Origini della Vita e Organizzazione Cellulare: Un Viaggio nel Microcosmo

Ci sono mammiferi, ma la nostra storia biologica ha cominciato molto tempo prima, milioni di anni fa.

Il Big Bang, il Big Bang - 20 miliardi di anni fa. Formando galassie e pianeti. Centomila anni di "raffreddamento" dopo così tante esplosioni!

La nostra casa, la Terra, ha 4 miliardi di anni.

Molecole inorganiche che interagiscono tra loro. Gas, acqua, solido, fulmini, temporali che accelerano le reazioni chimiche con la loro energia e molecole organiche. Solo 30 sarebbero gli antenati di cui: 20 sono gli amminoacidi, i mattoni delle proteine, alcuni acidi grassi di base, il glucosio è lo zucchero e la base della collina è l'elemento base di acetilcolina, un neurotrasmettitore importante per tutte le creature viventi con sistemi nervosi.

Le acque dell'oceano, fonte molecolare organica della vita, stavano cambiando, e la concentrazione di soluto e solvente non piaceva all'inizio, e 3 miliardi di anni fa (le molecole hanno il loro tempo, un non-senso miliardi di anni, di riunirsi e si moltiplicano, perché le molecole sono apparsi "intelligenti" le proteine ​​che accelerano le reazioni chimiche, che è in grado di tornare se stessi e riescono ad avere la formula per la sintesi proteica.

Le molecole sono "disciplinate membrane stratificate e formarono il primo deve essere piegato e bloccato per altre molecole di proteine, acqua e sale, e appare la prima cella!

Così, la Monera (batteri) appaiono nel mare primordiale con una struttura molto semplice: una lipoproteina citoplasma membrana cellulare o citosol con proteine ​​e sali e una molecola di DNA piccolo di appena un millimetro di lunghezza per formare un unico cromosoma con pochi geni (DNA umano da ogni cellula "allungata", cresce di oltre 1 metro di lunghezza!), che danno le informazioni giuste per auto-rinnovarsi e dividere la creazione di miliardi di minuscoli esseri viventi non più grande di 1micrón (millesimo di a) millimetro di diametro. Per avere un'idea di quanto sia piccolo il mondo: rivediamo il sistema metrico decimale dividendo 10 per 10:

1 A = Angstrom è di 1 000 volte più piccolo del micron e 1 milione di volte più piccolo di un punto in un articolo:. í misura di un decimo di millimetro! Un micron è 1 Æ batteri (diametro).

Ma la natura prende da mille a 2 miliardi di anni per trasformare quella cellula di base senza un nucleo con il suo DNA dispersi nel citoplasma (= pro-cellula procariotica prima e Carion-core) nel più grande, più complesso, con un nucleo con più cromosomi, moltiplicando il numero di geni (segmenti di pezzi di DNA di informazioni) codifica più propensi a sintetizzare più proteine: questo è già enorme! Tutto in una cella:!. Il eucariote (Eu = true Carion nucleo =) Come prima cosa sola: la protisti, poi raggruppati per formare tessuti, organi e sistemi, dando origine alla grande diversità di questi nuovi regni: il di funghi (funghi) delle piante e degli animali. Regni Whittaker seguenti saranno 5: 1) Monera 2) protisti 3) I funghi 4) Piante-Plant 5) Gli animali-animali. Ma ci sono due imperi: procarioti ed eucarioti.

I batteri sono stati scoperti non soddisfano le condizioni completa di procarioti e eucarioti, ma piuttosto una sostanza intermedia tra i due: il Arquibacterias sul fondo del mare, ripensare le classificazioni fa e oggi parla di tre domini: Eukaryota, Arqueae e procarioti.

Ci sono teorie su questo, ma il più interessante è quella proposta da Lynn Margulis, sulla base del DNA nei mitocondri (che sono organelli intracellulari negli eucarioti che si trovano nel citoplasma e nel nucleo), che colonizzarono i procarioti indifesi citoplasma di altri procarioti più grandi; imparato a vivere in simbiosi, ha dato a una parte del loro DNA, il più grande ottenendo così un cromosoma lungo. Inizia così una struttura nucleare tipica degli eucarioti e dei batteri diventano piccoli mitocondri. Questa è la teoria della "endosimbionti" spiega due miliardi di anni di sviluppo precoce nel nostro corpo. Cominciamo allora dal livello più elementare è il livello atomico molecolare.

Livello Atomico - Molecolare

Le molecole che compongono le nostre cellule e dei loro componenti sono realizzate in atomi, semplice, piccolo, semplice e molto funzionale. Forse questa è la grande versatilità e il potenziale di rapido cambiamento e di adattamento degli esseri viventi.

Il carbonio è uno di loro, e non che è il più abbondante, ma la sua struttura spaziale degli orbitali degli elettroni simile a una piramide con quattro vertici gli permette di facilmente combinati, anche con altri atomi di carbonio, formando uno scheletro molecolare molto adatto a lunghe catene, o anelli chiusi e resistenti nello spazio. Ossigeno, così versatile e facile da combinare con altri atomi, come per formare ossigeno molecolare, essenziale per la vita degli organismi aerobici, è l'elemento più abbondante sulla terra e la sua atmosfera e la biosfera. L'idrogeno, l'atomo più semplice della creazione, è il più agile di trasferire l'energia contenuta nel suo elettrone orbitale singole e servirà a combinare con l'ossigeno per darci l'acqua "l'elemento vitale." E aggiungiamo un condimento a chimica organica: azoto, un ruolo chiave nel molecole strutturali: le proteine ​​e la memoria ancestrale dei geni, acidi nucleici, è anche nelle batterie che immagazzinano energia: ATP.

Ma gli atomi di molecole inorganiche, cloro, sodio, ferro, potassio, rame, cobalto, nichel, cadmio, fosforo, zolfo intervenire negli organismi viventi.

Il più piccolo di questi atomi, le molecole più piccole il risultato e può muoversi liberamente e di formare legami covalenti con l'acqua e tra questi e si dissolvono. Se la necessità è quella di mantenere la saggezza della natura vi farà guadagnare o perdere elettroni, il disaccoppiamento e dei processi di ossido-riduzione di grassi e insolubile che non passa attraverso le membrane delle cellule, ma solubile in acqua e sarà in grado di lasciare corpi, per essere rinnovato dopo l'entrata di altre molecole che possono essere di altri organismi e milioni di altre specie di anni prima, nulla è perduto, solo trasformata!

Alcuni atomi come l'idrogeno a "striscia" della orbitale dell'elettrone sarà lo stato di protoni e di disporre di alcune molecole diventerà un pericolo per gli altri e non per altri, e ci riferiamo a acidosi e alcalosi che le agenzie devono monitorare non morire o estinguersi.

Organizzazione a Livello delle Membrane e delle Cellule

Abbiamo accennato nel descrivere gli atomi e molecole, la loro complessità diversa: ci sono piccole molecole il cui diametro totale non superi il 10 Angstrom, di solito s è di due, tre, quattro e non più di 1 o 2 decine di atomi, che normalmente hanno la cristalli (cristalloidi) e sono facili da rubinetto dell'acqua si comporta come un dipolo-mail può essere con lei, attraverso il meccanismo di diffusione, soluzioni reali.Questo dà loro anche la capacità di attraversare le membrane cellulari, i pori di non più di 8 Å DEAE, entrando e uscendo da e per le cellule. Questi pori sono formati da molecole molto più grandi, più di 10 Å DEAE, e in genere non più grandi di 100 Å, che sono le proteine, che sono generalmente compatibili con l'acqua, ma le loro dimensioni sono più instabili e Le soluzioni sono vere, ma false. Queste molecole sono colloidi e un esempio di questi sono albumina

e globuline. La prima responsabilità del potere d'acqua ad osmosi attrazione chiamata ed il secondo il nostro "attacco missilistico" in difesa del nostro corpo = immunità, chiamate anticorpi che reagiscono a molecole estranee.

Ci sono corpi, anche le molecole più grandi tendono ad avere più di 100 A Æ, la cui struttura non polari e polari a seconda di quale parte della sua architettura è interessato, siano compatibili con l'acqua parzialmente o completamente incompatibili e lasciare andare sostanze simili a loro, sono lipidi, comunemente chiamati "grassi" che l'acqua non possono formare soluzioni, né vero, non falso, ma forma piccole gocce che galleggiano in essa. In modo da poter "mescolare con acqua (non disciolti) necessario l'aiuto di altre sostanze chiamate" detergente "e così formare piccoli micro-gocce intercalati tra le molecole d'acqua. I lipidi sono di grande forza di attrazione tra molecole (tensione superficiale) e sono responsabili della formazione di 2 (due) strati di molecole, che condividono la proteina "tubi", a basso contenuto di zucchero e la struttura complessa che "muro" che separa la cellula dall'ambiente circostante, cioè il comportamento extracellulare intracellulare.

E così definite: piccole molecole, polarizzate o ionizzate, solubile entrare o uscire dai "pori" o "canali" o proteine ​​"tubi", spesso di un "pompa" (le famose cellule "bomba" sodio-potassio cloruro di calcio inattivo durante l'estensione nervosa elettrica).

Molecole di grandi dimensioni non passeranno meno che non sia "bastone" alla membrana e invaginates (sink) che lo circonda e incorporando nella cella da utilizzare, se utilizzato, o distrutti, se non è estraneo al corpo.

Il meccanismo di cui sopra si chiama pinocitosi o fagocitosi, a seconda dello stato fisico della particella, liquido o solido il primo caso nel secondo.

Come possiamo vedere: 3 su 4 prodotti chimici organici compongono le membrane cellulari di tutti gli esseri viventi: batteri, funghi, piante e animali. La sostanza è 4 acidi nucleici: DNA e RNA: molecole "intelligenti" in grado di auto-riprodursi.

Organuli o organelli cellulari (piccole strutture molecolari responsabili di funzioni specifiche), in molti casi sono costituiti da membrane, e anche il nucleo della cellula, che ospita all'interno gli acidi nucleici, è immerso nella cellula eucariotica, un membrana nucleare molto simile al cellulare o citoplasmatica.

Ora, si noti che abbiamo "circondata" la cella o la sua membrana delimitato, quello che abbiamo dentro ". Organelli" citoplasma o citosol-looking "gelatina" che sessanta per cento è acqua e "organelli" o Ma nonostante che la cella è a forma di "palla di gelatina mobilitare e sembra essere un palloncino" acqua pesante "è all'interno di uno scheletro fibroso," filoni "o" thread "di una proteina chiamata actina (lo stesso come parte dell'apparato contrattile delle cellule muscolari o miociti, striato muscolo scheletrico) sono in tutte le direzioni da un punto sulla superficie interna della membrana sulla superficie opposta a quella dell'asse terrestre da un polo all'altro.

Galleggiante in questo mare di acqua e proteine ​​sono gli organuli, ciascuno formando un corpo con funzioni specifiche, ovvero:

• Mitocondri: le strutture che potrebbero essere a migliaia nelle cellule responsabili per il "trattamento" carburanti, grassi, zuccheri e proteine, "abbattere" gli atomi in molecole, e l'energia "libera", la forza vitale che attrae gli elettroni orbitali nel nucleo degli atomi, che viene poi memorizzata in "batterie" molecolare e ATP (adenosina trifosfato) e PC (creatina fosfato) fosfato ricchi di molecole, che sono utilizzati per il consumo mobile, ma purtroppo questi "accumulatori "non può che" "l'energia per alcuni secondi (10" goccia e non più di 30 ") un'intensa attività cellulare. Al di là del tempo dovrà "catabolizzare" (catabolismo esoergonica è l'energia di rilascio molecolare rottura l'intero processo chiamato metabolismo) combustibili al fine di "anabolizar" (anabolismo è la sintesi con accumulo di energia o di una parte del metabolismo endoergoniche cellulare).
• Le membrane mitocondriali sopra sono costituiti da due (2) interni ed esterni, questi ultimi "ripiegato" formante "creste" che sostengono il citocromi, che sono enzimi respiratori.
• Quanto sopra sono proteine ​​che accelerano le reazioni chimiche (in assenza di processi che durano per ore ultimi secondi) o se sono catalizzatori biologici.
• Questi enzimi agiscono in presenza di ossigeno, o l'esecuzione aerobico. Usare questo gas benedetto, ricco di atmosfera, è un potente "accettore" di idrogeno ed elettroni una volta che hanno rilasciato la loro energia (accettori di protoni sono) consentiti se non utilizzano processi chimici di ossigeno (anaerobico) E che accade al di fuori dei mitocondri all'interno del citoplasma, ma qui gli enzimi, molti dei quali "piegata" verso l'interno della membrana cellulare, che rilascerà l'energia di catabolizzare combustibili come il glucosio, ma con molta meno energia efficiente, solo anabolizzanti vita cellulare non oltre i 5 minuti (eccezionalmente 7 a 10).
• Così si capisce l'urgenza delle squadre di soccorso medico, in caso di arresto cardiaco e respiratorio, di far risorgere la vittima a una fonte di alimentazione per riprendere aerobico anaerobico, piuttosto che mantenerlo "vivo e vegging fuori" mentre i suoi cuore e polmoni smesso di respirare.
• I mitocondri sono un passo importante nell'evoluzione della vita in un miliardo di anni, che ci vuole per passare da una cellula procariote (batteri) possono vivere senza ossigeno o con molto poco, una cellula eucariotica.
• I ribosomi sono evolutivamente antichi e che i mitocondri e nel regno di Monera (batteri), ma sono più piccoli.

• Reticolo reticolare di sistema:
• Organuli sono "tubolare" collegati tra di loro come un tessuto, un pattern o una rete o un reticolo che le proteine ​​sintetizzate sui ribosomi negozio. C'è anche ribosomi fissato alla parete o membrana tubolare e poi il reticolo si chiama granulare. Nel reticolo nudo è ribosomi reticolo agranulare. Sono 'magazzino' i negozi prodotta dalla cella, messaggeri chimici che in alcuni casi sono chiamate citochine e altri ormoni che viaggiano attraverso il sangue, muco nelle cellule che producono e che sarebbe stato chiamato mucose enzimi digestivi prodotti quali nel tubo digerente per rompere il cibo, o nelle ghiandole accessorie come il fegato e il pancreas, ecc.
• Questo sistema di tubazioni è di solito collegato con i pori della membrana nucleare per il funzionamento di produzione cellulare è più veloce: l'"ordine" dal "centro design" nel nucleo. andare improvviso al "impianto di assemblaggio" griglia ribosomiale e di stoccaggio.
• Golgi cella (non essere confuso con il sistema di Golgi del tendine)
• E 'anche un sistema a membrana tubolare ma un po' più grande e più superficiale, che memorizza le molecole di secrezione di grandi dimensioni, spesso in magazzino chimica lipo-proteico (nessun ormoni il cui nucleo è chimica del colesterolo).
• Vacuoli di grasso (liposomi):
• All'interno del citoplasma di una cellula, vescicole simili a fagosomi e lisosomi (e visto) di avere una membrana busta lipoproteina (come la membrana cellulare stesso), conservati micro-gocce di lipidi (grassi) sono molecole di grandi dimensioni e non troppo pesante , o bassa densità (rapporto massa / volume) meno che l'acqua che li fa galleggiare sopra di esso. Queste molecole costituite da lunghe catene di carbonio, come i trigliceridi, sono catabolizzare che liberano energia più di tutti gli altri (gli zuccheri o carboidrati o carboidrati e proteine) e può farlo solo in presenza di ossigeno all'interno dei mitocondri .
• Nel corpo, i grassi fungono da gasolio in un camion non è veloce, ma lento è un combustibile in grado di fornire energia per lunghe distanze in tempo e distanza.

Granuli o granuli di glicogeno Riserva:

All'interno del citoplasma, soprattutto in miociti o fibre muscolari o cellule muscolari, viene memorizzato, ma non troppo (non più di 400-500 grammi in tutto il corpo umano), altri carburanti, il glucosio è un carboidrato (idrato granuli di carbonio o zucchero), ma a polimeri di 300-400 A, Æ, perché, come monomero 6 di carbonio "si" o "fuga" lungo il tubolare pori nella membrana cellulare. Si tratta di combustibile rapido come nafta, ma dà meno potenza ed è finito in un minuto e mezzo di lavoro molto intenso e quando esausto è responsabile per stanchezza o affaticamento che sperimentiamo regolarmente.

Centrioli:

Essi sono organelli che compaiono solo al momento della divisione cellulare.

Sono in coppia e posti ciascuno su un polo della cellula. Microfilamenti appaiono dopo ogni compresa tra uno e l'altro "come una clothesline," e sui filamenti come "mollette in una gara d'appalto", spostare i cromosomi che sono responsabili di frammenti di DNA di eredità trasmessa da cellula alla cella.

Le cellule si dividono a moltiplicarsi, e dopo aver copiato tutto il loro materiale genetico (DNA nucleare), un processo chiamato "replicazione" (in realtà uno specchio), frammentando il grande doppio filamento a doppia elica molecola o in pezzi chiamati cromosomi e dopo andare a entrambi i poli delle cellule, guidato da centrioli, e marciando su "zone colorate" (thread), la cellula si divide in due, creando due nuove cellule (in realtà, una cellula staminale e una cellula figlia ). Potete immaginare che se tutti noi provengono dall'unione di ovulo e spermatozoo, che hanno ciascuna la metà delle informazioni genetiche per unire e nascerà una nuova cellula (che danno luogo a un nuovo essere vivente), saranno necessari milioni di divisioni cellulari, perché portiamo milioni di cellule, con le informazioni totale ciascuno di essi.

Il numero di divisioni cellulari o mitosi al giorno è variabile.E 'molto intenso durante la fase di crescita, cioè nell'infanzia, "rallenta" un po' alla fine della adolescenza e si stabilizza in età adulta. Ma mentre il numero di mitosi è permanente, mitosi non permanente in ogni cella. Ci sono periodi di tempo che una cellula non divide, ma i loro vicini se lo fanno e che crea un equilibrio tra quelli che muoiono o che sono nati difettosi. Questi ultimi sono fagocitati o "inghiottito" da parte delle cellule immunitarie.

Ma se il "freno" sulla divisione cellulare non funziona, ci saranno molte cellule di più, e molto immaturo.

Se "squadra pulizia" non funziona, potrebbe produrre qualcosa di simile: cellule atipiche o "deformata" non può essere eliminato dal corpo.

In entrambi i casi, si accumulano in alcuni organi del corpo, producono un "grumo" o "tumore" e se sono molto immaturi e / o piccoli vasi sanguigni può invadere e "colonizzare" altri organi distanti, cioè il tumore metastasi. Quello che abbiamo appena descritto è la teoria delle cellule e la teoria della immunità cancro. Si comprende allora perché, a trattarlo appiccicato alla terapia genica, farmaci immunosoppressori in determinati settori, o stimolanti di immunità per il resto e la maggior parte del corpo (cure mediche) o la rimozione del tumore occupa uno spazio, che "soffoca" le cellule normali comprimere i vasi sanguigni, privandoli dei loro nutrienti (trattamento chirurgico).

La medicina è piena di esempi di sostanze chimiche che possono essere esposti gli esseri umani, e la causa "cambiamenti" nei loro geni chiamati "mutazioni" che portano alla produzione di cancro. C'è anche l'esposizione di altre tossine che deprimono l'immunità, causando gravi infezioni da germi "opportunisti" e il cancro.

Passiamo ora allo sviluppo di un nuovo essere da una "cellula staminale" (padre e madre).

La scienza ci aiuta a capire cosa succede dopo, fino alla nascita, Embriologia e chiamare un po '.

Appena avviene la fecondazione, le cellule figlie, nipoti, pronipoti, bisnipoti e luoghi così via verranno selezionati in tre strati:

1. ectoderma, il più superficiale, che si traduce nella pelle - epidermide, e centrale e sistema nervoso periferico (ectoderma neurale e ectoderma generale)
2. Mesoderma: Lo strato intermedio che dà origine al miocardio, ossa, muscoli scheletrici, le articolazioni, i reni e le gonadi
3. Endoderma: il più interno "pelle a" strato rivestimento delle strutture tubolari che collegano l'ambiente all'interno del corpo, cioè l'epitelio respiratorio e digerente. Man mano che le cellule producono una sostanza gelatinosa a molecole trappola o cellule da strane e rimuovere "bloccati": muco, chiamare questo livello: delle vie respiratorie e delle mucose digestive.

Embriologia ci permette di comprendere come le sostanze tossiche che alterano i geni di questi tre tipi di cellule e / o espressione di questi (genotipo e fenotipo) e alcuni dei quali utilizzati nell'industria, possono causare malattie della pelle e il sistema nervoso, in altri casi, reumatismi e malattie del pericardio pleura e peritoneo. Se i sintomi si verificano durante lo sviluppo embrionale (gravidanza ad esempio), parla di "difetti di nascita."

Come si può vedere: le cellule in un organismo complesso come i mammiferi, che non sono soli o dispersi, ma sono raggruppati per formare tessuti.

Hanno bisogno di essere sospesi in un vano che circonda: extracellulare, che il ruolo di quel tessuto verranno liquidi, semi-solido o semi-solidi come gelatina, e una rete di fibre o thread come è, un tessuto , che funge da scheletro e sostegno a quelle cellule. Così abbiamo scalato un nuovo livello di organizzazione biologica.