Co i jakie są procesy komórkowe?

Procesy komórkowe są mechanizmami, które są przeprowadzane wewnątrz komórki i mają na celu zagwarantowanie stabilności organizmu, który tworzą.

Przykładem procesu komórkowego jest fotosynteza. Odbywa się to w organizmach autotroficznych (rośliny, czerwone i brązowe algi i niektóre bakterie).

Fotosynteza to reakcja zachodząca w chloroplastach (organelli obecnej w komórkach roślinnych).

Dzięki temu procesowi powstają węglowodany, w szczególności glukoza, która jest niezbędna do wzrostu organizmów autotroficznych.

Ponadto podczas fotosyntezy tlen jest uwalniany do atmosfery, elementu używanego przez inne organizmy do oddychania.

Inne procesy komórkowe to metabolizm, anabolizm, katabolizm, synteza białek, odżywianie, oddychanie (beztlenowe i tlenowe), mitoza i mejoza.

Główne procesy komórkowe

1- Metabolizm

Metabolizm to zestaw reakcji chemicznych zachodzących w organizmie. Reakcje te mają na celu syntezę lub rozkład substancji. Innymi słowy, reakcje metaboliczne tworzą lub niszczą.

Metabolizm zaczyna się na poziomie komórkowym, ponieważ to tutaj pojawiają się pierwsze reakcje podtrzymujące życie organizmu. Reakcje metaboliczne mogą być dwojakiego rodzaju: anaboliczne i kataboliczne.

Anabolizm

Anabolizm to faza metabolizmu, w której substancje są syntetyzowane lub tworzone. Znany jest również jako biosynteza.

Reakcje anaboliczne umożliwiają otrzymywanie złożonych substancji z prostszych związków. Aby przeprowadzić tę syntezę, energia jest zużywana podczas tych reakcji, dlatego są nazywane endergonikami.

Dzięki anabolizmowi materia organiczna jest wytwarzana w postaci tkanek, które podtrzymują wzrost organizmów. W organizmach autotroficznych powstaje glukoza, która jest pożywieniem tych osobników.

Ponadto zarówno organizmy autotroficzne, jak i heterotroficzne tworzą cząsteczki, które pozwalają na przechowywanie energii. Na przykład rośliny wytwarzają skrobię, podczas gdy zwierzęta wytwarzają glikogen.

Fotosynteza, synteza białek, transkrypcja i translacja to niektóre anaboliczne procesy komórkowe.

Katabolizm

Katabolizm jest drugą reakcją metaboliczną. Te reakcje są degradacją. Oznacza to, że cząsteczki są niszczone. Odbywa się to w celu uwolnienia energii. Z tego powodu reakcje kataboliczne są egzergoniczne.

Cząsteczki o największej ilości energii to cząsteczki glukozy. Dlatego ciało często ucieka się do degradacji tego hydratu, aby wytworzyć energię, która pozwala organizmowi na prawidłowe funkcjonowanie.

2- Fotosynteza

Fotosynteza (lub synteza ze światła) jest procesem komórkowym występującym u roślin, glonów i niektórych bakterii. Proces ten składa się z dwóch faz: jednej jasnej i jednej ciemnej.

W fazie lekkiej interweniuje światło słoneczne, chlorofil (zielony pigment obecny w komórkach roślinnych) i cząsteczki wody. Dzieje się tak, że energia światła jest wychwytywana przez chlorofil i przekształcana w energię chemiczną.

W chlorofilu występuje proces zwany wzbudzeniem, który powoduje utratę elektronu przez ten pigment. Aby odzyskać utracony elektron, chlorofil rozbija cząsteczkę wody, zabiera niezbędny element, a reszta jest uwalniana.

W fazie ciemnej interweniują cząsteczki dwutlenku węgla (CO2), cząsteczki wody i energia chemiczna przechowywana w fazie światła.

Na tym etapie wodór z wody łączy dwutlenek węgla dzięki energii chemicznej. Wynikiem tej reakcji jest węglowodan zwany glukozą.

3- Synteza białek

Jest to proces, w którym białka powstają w komórce. Jest to cykl, w którym interweniują kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA), kwas rybonukleinowy (RNA) i białka.

DNA syntetyzuje RNA, a ten drugi syntetyzuje serię białek. Białka te będą wyzwalaczami syntezy DNA, a zatem cykl zaczyna się od nowa.

4- Oddychanie komórkowe

Oddychanie komórkowe to proces, który polega na utlenianiu niektórych cząsteczek w celu wytworzenia energii. Mogą to być dwa rodzaje: tlenowy i beztlenowy.

Oddychanie tlenowe występuje w organizmach wyższych (rośliny, zwierzęta i grzyby). Dzięki temu cząsteczki węgla są utleniane dzięki tlenowi pochodzącemu z powietrza.

W organizmach autotroficznych oddychanie odbywa się z utleniania glukozy wytwarzanej podczas fotosyntezy.

Z drugiej strony organizm heterotroficzny wykonuje oddychanie komórkowe dzięki glukozie uzyskanej podczas spożywania pokarmu.

Z drugiej strony oddychanie beztlenowe jest procesem redukcji utleniania, w którym utleniaczem nie jest tlen.

Ten rodzaj oddychania występuje w najbardziej prymitywnych organizmach, zwłaszcza w bakteriach. Można go znaleźć w tkankach innych organizmów, gdy tlen nie jest dostępny.

5- Odżywianie

Odżywianie to proces, w którym komórka „spożywa” materię organiczną. Materiał ten umożliwia komórce regenerację, wzrost i posiadanie niezbędnego surowca do innych reakcji chemicznych, które muszą być w niej przeprowadzane.

6- Mitoza

Mitoza jest procesem, który obejmuje duplikację jądra komórki. Składa się z czterech faz: profazy, metafazy, anafazy i telofazy.

Podczas profazy włókna materiału genetycznego są zorganizowane w celu utworzenia chromosomów.

W metafazie pewne struktury komórki (jądra i błona komórkowa) znikają. Centriolę (inną organellę komórkową) dzieli się na dwie części i każdą z nich przenosi się na jeden koniec jądra.

W anafazie chromosomy dzielą się na pół, a każda połowa przesuwa się na jeden koniec.

Wreszcie w telofazie tworzy się błona wokół każdego końca, tworząc dwa jądra zawierające tę samą informację genetyczną.

7- Mejoza

Mejoza jest kolejnym procesem podziału komórek, w którym powstają komórki haploidalne, czyli z połową obciążenia genetycznego komórki macierzystej. Proces ten przeprowadza się w organizmach z rozmnażaniem płciowym.