de proteine citoplasmatice - plastide, care nu se găsesc la animale. Și în al treilea rând, celulele de plante au peretele celular menționat anterior, datorită căruia își păstrează forma. Celulele de animale au doar o membrană subțire de plasmă și, prin urmare, sunt capabile să se miște și să își schimbe forma.
În funcție de tipul de celule, toate organismele sunt împărțite în două grupe - procariote și eucariote. Procarioții includ bacterii și eucariote - toate celelalte organisme: protozoare, fungi, plante și animale. Eucariotele pot fi unicelulare și multicelulare. Se presupune că primele organisme care au apărut în jur de 4-3,5 miliarde de ani în urmă au fost procariote.
3. Rolul celulei în evoluția celor vii
Apariția primei celule primitive a fost începutul evoluției biologice a vieții de pe planetă. Care a fost cauza este o celula vie din nonliving materie, este încă necunoscut, există mai multe ipoteze, dar cele mai multe dintre ele au spus că a existat un anumit strămoș precellular - protobiont din care au format ulterior cea mai veche celulă. Mecanismul de tranziție de la substanțe organice complexe la organisme simple vii nu este încă stabilit de știință. Teoria evoluției biochimice, propusă de A.I. Oparin în anii '20. oferă doar o schiță generală. În conformitate cu aceasta între substanțe organice cheaguri primare (coacervates) ar putea fi construit molecule de hidrocarburi complexe, rezultând în formarea membranei celulare primitive, oferind stabilitate cheaguri de date. Odată cu apariția membranei putem vorbi despre nașterea unei celule - unitatea structurală de bază a vieții, capabilă de creștere și reproducere. Evident că arhekletka a fost delimitata din anvelopa bistrat mediu (membrana), a fost capabil de a suge protoni, ioni și prin el molecule mici, iar metabolismul se bazează pe compuși de carbon cu greutate moleculară mică. Structura unui arhechet este caracterizată de prezența unui schelet celular responsabil pentru integritatea celulei și asigură, de asemenea, posibilitatea divizării acesteia.