Kas yra narvas?

1665 m. Anglas Robertas Hooke'as pastatė prietaisą, kurį mes vadiname mikroskopu. Kaip ir bet kuris smalsus žmogus, mokslininkai skiriasi nuo paprasto mirtingojo tarp kitų privalumų ir šios savybės, Hooke'as pradėjo viską tirti per mikroskopą.

Po dvejų metų jis susidūrė su kamščiu. Jis padarė ploniausią pjūvį ir ... dar vieną atradimą. Jo akys matė kamščio vidinę struktūrą, panašią į korį. Jis pavadino šias mažas celes „Ląstelės“, kuris rusų kalba reiškia ląsteles, lizdus, ​​korius, ląsteles, žodžiu, kažkas aptvertas, izoliuotas nuo likusio. Šį terminą priėmė mokslas, nes jis stebėtinai tiksliai atspindėjo elementarių gyvų dalelių savybes. Tačiau tai paaiškėjo daug vėliau. Tuo tarpu skirtingi tyrėjai aptinka ląsteles skirtinguose objektuose. Gyvosios materijos struktūros universalumo idėja yra ore.

Biologas po biologo patvirtina: toks ir toks gyvas organizmas susideda iš ląstelių. Stebėjimų kiekis auga. Dar šiek tiek, o kiekis turėtų virsti kokybe. Tačiau tam „šiek tiek“ prireikė beveik 100 metų. Tik 1838-1839 metais botanikas Schleidenas ir anatomas Schwannas išdrįsta apibendrinti: „Visi gyvi organizmai susideda iš ląstelių“. Sakyti „viskas“, mokslas užtruko daugiau nei šimtmetį, tačiau tai yra skirtumas tarp stebėjimų sumos ir juos apibendrinančios mokslo teorijos.

Vis dėlto korinio ryšio teorija dar negalėjo būti laikoma sukurta. Esminis dalykas liko neaiškus: iš kur atsiranda pačios ląstelės. Biologai ne kartą stebėjo ir netgi aprašė jų susiskaldymą. Bet niekam nė į galvą neatėjo, kad šis procesas yra naujų ląstelių gimimas. Vienas šiuolaikinis tyrinėtojas teisingai pažymėjo šiuo klausimu: "Stebėjimas yra retai pripažįstamas, jei jis verčia mus daryti nepagrįstas išvadas, o teiginys, kad kiekviena ląstelė atsiranda dėl kitos, anksčiau egzistavusios, padalijimo, atrodė visiškai nepagrįsta".

^{Šiuolaikinė ląstelės struktūros schema, pagrįsta elektronų mikroskopiniais stebėjimais: 1 - branduolys; 2 - branduolys; 3 - branduolinis apvalkalas; 4 - citoplazma; 5 - centriolės; 6 - endoplazminis tinklas; 7 - mitochondrijos; 8 - ląstelių apvalkalas.}

Ir vis dėlto 1859 m. Buvo suformuluotas „nepagrįstas“ postulatas, padėjęs pagrindą naujai ląstelių biologijai: „Kiekviena ląstelė yra iš langelio“.

Roberto Hooke'o mikroskopas buvo padidintas 100 kartų. Užteko pamatyti narvą. Po 300 metų, 1963 m., Elektroninis mikroskopas ląstelę padidina 100 tūkstančių kartų. To jau pakanka, kad ją apsvarstytume. Skirtumas, kaip sako fizikai, yra tik trys dydžiai. Tačiau už jų yra sudėtingas ir sunkus kelias nuo aprašomosios biologijos iki molekulinės biologijos, nuo pirmosios pažinties su ląstele iki išsamaus jos struktūrų tyrimo.

Paveikslėlyje parodyta ląstelė, matoma per šiuolaikinį elektroninį mikroskopą. Skaitytoja turėtų būti kantri: dabar bus jos „inventorius“.

Pradėsime nuo lukšto. Ji yra narvo paprotys. Korpusas budriai stebi, kad šiuo metu nereikalingos medžiagos neprasiskverbtų į ląstelę; priešingai, ląstelei reikalingos medžiagos gali pasikliauti maksimalia jos pagalba. Branduolys yra maždaug ląstelės centre. „Plūduriuoja“ tai citoplazma, kitaip tariant, ląstelės turinys. Deja, mažai ką galime pridėti prie šio toli gražu neišsamaus apibrėžimo. Mes net negalime vienareikšmiškai atsakyti į elementariausius klausimus. Skysta citoplazma ar kieta? Ir skysta, ir kieta. Ar joje kas nors juda, ar viskas vietoje? Ir stovi, ir juda. Ar jis skaidrus, ar nepermatomas? Taip ir ne. Kokią ląstelės dalį ji užima? Nuo vieno procento iki devyniasdešimt devynių. Viskas aišku, ar ne?

Nepaisant to, atsakymai yra teisingi. Tiesiog citoplazma yra neįprastai keičiama, ji reaguoja į menkiausius aplinkos pokyčius. Adata nudurkite vienos ląstelės amebą, ir pamatysite (žinoma, mikroskopu) daug pokyčių. Pasikeis citoplazmos judėjimas, jo skaidrumas, klampa, pasikeis ląstelės forma. Žodžiu, bet kokiu būdu veikite citoplazmą ir pamatysite: ji tikrai kažkaip reaguos.

Citoplazmoje ištirpino didžiulį kiekį skirtingų? cheminės medžiagos. Jame daugelis iš jų baigia savo kelionę ir dažnai prasideda prie mūsų stalo. Sūdome sriubą - iš jos valgomoji druska patenka į narvą. Cukraus dedame į arbatą - jis taip pat pasiekia citoplazmą, nors pakeliui per pusę suskaidomas į gliukozę ir fruktozę. Valgome vaisius ir daržoves - vitaminai iš jų migruoja į citoplazmą. Galiausiai ląstelėje visada yra didelis įvairių baltymų rinkinys. Visos šios medžiagos nestovi be darbo, jos dirba ląstelei, jose ji semiasi savo stiprybės, ateities.

Tačiau labiausiai stebina ne tai, kad šios molekulės susibūrė toje pačioje vietoje, o tai, kad nors ir trumpam, tačiau kartu egzistuoja. Vaistininko kolboje daugelio šių junginių ir momentų nepavyko laikyti kartu - jie tuoj pat sukels reakciją. Bet ląstelė yra išmintingas politikas, ji turi išsaugoti kiekvienos molekulės individualumą savo tikslams ir imasi visų atsargumo priemonių.

Tuo tikslu jis išskiria keletą agresyviausių molekulių nuo galimų aukų - paskleidžia molekules skirtinguose ląstelės „kampuose“ - arba, kraštutiniais atvejais, žemina jų cheminį užsidegimą. Gamtos požiūriu tai daroma labai išradingai ir paprastai (jei bandytume tą pačią techniką įgyvendinti chemijos laboratorijoje, tikriausiai niekas neišdrįstų jos vadinti paprasta). Ką darytume kiekvienas iš mūsų, jei jam tektų katę ir šunį pastatyti viename kambaryje? Aišku, užpurčiau šunį. Na, kartais ląstelė daro tą patį - „uždeda“ fermentus - medžiagas, kurios valdo visas ląstelės reakcijas, „sulaiko“ molekules, kurios uždaro aktyvias fermentų vietas.

Taigi citoplazma yra daugelio ląstelėje vykstančių cheminių reakcijų vieta; iš tikrųjų tai yra jos gyvybinės veiklos arena.

Bet ši arena nėra tuščia vieta; ląstelės gyvenamoji erdvė yra padalinta tarp jos organų arba, kaip sako biologai, organelių, o tai reiškia mažiausius organus. Jie suskirstė tarpusavyje ne tik citoplazmos teritoriją, jie taip pat aiškiai padalijo įtakos sferas.

Organelos numeris 1 - mitochondrijos, atrodo kaip plaukiojanti barža. Jei mitochondrija yra išardyta, jos vidinė struktūra primena siaurą smėlio paplūdimio pakrantės juostą, ant kurios bangos suputojo keistas klostes. Tokios skirtingo storio klostės (mitochondrijose jos vadinamos keteromis) kerta visą vidinę mitochondrijų erdvę. Mitochondrijos yra ląstelės jėgainės. Jie kaupia energiją, kuri tada, kiek reikės, bus skirta kūno reikmėms. Šias pajamų ir išlaidų operacijas atlieka ląstelės „pagrindinė energinė“ - adenozino trifosforo rūgštis, sutrumpintai vadinama ATP. Be to, įdomu tai, kad tiek žmonės, tiek bakterijos energijos atsargas kaupia toje pačioje molekulėje - ATP. Kai reikia energijos - žmogui, tarkim, raumenų darbui, mimozai - lapų ridenimui, ugniažolėms - švytėjimui, geluonyje - elektros krūviui susidaryti - mitochondrijai pateikiami prašymai ir taupūs dispečeriai - specialūs fermentai, išskaidomi iš didelės ATP molekulės viena ar dvi dalys - fosforo turinčių atomų grupė. Atskyrimo momentu energija išsiskiria.

Elektroninės mikroskopinės ląstelių nuotraukos, darytos prieš kelerius metus, aiškiai parodo tinklą, besidriekiantį nuo branduolio iki membranos - visą kanalėlių, vėliavėlių, membranų, kanalėlių kolekciją. Net prieš 30 metų, kai pažintis su ląstele galėjo vykti tik tarpininkaujant šviesos mikroskopui, niekas iš tikrųjų nematė tinklo.Nepaisant to, mokslininkai pajuto, kad čia yra „kažkas“, ir atkakliai atkreipė į ląstelę kai kurias ląsteles. Elektroninis mikroskopas matė tai, ką mokslininkai numatė: jis iš tikrųjų pasirodė esąs tinklas, ir jis buvo vadinamas endoplazminiu, tai yra intraplazminiu.

Šis tinklas glaudžiai supa vis dar mums nepažįstamą branduolį, mitochondrijas ir organelius - ribosomas. Ribosomos yra baltymų ląstelių gamyklos. Visi gyvi daiktai tiekiami su jų gaminiais. Atsižvelgdama į šių objektų strateginę svarbą, gamta įsitikino, kad darbai ten vyksta sklandžiai. Baltymų fabriko produktyvumas yra didžiulis: per valandą veikimo kiekviena ribosoma sintetina daugiau baltymų nei sveria.

Bet kaip ir kiekvienas verslas, ribosomos dirba griežtai, neatlaidžiai vadovaudamos. Užsakymai gaunami iš branduolio, iš pagrindinio baltymų sintezės valdytojo - chromosomos.

Chromosomos yra visų gyvų daiktų: bakterijų, augalų, gyvūnų branduoliuose. Žmogaus chromosomos atrodo kitaip nei, tarkime, kandys, tačiau visur jos teikia tą pačią paslaugą: jos kontroliuoja baltymų sintezę. Būtent chromosomose yra dezoksiribonukleino rūgšties molekulės - DNR. Juose, kaip ir kulinarinėje knygoje, yra receptų, kaip paruošti daugybę baltymų, kurie naudojami pačios ląstelės poreikiams ir „eksportui“. Normalus kūno funkcionavimas yra pagrįstas griežta dešimčių tūkstančių baltymų specifika. Norėdami išlaikyti savo veidą šiame šurmulyje, turite gerai prisiminti savo struktūrą. Patys voverės jo neprisimena; ląstelė tai daro už juos DNR pagalba. Viena iš jo molekulių kaupia dešimčių baltymų struktūrą. Kiekviena chromosoma išskiria griežtai apibrėžtą tam tikro organizmo DNR kiekį. DNR chromosomoje yra supakuota labai sandariai: chromosomos ilgis matuojamas tūkstantosiomis milimetro dalimis, o į ją įdėtų DNR molekulių ilgis yra metrais.

Dabar, kai laikysime neveikiančią, nesidalijančią ląstelę, chromosomos yra labai prastai matomos: jos veikia, ir tam reikia maksimaliai padidinti savo paviršių - jos išsitempia ir todėl siaurėja.

Tačiau šis laikas trunka ne taip ilgai (mums) - tik 10-20 valandų. Po intensyvaus darbo ląstelė pradeda ruoštis dalijimui; chromosomos taip pat tam ruošiasi: jos susisuka, sustorėja ir išsirikiuoja į vieną plokštumą - šiuo metu jas lengva pamatyti. Kol skaitytojas priims ląstelių dalijimosi aprašymą, chromosomos bus aiškiai matomos, o mes, pasinaudoję tuo, pasakosime apie jas išsamiau.

Tai mūsų ekskursijos į korinį vidų pabaiga. Bet tai visiškai nereiškia, kad mes išnaudojome kamerą; daugelis jo detalių liko už mūsų ribų. Bet mes pasirinkome pagrindinį dalyką, be kurio bus sunku tęsti kelią iki galutinio tikslo. Ir pereidami prie jo dar vieną žingsnį, turime iš šio skyriaus paimti aiškią idėją apie tris ląstelės struktūras - elektrinę, baltymų fabriką ir chromosomą. Jei skaitytojas tai gavo, jis gavo leidimą į kitą skyrių.

Azernikovas V. Z. - Išspręstas kodas

Panašūs leidiniai

Molekulinės biologijos gimimas

Kas nutinka sūdant

Sudėtingas paprastos ląstelės gyvenimas