Obiective de învățare
- Descrieți structura și funcția membranei celulare, inclusiv reglarea intrării și ieșirii materialelor în și din celulă
- Descris funcțiile diferitelor organite citoplasmatice
- Explicați structura și conținutul nucleului, precum și procesul de replicare a ADN-ului
- Explicați procesul prin care o celulă construiește proteine folosind codul ADN
- Enumerați în ordine etapele ciclului celular, inclusiv etapele diviziunii celulare atât în cazul celulelor somatice
- Discutați modul în care o celulă se diferențiază și devine mai specializată
- Enumerați caracteristicile morfologice și fiziologice ale unor tipuri de celule reprezentative din corpul uman
Figura 1. Celulă colorată cu fluorescență în curs de mitoză. O celulă pulmonară de la un triton, studiată în mod obișnuit pentru similitudinea sa cu celulele pulmonare umane, este colorată cu coloranți fluorescenți. Colorantul verde dezvăluie fusurile mitotice, roșu este membrana celulară și o parte din citoplasmă, iar structurile care apar în albastru deschis sunt cromozomii. Această celulă se află în anafază de mitoză. (credit: „Mortadelo2005″/Wikimedia Commons)
Voi v-ați dezvoltat dintr-un singur ovul fertilizat în organismul complex care conține trilioane de celule și pe care îl vedeți atunci când vă uitați în oglindă. În timpul acestui proces de dezvoltare, celulele timpurii, nediferențiate, se diferențiază și devin specializate în structura și funcția lor. Aceste tipuri diferite de celule formează țesuturi specializate care lucrează în mod concertat pentru a îndeplini toate funcțiile necesare organismului viu. Biologii celulari și de dezvoltare studiază modul în care diviziunea continuă a unei singure celule duce la o astfel de complexitate și diferențiere.
Considerați diferența dintre o celulă structurală din piele și o celulă nervoasă. O celulă structurală a pielii poate avea forma unei plăci plate (scuamoasă) și trăiește doar pentru o perioadă scurtă de timp înainte de a fi eliminată și înlocuită. Împachetate strâns în rânduri și foițe, celulele scuamoase ale pielii asigură o barieră de protecție pentru celulele și țesuturile care se află dedesubt. O celulă nervoasă, pe de altă parte, poate avea o formă asemănătoare cu cea a unei stele, trimițând procese lungi de până la un metru lungime și poate trăi pe toată durata de viață a organismului. Cu apendicele lor lungi și sinuoase, celulele nervoase pot comunica între ele și cu alte tipuri de celule ale corpului și trimit semnale rapide care informează organismul despre mediul său și îi permit să interacționeze cu acel mediu.
Aceste diferențe ilustrează o temă foarte importantă care este consecventă la toate nivelurile de organizare ale biologiei: forma unei structuri este optimă pentru a îndeplini funcțiile particulare atribuite acelei structuri. Țineți minte această temă în timp ce faceți turul interiorului unei celule și vi se prezintă diferitele tipuri de celule din organism. O responsabilitate primară a fiecărei celule este aceea de a contribui la homeostazie.
Homeostazia este un termen utilizat în biologie care se referă la o stare dinamică de echilibru în parametri compatibili cu viața. De exemplu, celulele vii au nevoie de un mediu bazat pe apă pentru a supraviețui și există diverse mecanisme fizice (anatomice) și fiziologice care mențin umede toate trilioanele de celule vii din corpul uman. Acesta este un aspect al homeostaziei. Atunci când un anumit parametru, cum ar fi tensiunea arterială sau conținutul de oxigen din sânge, se îndepărtează suficient de mult de homeostază (devenind, în general, prea mare sau prea mic), rezultă în mod inevitabil o boală sau o afecțiune – și, uneori, moartea.
Conceptul de celulă a început cu observațiile microscopice ale țesutului de plută mort de către omul de știință Robert Hooke în 1665. Fără să-și dea seama de funcția sau importanța lor, Hook a inventat termenul „celulă” pe baza asemănării micilor subdiviziuni din plută cu încăperile pe care le locuiau călugării, numite celule. Aproximativ zece ani mai târziu, Antonie van Leeuwenhoek a devenit prima persoană care a observat la microscop celule vii și în mișcare. În secolul care a urmat, avea să se dezvolte teoria conform căreia celulele reprezintă unitatea de bază a vieții. Aceste mici saci plini de lichid adăpostesc componente responsabile de miile de reacții biochimice necesare pentru ca un organism să crească și să supraviețuiască. În acest capitol, veți învăța despre componentele și funcțiile majore ale unei celule prototipice, generalizate și veți descoperi câteva dintre diferitele tipuri de celule din corpul uman.