Inhoud
- Overzicht van celgedrag
- Overzicht van basiscelgedrag
- Wat zijn actief en passief transport?
- Passief transport
- Actief transport
- Hoe communiceren cellen?
- Een signaal ontvangen
- Het signaal interpreteren
- Reageren op een signaal
- Hoe bewegen cellen?
- Chemotaxis in organismen
- Celsamentrekkingen
Als de basiseenheden van het leven vervullen cellen belangrijke functies in prokaryoten en eukaryoten. Celfysiologie richt zich op de interne structuren en processen in levende organismen.
Van divisie tot communicatie, dit veld bestudeert hoe cellen leven, werken en sterven.
Overzicht van celgedrag
Een onderdeel van celfysiologie is de studie van hoe cellen zich gedragen. Er is een belangrijk verband tussen celstructuur, functie en gedrag. Organellen in eukaryoten hebben bijvoorbeeld specifieke rollen die de cel helpen te functioneren en zich correct gedragen.
Wanneer u fysiologie en celbiologie begrijpt, is de manier waarop een cel zich gedraagt logisch. Gecoördineerd gedrag is belangrijk voor meercellige organismen omdat er veel cellen zijn die moeten samenwerken. Juist celgedrag creëert functionele weefsels en een gezond organisme.
Wanneer celgedrag echter verkeerd gaat, kan dit leiden tot ziekten, zoals kanker. Als de celdeling bijvoorbeeld uit de hand loopt, kunnen cellen zich vermenigvuldigen en tumoren vormen.
Overzicht van basiscelgedrag
Hoewel cellen kunnen verschillen, zijn er basisgedrag dat velen van hen delen. Ze bevatten:
Wat zijn actief en passief transport?
Het is belangrijk om celfysiologie en membraantransport te begrijpen. Organismen moeten stoffen in en uit hun cellen en over de lipide dubbellaag van het plasmamembraan dragen.
Passief en actief transport zijn twee veel voorkomende soorten cellulair transport. Er zijn enkele essentiële verschillen tussen actief en passief transport.
Passief transport
Passief transport gebruikt geen energie om stoffen te verplaatsen. Een methode die cellen gebruiken is verspreiding, en je kunt het verdelen in gemakkelijk of vergemakkelijkt diffusie. Stoffen kunnen zich verplaatsen van gebieden met een hoge concentratie naar gebieden met een lage concentratie. Osmose is een voorbeeld van eenvoudige diffusie waarbij water betrokken is.
Eenvoudige diffusie houdt in dat moleculen door de plasmamembraan naar beneden bewegen. Deze moleculen zijn klein en niet-polair. Vergemakkelijkte diffusie is vergelijkbaar, maar omvat membraantransportkanalen. Grote en polaire moleculen zijn afhankelijk van gefaciliteerde diffusie.
Actief transport
Actief transport heeft energie nodig om stoffen te verplaatsen. Moleculen kunnen zich dankzij energiebronnen zoals ATP tegen de concentratiegradiënt verplaatsen van gebieden met een lage concentratie naar gebieden met een hoge concentratie. Dragereiwitten helpen de cellen tijdens dit proces en de cellen kunnen een protonpomp of ionkanaal gebruiken.
endocytosis en exocytose zijn voorbeelden van actief transport in cellen. Ze helpen bij het verplaatsen van grote moleculen in blaasjes. Tijdens endocytose vangt de cel een molecule op en verplaatst deze naar binnen. Tijdens exocytose verplaatst de cel een molecuul naar de buitenkant van zijn membraan.
Hoe communiceren cellen?
Cellen kunnen signalen ontvangen, interpreteren en erop reageren. Dit type communicatie helpt hen om op hun omgeving te reageren en informatie binnen een meercellig organisme te verspreiden. Signalering stuurt het gedrag van cellen door cellen toe te staan te reageren op specifieke signalen van hun omgeving of andere cellen.
Signaaltransductie is een andere term voor celsignalering en verwijst naar de overdracht van informatie. Een signaaltransductiecascade is een weg of reeks chemische reacties die in de cel plaatsvindt nadat een stimulus deze start. Signalering kan celgroei, beweging, metabolisme en meer regelen. Wanneer celcommunicatie echter misgaat, kan dit ziekte zoals kanker veroorzaken.
Het is belangrijk om de basisprincipes van celcommunicatie te begrijpen. Het algemene proces begint wanneer de cel een chemisch signaal detecteert. Dit veroorzaakt een chemische reactie die uiteindelijk helpt de cel erop te reageren. Er is een eindreactie die tot het gewenste resultaat leidt.
Een cel ontvangt bijvoorbeeld een signaal van het lichaam dat zegt dat het meer celdeling nodig heeft. Het gaat door een signaalcascade die eindigt met de expressie van genen die celdeling zullen aansturen, en de cel begint te delen.
Een signaal ontvangen
De meeste signalen in een cel zijn chemisch. Cellen hebben eiwitten genoemd receptoren en moleculen genoemd liganden die hen helpen tijdens het signaleren.
Een cel kan bijvoorbeeld een eiwit in de extracellulaire ruimte vrijgeven om andere cellen te waarschuwen. Het eiwit kan naar een tweede cel drijven, die het opneemt omdat de cel er de juiste receptor voor heeft. Vervolgens ontvangt de tweede cel het signaal en kan hierop reageren.
U kunt gap junctions vinden in dierlijke cellen en plasmodesmata in plantencellen, dit zijn kanalen die cellen helpen communiceren. Deze kanalen verbinden cellen in de buurt. Ze laten kleine moleculen erdoorheen gaan, zodat signalen kunnen reizen.
Het signaal interpreteren
Nadat cellen signalen hebben ontvangen, kunnen ze deze interpreteren. Dit gebeurt door een conformationele verandering of biochemische reacties. Signaaltransductiecascades kunnen de informatie door de cel verplaatsen. Fosforylering kan eiwitten activeren of deactiveren door een fosfaatgroep toe te voegen.
Sommige signaaltransductiecascades omvatten intracellulaire boodschappers of tweede boodschappers, zoals Ca2+, cAMP, NO en cGMP. Dit zijn meestal niet-eiwitmoleculen, zoals calciumionen, die overvloedig in de cel aanwezig kunnen zijn.
Sommige cellen hebben bijvoorbeeld eiwitten die calciumionen kunnen binden, die de vorm en activiteit van de eiwitten kunnen veranderen.
Reageren op een signaal
Cellen kunnen op verschillende manieren op signalen reageren. Ze kunnen bijvoorbeeld veranderingen in genexpressie aanbrengen die kunnen veranderen hoe de cel zich gedraagt.
Ze kunnen ook signalen terugkoppelen om te bevestigen dat ze het oorspronkelijke signaal hebben ontvangen en hebben gereageerd. Uiteindelijk kan signalering de celfunctie beïnvloeden.
Hoe bewegen cellen?
Celmotiliteit is belangrijk omdat het organismen helpt zich van de ene naar de andere locatie te verplaatsen. Dit kan nodig zijn om voedsel te verwerven of te ontsnappen aan gevaar. Vaak moet de cel worden verplaatst als reactie op veranderingen in de omgeving. Cellen kunnen kruipen, zwemmen, glijden of andere methoden gebruiken.
De flagella en wimpers kan een cel helpen verplaatsen. De rol van de flagella of whiplike structuren is om een cel voort te stuwen. De rol van de cilia of haarachtige structuren is om heen en weer te bewegen in een ritmisch patroon. Spermacellen hebben flagella, terwijl de cellen langs de luchtwegen cilia hebben.
Chemotaxis in organismen
Celsignalering kan leiden tot celbewegingen in organismen. Deze beweging kan in de richting van of weg van signalen zijn en kan een rol spelen bij ziekte. chemotaxis is celbeweging in de richting van of weg van een hogere chemische concentratie, en het is een belangrijk onderdeel van de cellulaire respons.
Door chemotaxis kunnen kankercellen zich bijvoorbeeld verplaatsen naar een deel van het lichaam dat meer groei bevordert.
Celsamentrekkingen
Cellen kunnen samentrekken en dit soort beweging vindt plaats in spiercellen. Het proces begint met een signaal van het zenuwstelsel.
Vervolgens reageren de cellen door chemische reacties te starten. De reacties beïnvloeden de spiervezels en veroorzaken weeën.