A sejt minden élőlény elemi egysége. Az aktivitás mértéke, a környezeti feltételekhez való alkalmazkodás képessége annak állapotától függ. A sejt életfolyamatai bizonyos mintáknak vannak kitéve. Mindegyikük aktivitási foka az életciklus szakaszától függ. Összesen kettő van belőlük: interfázis és felosztás (M fázis). Az első a sejt kialakulása és halála vagy osztódása között eltelt idő. Az interfázis időszakában a sejt létfontosságú tevékenységének szinte minden fő folyamata aktívan zajlik: táplálkozás, légzés, növekedés, ingerlékenység, mozgás. A sejtreprodukció csak az M fázisban történik.
Fázisközi időszakok
A sejtnövekedés ideje az osztódások között több szakaszra oszlik:
- preszintetikus, vagy G-1 fázis, - kezdeti időszak: hírvivő RNS, fehérjék és néhány más sejtelem szintézise;
- szintetikus vagy S fázis: DNS megkettőződése;
- posztszintetikus, vagy G-2 fázis: felkészülés a mitózisra.
Ezenkívül néhány sejt a differenciálódás után abbahagyja az osztódást. Az őaz interfázisban nincs G-1 periódus. Az úgynevezett nyugalmi fázisban vannak (G-0).
Metabolizmus
Mint már említettük, az élő sejt létfontosságú folyamatai nagyrészt az interfázis periódusban zajlanak. A legfontosabb az anyagcsere. Ennek köszönhetően nemcsak különféle belső reakciók mennek végbe, hanem intercelluláris folyamatok is, amelyek az egyes struktúrákat az egész szervezetbe kapcsolják.
Az anyagcserének van egy bizonyos mintája. A sejt létfontosságú folyamatai nagymértékben függenek a megfigyelésétől, a benne lévő zavarok hiányától. Az anyagoknak, mielőtt befolyásolnák az intracelluláris környezetet, át kell hatolniuk a membránon. Ezután bizonyos feldolgozáson esnek át a táplálkozás vagy a légzés során. A következő szakaszban a kapott feldolgozási termékeket új elemek szintetizálására vagy meglévő struktúrák átalakítására használják. Az összes átalakulás után visszamaradt anyagcseretermékek, amelyek károsak a sejtre vagy egyszerűen nincs szükségük a sejtre, a külső környezetbe távoznak.
Asszimiláció és disszimiláció
Az enzimek részt vesznek az egyik anyag másikká történő átalakulásának szabályozásában. Hozzájárulnak bizonyos folyamatok gyorsabb lefolyásához, vagyis katalizátorként működnek. Minden ilyen "gyorsító" csak egy meghatározott átalakulást érint, egy irányba tereli a folyamatot. Az újonnan képződött anyagok tovább vannak kitéve más enzimeknek, amelyek hozzájárulnak további átalakulásukhoz.
Ugyanakkor mindenta sejtek élettevékenységének folyamatait így vagy úgy két ellentétes tendencia kapcsolja össze: az asszimiláció és a disszimiláció. Az anyagcseréhez ezek kölcsönhatása, egyensúlya vagy valamilyen ellentét az alap. Különféle kívülről érkező anyagok enzimek hatására a sejt számára szokásos és szükségessé alakulnak át. Ezeket a szintetikus átalakulásokat asszimilációnak nevezzük. Ezek a reakciók azonban energiát igényelnek. Forrása a disszimilációs, vagy pusztulási folyamatok. Egy anyag bomlása a sejt élettevékenységének alapvető folyamatainak lezajlásához szükséges energia felszabadulásával jár. A disszimiláció elősegíti az egyszerűbb anyagok képződését is, amelyeket aztán új szintézishez használnak fel. A bomlástermékek egy részét eltávolítják.
A sejt életfolyamatai gyakran a szintézis és a bomlás egyensúlyához kapcsolódnak. Így a növekedés csak akkor lehetséges, ha az asszimiláció felülkerekedik a disszimilációval szemben. Érdekes módon egy sejt nem növekedhet a végtelenségig: vannak bizonyos határai, amelyek elérésekor a növekedés leáll.
Beszivárgás
Az anyagoknak a környezetből a sejtbe történő szállítása passzívan és aktívan történik. Az első esetben az átvitel diffúzió és ozmózis miatt válik lehetővé. Az aktív szállítás energiafelhasználással jár, és gyakran ezekkel a folyamatokkal ellentétes módon történik. Így például a káliumionok behatolnak. Még akkor is befecskendezik a sejtbe, ha koncentrációjuk a citoplazmában meghaladja a bennük lévő szintetkörnyezet.
Az anyagok jellemzői befolyásolják számukra a sejtmembrán permeabilitásának mértékét. Tehát a szerves anyagok könnyebben bejutnak a citoplazmába, mint a szervetlenek. A permeabilitás szempontjából a molekulák mérete is számít. Ezenkívül a membrán tulajdonságai a sejt fiziológiai állapotától és a környezeti jellemzőktől, például a hőmérséklettől és a fénytől függenek.
Étel
A környezetből származó anyagok felvételében viszonylag jól tanulmányozott életfolyamatok vesznek részt: a sejtlégzés és annak táplálkozása. Ez utóbbi pinocitózis és fagocitózis segítségével történik.
A két folyamat mechanizmusa hasonló, de a pinocitózis során kisebb és sűrűbb részecskék kerülnek be. Az abszorbeált anyag molekuláit a membrán adszorbeálja, speciális kinövések rögzítik, és elmerítik velük a sejt belsejében. Ennek eredményeként egy csatorna képződik, majd a membránból buborékok jelennek meg, amelyek élelmiszer-részecskéket tartalmaznak. Fokozatosan kiszabadulnak a héjból. Ezenkívül a részecskék az emésztéshez nagyon közeli folyamatoknak vannak kitéve. Az átalakítások sorozata után az anyagokat egyszerűbbekre bontják, és a sejthez szükséges elemek szintetizálására használják fel. Ugyanakkor a képződött anyagok egy része a környezetbe kerül, mivel nincs további feldolgozásnak vagy felhasználásnak alávetve.
Légzés
A táplálkozás nem az egyetlen folyamat, amely hozzájárul a szükséges elemek megjelenéséhez a sejtben. Lélegezzena lényege nagyon hasonló ahhoz. Ez a szénhidrátok, lipidek és aminosavak egymást követő átalakulásának sorozata, melynek eredményeként új anyagok keletkeznek: szén-dioxid és víz. A folyamat legfontosabb része az energia képződése, amelyet a sejt ATP és néhány más vegyület formájában tárol.
Oxigénnel
Az emberi sejt életfolyamatai sok más szervezethez hasonlóan elképzelhetetlenek aerob légzés nélkül. Az ehhez szükséges fő anyag az oxigén. A nagyon szükséges energia felszabadulása, valamint új anyagok képződése az oxidáció következtében következik be.
A légzési folyamat két szakaszra oszlik:
- glikolízis;
- oxigén fokozat.
A glikolízis a glükóz lebontása a sejt citoplazmájában enzimek hatására, oxigén részvétele nélkül. Tizenegy egymást követő reakcióból áll. Ennek eredményeként egy glükózmolekulából két ATP-molekula képződik. A bomlástermékek ezután bejutnak a mitokondriumokba, ahol az oxigén szakasz kezdődik. Több további reakció eredményeként szén-dioxid, további ATP-molekulák és hidrogénatomok keletkeznek. Általában a sejt 38 ATP-molekulát kap egy glükózmolekulától. A nagy mennyiségű tárolt energia miatt az aerob légzés hatékonyabb.
Anaerob légzés
A baktériumoknak más a légzése. Oxigén helyett szulfátokat, nitrátokat stb. használnak. Ez a fajta légzés kevésbé hatékony, de óriási szerepet játszik.szerepe a természetben az anyag körforgásában. Az anaerob szervezeteknek köszönhetően a kén, a nitrogén és a nátrium biogeokémiai körforgása megy végbe. Általában a folyamatok az oxigénlégzéshez hasonlóan zajlanak. A glikolízis befejezése után a keletkező anyagok fermentációs reakcióba lépnek, ami etil-alkoholt vagy tejsavat eredményezhet.
Idegesség
A sejt folyamatosan kölcsönhatásba lép a környezettel. A különféle külső tényezők hatására adott választ ingerlékenységnek nevezzük. A sejt ingerlékeny állapotba való átmenetében és reakció bekövetkezésében fejeződik ki. A külső hatásokra adott válasz típusa a funkcionális jellemzőktől függően eltérő. Az izomsejtek összehúzódással, a mirigysejtek szekrécióval, a neuronok pedig idegimpulzust generálnak. Ez az ingerlékenység, amely számos élettani folyamat hátterében áll. Ennek köszönhetően például az idegrendszer szabályozása történik: a neuronok nemcsak a hasonló sejtekhez, hanem más szövetek elemeihez is képesek gerjesztést továbbítani.
Divízió
Így van egy bizonyos ciklikus minta. A benne lévő sejt életfolyamatai az interfázis teljes időtartama alatt ismétlődnek, és vagy a sejt halálával, vagy osztódásával végződnek. Az önszaporodás a kulcsa az élet megőrzésének általában egy adott organizmus eltűnése után. A sejtnövekedés során az asszimiláció meghaladja a disszimilációt, a térfogat gyorsabban nő, mint a felszín. Ennek eredményeként a folyamatoka sejt élettevékenysége gátolt, mély átalakulások indulnak meg, amelyek után a sejt léte lehetetlenné válik, osztódásba megy át. A folyamat végén új sejtek képződnek fokozott potenciállal és fokozott anyagcserével.
Lehetetlen megmondani, hogy a sejtek élettevékenységének mely folyamatai játszanak a legfontosabb szerepet. Mindegyik összefügg, és egymástól elszigetelten értelmetlen. A sejtben létező finom és jól olajozott munkamechanizmus ismét a természet bölcsességére és nagyszerűségére emlékeztet bennünket.
