Solu on kaikkien organismien perusyksikkö. Aktiivisuus, kyky sopeutua ympäristöolosuhteisiin riippuu sen tilasta. Solun elämänprosessit ovat tiettyjen kuvioiden alaisia. Jokaisen aktiivisuusaste riippuu elinkaaren vaiheesta. Niitä on yhteensä kaksi: välivaihe ja jako (vaihe M). Ensimmäinen kestää solun muodostumisen ja sen kuoleman tai jakautumisen välisen ajan. Interfaasin aikana lähes kaikki solun elintärkeän toiminnan pääprosessit etenevät aktiivisesti: ravitsemus, hengitys, kasvu, ärtyneisyys, liike. Solujen lisääntyminen tapahtuu vain M-vaiheessa.
Vaihejaksot
Solujen kasvuaika jakautumisten välillä on jaettu useisiin vaiheisiin:
- esynteettinen eli vaihe G-1, - alkujakso: lähetti-RNA:n, proteiinien ja joidenkin muiden soluelementtien synteesi;
- synteettinen tai vaihe S: DNA:n kaksinkertaistuminen;
- postsynteettinen eli G-2-vaihe: valmistautuminen mitoosiin.
Lisäksi jotkut solut lopettavat jakautumisen erilaistumisen jälkeen. Heidänvälivaiheessa ei ole G-1-jaksoa. Ne ovat niin sanotussa lepovaiheessa (G-0).
Aineenvaihdunta
Kuten jo mainittiin, elävän solun elintärkeät prosessit jatkuvat suurimmaksi osaksi välivaiheen aikana. Pääasia on aineenvaihdunta. Sen ansiosta ei tapahdu vain erilaisia sisäisiä reaktioita, vaan myös solujen välisiä prosesseja, jotka yhdistävät yksittäisiä rakenteita koko organismiksi.
Aineenvaihdunnolla on tietty kaava. Solun elintärkeät prosessit riippuvat suurelta osin sen noudattamisesta, häiriöiden puuttumisesta. Ennen kuin aineet vaikuttavat solunsisäiseen ympäristöön, niiden on läpäistävä kalvo. Sitten ne läpikäyvät tietyn käsittelyn ravitsemus- tai hengitysprosessissa. Seuraavassa vaiheessa saatuja prosessointituotteita käytetään syntetisoimaan uusia elementtejä tai muuttamaan olemassa olevia rakenteita. Kaikkien muunnosten jälkeen jäljelle jääneet aineenvaihduntatuotteet, jotka ovat haitallisia solulle tai joita se ei yksinkertaisesti tarvitse, poistetaan ulkoiseen ympäristöön.
Assimilaatio ja dissimilaatio
Entsyymit osallistuvat aineen toiseksi muuttumisen peräkkäisten muutosten säätelyyn. Ne edistävät tiettyjen prosessien nopeampaa virtausta, eli ne toimivat katalyytteinä. Jokainen tällainen "kiihdytin" vaikuttaa vain tiettyyn muutokseen ohjaten prosessia yhteen suuntaan. Äskettäin muodostuneet aineet altistetaan edelleen muille entsyymeille, jotka edistävät niiden muuntamista edelleen.
Samaan aikaan kaikkisolujen elintoiminnan prosessit liittyvät tavalla tai toisella kahteen vastakkaiseen suuntaukseen: assimilaatioon ja dissimilaatioon. Aineenvaihdunnalle niiden vuorovaikutus, tasapaino tai jokin vastakohta on perusta. Erilaiset ulkopuolelta tulevat aineet muuttuvat entsyymien vaikutuksesta solulle tavanomaiseksi ja välttämättömäksi. Näitä synteettisiä muunnoksia kutsutaan assimilaatioksi. Nämä reaktiot vaativat kuitenkin energiaa. Sen lähde on dissimilaatio- tai tuhoprosessi. Aineen hajoamiseen liittyy solun elintärkeän toiminnan perusprosessien etenemiseen tarvittavan energian vapautuminen. Dissimilaatio edistää myös yksinkertaisempien aineiden muodostumista, joita sitten käytetään uuteen synteesiin. Jotkut hajoamistuotteista poistetaan.
Solun elämänprosessit liittyvät usein synteesin ja hajoamisen tasapainoon. Kasvu on siis mahdollista vain, jos assimilaatio voittaa dissimilaatiota. Mielenkiintoista on, että solu ei voi kasvaa loputtomiin: sillä on tietyt rajat, joiden saavuttaessa kasvu pysähtyy.
Infiltraatio
Aineiden kuljetus ympäristöstä soluun tapahtuu passiivisesti ja aktiivisesti. Ensimmäisessä tapauksessa siirto tulee mahdolliseksi diffuusion ja osmoosin vuoksi. Aktiiviseen kuljetukseen liittyy energiankulutusta ja se tapahtuu usein näiden prosessien vastaisesti. Siten esimerkiksi kalium-ionit tunkeutuvat. Ne ruiskutetaan soluun, vaikka niiden pitoisuus sytoplasmassa ylittäisi sen tasonympäristö.
Aineiden ominaisuudet vaikuttavat solukalvon läpäisevyyden asteeseen niille. Joten orgaaniset aineet pääsevät sytoplasmaan helpommin kuin epäorgaaniset. Läpäisevyyden kann alta molekyylien koolla on myös merkitystä. Lisäksi kalvon ominaisuudet riippuvat solun fysiologisesta tilasta ja ympäristön ominaisuuksista, kuten lämpötilasta ja valosta.
Ruoka
Suhteellisen hyvin tutkitut elinprosessit osallistuvat ympäristön aineiden saamiseen: soluhengitys ja sen ravinto. Jälkimmäinen suoritetaan pinosytoosin ja fagosytoosin avulla.
Molempien prosessien mekanismi on samanlainen, mutta pienempiä ja tiheämpiä hiukkasia vangitaan pinosytoosin aikana. Imeytyneen aineen molekyylit adsorboituvat kalvoon, vangitsevat erityiset kasvut ja upotetaan niiden kanssa solun sisään. Tämän seurauksena muodostuu kanava, jonka jälkeen kalvosta ilmaantuu kuplia, jotka sisältävät ruokapartikkeleita. Vähitellen ne vapautuvat kuoresta. Lisäksi hiukkaset altistetaan prosesseille, jotka ovat hyvin lähellä ruoansulatusta. Muutossarjan jälkeen aineet hajotetaan yksinkertaisempiin ja niitä käytetään solulle välttämättömien alkuaineiden syntetisoimiseen. Samalla osa muodostuneista aineista vapautuu ympäristöön, koska sitä ei käsitellä tai käyttää jatkossa.
Hengitys
Ravinto ei ole ainoa prosessi, joka edistää tarvittavien elementtien ilmestymistä soluun. Hengitä ohisen olemus on hyvin samanlainen kuin se. Se on sarja hiilihydraattien, lipidien ja aminohappojen peräkkäisiä muutoksia, joiden seurauksena syntyy uusia aineita: hiilidioksidia ja vettä. Prosessin tärkein osa on energian muodostuminen, jonka solu varastoi ATP:n ja joidenkin muiden yhdisteiden muodossa.
Hapen kanssa
Ihmissolun, kuten monien muiden organismien, elämänprosessit ovat käsittämättömiä ilman aerobista hengitystä. Pääasiallinen sille välttämätön aine on happi. Kaivattua energiaa vapautuu, samoin kuin uusien aineiden muodostumista, tapahtuu hapettumisen seurauksena.
Hengitysprosessi on jaettu kahteen vaiheeseen:
- glykolyysi;
- happivaihe.
Glykolyysi on glukoosin hajoamista solun sytoplasmassa entsyymien vaikutuksesta ilman hapen osallistumista. Se koostuu yhdestätoista peräkkäisestä reaktiosta. Tämän seurauksena yhdestä glukoosimolekyylistä muodostuu kaksi ATP-molekyyliä. Hajoamistuotteet pääsevät sitten mitokondrioihin, joissa happivaihe alkaa. Useiden muiden reaktioiden seurauksena muodostuu hiilidioksidia, lisää ATP-molekyylejä ja vetyatomeja. Yleensä solu vastaanottaa 38 ATP-molekyyliä yhdestä glukoosimolekyylistä. Suuren varastoidun energiamäärän vuoksi aerobista hengitystä pidetään tehokkaampana.
Anaerobinen hengitys
Bakteereilla on erilainen hengitys. He käyttävät sulfaatteja, nitraatteja ja niin edelleen hapen sijasta. Tämäntyyppinen hengitys on vähemmän tehokasta, mutta sillä on v altava rooli.rooli luonnon aineen kierrossa. Anaerobisten organismien ansiosta rikin, typen ja natriumin biogeokemiallinen kierto tapahtuu. Yleensä prosessit etenevät samalla tavalla kuin happihengitys. Glykolyysin päätyttyä syntyvät aineet joutuvat käymisreaktioon, joka voi johtaa etyylialkoholiin tai maitohappoon.
Ärtyneisyys
Solu on jatkuvasti vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa. Reaktiota erilaisten ulkoisten tekijöiden vaikutuksiin kutsutaan ärtymykseksi. Se ilmaistaan solun siirtymisessä kiihtyvään tilaan ja reaktion esiintymiseen. Reaktiotyyppi ulkoiseen vaikutukseen vaihtelee toiminnallisten ominaisuuksien mukaan. Lihassolut reagoivat supistuksella, rauhassolut erittymällä ja hermosolut tuottamalla hermoimpulssin. Se on ärtyneisyys, joka on monien fysiologisten prosessien taustalla. Sen ansiosta esimerkiksi hermoston säätely tapahtuu: hermosolut pystyvät välittämään viritystä paitsi samank altaisiin soluihin, myös muiden kudosten elementteihin.
Divisioona
Siten on olemassa tietty syklinen kuvio. Siinä olevan solun elämänprosessit toistuvat koko välivaiheen ajan ja päättyvät joko solun kuolemaan tai jakautumiseen. Itse lisääntyminen on avain elämän säilymiseen yleensä tietyn organismin katoamisen jälkeen. Solukasvun aikana assimilaatio ylittää dissimilaation, tilavuus kasvaa pintaa nopeammin. Tämän seurauksena prosessejasolun elintärkeä toiminta estyy, alkavat syvät transformaatiot, minkä jälkeen solun olemassaolo muuttuu mahdottomaksi, se etenee jakautumiseen. Prosessin lopussa muodostuu uusia soluja, joilla on lisääntynyt potentiaali ja aineenvaihdunta.
On mahdotonta sanoa, mitkä solujen elintärkeän toiminnan prosessit ovat tärkeimpiä. Kaikki ne ovat yhteydessä toisiinsa ja merkityksettömiä toisistaan erillään. Solussa oleva hienovarainen ja öljytty työmekanismi muistuttaa meitä jälleen kerran luonnon viisaudesta ja loistosta.
