Τι είναι το κλουβί; |
|
Δύο χρόνια αργότερα, συνάντησε έναν φελλό. Έκανε τη λεπτότερη περικοπή και ... μια άλλη ανακάλυψη. Τα μάτια του είδαν την εσωτερική δομή του φελλού, που μοιάζει με κηρήθρα. Ονόμασε αυτά τα μικρά κελιά "Κελιά", που στα ρωσικά μετάφραση σημαίνει κελιά, φωλιές, κηρήθρες, κελιά, με μια λέξη, κάτι περιφραγμένο, απομονωμένο από τα υπόλοιπα. Αυτός ο όρος υιοθετήθηκε από την επιστήμη, καθώς εκπληκτικά αντικατοπτρίζει με ακρίβεια τις ιδιότητες των στοιχειωδών σωματιδίων των ζωντανών πραγμάτων. Ωστόσο, αυτό έγινε σαφές πολύ αργότερα. Στο μεταξύ, διαφορετικοί ερευνητές εντοπίζουν κελιά σε διαφορετικά αντικείμενα. Η ιδέα της καθολικότητας της δομής της ζωντανής ύλης είναι στον αέρα. Βιολόγος αφού επιβεβαιώσει ο βιολόγος: ένας τέτοιος ζωντανός οργανισμός αποτελείται από κύτταρα. Ο αριθμός των παρατηρήσεων αυξάνεται. Λίγο περισσότερο, και η ποσότητα πρέπει να μετατραπεί σε ποιότητα. Ωστόσο, αυτό το "λίγο" χρειάστηκε σχεδόν 100 χρόνια. Μόνο το 1838-1839 ο βοτανολόγος Σλέιντεν και ο ανατομικός Σβαν αποφάσισαν να γενικεύσουν: "Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα". Να πω "όλα", η επιστήμη χρειάστηκε περισσότερο από έναν αιώνα, αλλά αυτή είναι η διαφορά μεταξύ του αθροίσματος των παρατηρήσεων και της επιστημονικής θεωρίας που τις γενικεύει. Και όμως, η κυτταρική θεωρία δεν μπορούσε να θεωρηθεί ότι δημιουργήθηκε. Το βασικό σημείο παρέμεινε ασαφές: από πού προέρχονται τα ίδια τα κύτταρα. Οι βιολόγοι έχουν παρατηρήσει επανειλημμένα και μάλιστα περιγράφουν τη διαίρεση τους. Αλλά ποτέ δεν έγινε σε κανέναν ότι αυτή η διαδικασία είναι η γέννηση νέων κυττάρων. Ένας σύγχρονος ερευνητής ορθώς παρατήρησε σχετικά: «Η παρατήρηση σπάνια αναγνωρίζεται εάν μας αναγκάζει να βγάλουμε παράλογα συμπεράσματα και η δήλωση ότι κάθε κύτταρο προκύπτει ως αποτέλεσμα της διαίρεσης ενός άλλου, που υπήρχε προηγουμένως, φαινόταν εντελώς παράλογο»
Και όμως, το 1859, διατυπώθηκε ένα «παράλογο» αξίωμα, το οποίο έθεσε τα θεμέλια για μια νέα βιολογία των κυττάρων: "Κάθε κελί προέρχεται από κελί". Το μικροσκόπιο του Robert Hooke μεγεθύνθηκε 100 φορές. Ήταν αρκετό για να δείτε το κλουβί. 300 χρόνια αργότερα, το 1963, ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μεγεθύνει ένα κύτταρο 100 χιλιάδες φορές. Αυτό είναι ήδη αρκετό για να την εξετάσει. Η διαφορά, όπως λένε οι φυσικοί, είναι μόνο τρεις τάξεις μεγέθους. Αλλά πίσω τους υπάρχει ένα περίπλοκο και δύσκολο μονοπάτι από την περιγραφική βιολογία έως τη μοριακή βιολογία, από την πρώτη γνωριμία με το κύτταρο έως μια λεπτομερή μελέτη των δομών του. Το σχήμα δείχνει ένα κελί όπως φαίνεται από ένα σύγχρονο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Ο αναγνώστης πρέπει να είναι υπομονετικός: τώρα θα ακολουθήσει το «απόθεμά» της. Θα ξεκινήσουμε με το κέλυφος. Είναι ένα έθιμο κλουβί. Το κέλυφος παρακολουθεί προσεκτικά ότι ουσίες που δεν είναι απαραίτητες αυτή τη στιγμή δεν διεισδύουν στο κύτταρο. Αντιθέτως, οι ουσίες που χρειάζεται το κύτταρο μπορούν να βασίζονται στη μέγιστη βοήθειά του. Ο πυρήνας βρίσκεται περίπου στο κέντρο του κυττάρου. Αυτό που «επιπλέει» είναι το κυτόπλασμα, με άλλα λόγια, το περιεχόμενο του κελιού. Δυστυχώς, υπάρχουν λίγα που μπορούμε να προσθέσουμε σε αυτό πολύ από τον εξαντλητικό ορισμό. Δεν μπορούμε καν να απαντήσουμε με σαφήνεια στις πιο στοιχειώδεις ερωτήσεις. Υγρό κυτταρόπλασμα ή στερεό; Υγρό και στερεό. Κινείται τίποτα σε αυτό ή είναι όλα στη θέση τους; Και στέκεται και κινείται. Είναι διαφανές ή αδιαφανές; Ναι και ΟΧΙ. Ποιο μέρος του κελιού καταλαμβάνει; Από ένα τοις εκατό σε ενενήντα εννέα. Όλα είναι ξεκάθαρα, έτσι δεν είναι; Ωστόσο, οι απαντήσεις είναι σωστές. Είναι απλώς ότι το κυτταρόπλασμα είναι ασυνήθιστα μεταβλητό, αντιδρά στις παραμικρές αλλαγές στο περιβάλλον. Τρυπήστε μια αμοιβάδα με ένα κελί με βελόνα και θα δείτε (φυσικά, κάτω από ένα μικροσκόπιο) πολλές αλλαγές. Η κίνηση του κυτοπλάσματος, η διαφάνεια, το ιξώδες θα αλλάξει, το σχήμα του κυττάρου θα αλλάξει. Με μια λέξη, ενεργήστε με οποιονδήποτε τρόπο στο κυτταρόπλασμα και θα δείτε: σίγουρα θα αντιδράσει κάπως. Στο κυτταρόπλασμα, διαλύθηκε μια τεράστια ποσότητα διαφορετικών; ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ. Σε αυτό, πολλοί από αυτούς τελειώνουν το ταξίδι τους, και συχνά ξεκινούν από το τραπέζι μας. Αλατίζουμε τη σούπα - από αυτό επιτραπέζιο αλάτι μπαίνει στο κλουβί. Βάζουμε ζάχαρη στο τσάι - φτάνει επίσης στο κυτόπλασμα, αν και στο δρόμο διαλύεται στα μισά σε γλυκόζη και φρουκτόζη. Τρώμε φρούτα και λαχανικά - οι βιταμίνες από αυτά μεταναστεύουν στο κυτόπλασμα. Τέλος, ένα κύτταρο περιέχει πάντα ένα μεγάλο σύνολο διαφόρων πρωτεϊνών. Όλες αυτές οι ουσίες δεν παραμένουν αδρανείς, λειτουργούν για το κύτταρο, σε αυτές αντλεί τη δύναμή του, το μέλλον του. Ωστόσο, το πιο εκπληκτικό πράγμα δεν είναι ότι αυτά τα μόρια έχουν συγκεντρωθεί στον ίδιο χώρο, αλλά ότι, αν και για μικρό χρονικό διάστημα, συνυπάρχουν μεταξύ τους. Στη φιάλη ενός χημικού, πολλές από αυτές τις ενώσεις και στιγμές δεν μπορούσαν να συγκρατηθούν μαζί - θα μπήκαν αμέσως σε μια αντίδραση. Αλλά το κελί είναι ένας σοφός πολιτικός, πρέπει να διατηρήσει την ατομικότητα κάθε μορίου για τους δικούς του σκοπούς και λαμβάνει κάθε προφύλαξη.
Έτσι, το κυτταρόπλασμα είναι ο τόπος δράσης πολλών χημικών αντιδράσεων που συμβαίνουν στο κύτταρο · στην ουσία, είναι η αρένα της ζωτικής του δραστηριότητας. Αλλά αυτή η αρένα δεν είναι κενός χώρος. Ο χώρος διαβίωσης ενός κυττάρου χωρίζεται μεταξύ των οργάνων του, ή, όπως λένε οι βιολόγοι, τα οργανίδια, που σημαίνει τα μικρότερα όργανα. Χωρίζουν μεταξύ τους όχι μόνο το έδαφος του κυτταροπλάσματος, αλλά διαίρεσαν επίσης σαφώς τις σφαίρες επιρροής. Organella νούμερο 1 - μιτοχόνδρια, μοιάζει με πλωτή φορτηγίδα. Εάν το μιτοχόνδριο τεμαχίζεται, η εσωτερική του δομή μοιάζει με μια στενή παράκτια λωρίδα αμμώδους παραλίας, στην οποία τα κύματα έχουν ξεσκονίσει παράξενες πτυχές. Τέτοιες πτυχές διαφορετικού πάχους (στα μιτοχόνδρια ονομάζονται κορυφογραμμές) τέμνουν ολόκληρο τον εσωτερικό χώρο των μιτοχονδρίων. Τα μιτοχόνδρια είναι οι σταθμοί ισχύος του κελιού. Συγκεντρώνουν ενέργεια, η οποία, όταν χρειάζεται, θα δαπανηθεί για τις ανάγκες του σώματος. Αυτές οι ενέργειες εσόδων και εξόδων πραγματοποιούνται από τον «κύριο ενεργητικό» του κυττάρου - τριφωσφορικό οξύ αδενοσίνης, συντομευμένο στο ATP. Επιπλέον, είναι ενδιαφέρον ότι τόσο οι άνθρωποι όσο και τα βακτήρια αποθηκεύουν αποθέματα ενέργειας στο ίδιο μόριο - στο ATP. Όταν υπάρχει ανάγκη για ενέργεια - για ένα άτομο, ας πούμε, για μυϊκή εργασία, για μιμόζα - για κυλιόμενα φύλλα, για πυγολαμπίδες - για λάμψη, σε ψαροτούφεκο - για το σχηματισμό ηλεκτρικού φορτίου - αιτήματα έρχονται στο μιτοχόνδριο και μικροί αποστολείς - ειδικά ένζυμα που διαχωρίζονται από ένα μεγάλο μόριο ATP ένα ή δύο τεμάχια - μια ομάδα ατόμων που περιέχουν φωσφόρο. Τη στιγμή της διάσπασης, απελευθερώνεται ενέργεια. Ηλεκτρονικές μικροσκοπικές φωτογραφίες κυττάρων που έχουν ληφθεί πριν από αρκετά χρόνια δείχνουν ξεκάθαρα το δίκτυο που εκτείνεται από τον πυρήνα έως τη μεμβράνη - μια ολόκληρη συλλογή σωληναρίων, μαστιγίων, μεμβρανών, σωληναρίων. Ακόμα και πριν από 30 χρόνια, όταν η γνωριμία με το κελί μπορούσε να πραγματοποιηθεί μόνο μέσω της διαμεσολάβησης ενός φωτός μικροσκοπίου, κανείς δεν είδε πραγματικά το δίκτυο.Παρ 'όλα αυτά, οι επιστήμονες θεώρησαν ότι υπήρχε «κάτι» εδώ, και έσυραν επίμονα κάποια κύτταρα στο κελί. Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο είδε αυτό που είχαν προβλέψει οι επιστήμονες: αποδείχθηκε πραγματικά ένα δίκτυο και ονομάστηκε ενδοπλασματικό, δηλαδή ενδοπλασματικό. Αυτό το δίκτυο περιβάλλει σφιχτά τον πυρήνα, τα μιτοχόνδρια και τα οργανίδια που δεν μας γνωρίζουν ακόμη - ριβοσώματα. Τα ριβοσώματα είναι εργοστάσια πρωτεϊνικών κυττάρων. Όλα τα ζωντανά είδη παρέχονται με τα προϊόντα τους. Δεδομένης της στρατηγικής σημασίας αυτών των εγκαταστάσεων, η φύση έχει διασφαλίσει ότι η εργασία εκεί λειτουργεί ομαλά. Η παραγωγικότητα του εργοστασίου πρωτεϊνών είναι τεράστια: ανά ώρα λειτουργίας, κάθε ριβόσωμα συνθέτει περισσότερη πρωτεΐνη από ό, τι ζυγίζει.
Τα χρωμοσώματα βρίσκονται στους πυρήνες όλων των ζωντανών όντων: βακτήρια, φυτά, ζώα. Τα ανθρώπινα χρωμοσώματα φαίνονται διαφορετικά από, για παράδειγμα, έναν σκώρο, αλλά παντού εξυπηρετούν την ίδια υπηρεσία: ελέγχουν τη σύνθεση πρωτεϊνών. Στα χρωμοσώματα βρίσκονται τα μόρια δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος - DNA -. Περιλαμβάνουν, όπως ένα βιβλίο μαγειρικής, συνταγές για την προετοιμασία μιας τεράστιας ποικιλίας πρωτεϊνών που χρησιμοποιούνται για τις ανάγκες του ίδιου του κυττάρου και για «εξαγωγή». Η φυσιολογική λειτουργία του σώματος βασίζεται στην αυστηρή ειδικότητα δεκάδων χιλιάδων πρωτεϊνών. Για να διατηρήσετε το πρόσωπό σας σε αυτήν την αναταραχή, πρέπει να θυμάστε τη δική σας δομή καλά. Οι ίδιοι οι σκίουροι δεν τον θυμούνται. το κύτταρο το κάνει για αυτούς με τη βοήθεια του DNA. Ένα από τα μόριά του αποθηκεύει τη δομή δεκάδων πρωτεϊνών. Κάθε χρωμόσωμα απελευθερώνεται μια αυστηρά καθορισμένη ποσότητα DNA για έναν δεδομένο οργανισμό. Το DNA στο χρωμόσωμα συσκευάζεται πολύ σφιχτά: το μήκος του χρωμοσώματος μετράται σε χιλιοστά του χιλιοστού και το μήκος των μορίων DNA που τοποθετούνται σε αυτό είναι σε μέτρα. Τώρα, όταν θεωρούμε ένα αδρανές, μη διαιρούμενο κύτταρο, τα χρωμοσώματα είναι πολύ κακά ορατά: λειτουργούν και γι 'αυτό πρέπει να μεγιστοποιήσουν την επιφάνειά τους - τεντώνουν και επομένως στενεύουν. Ωστόσο, αυτή η ώρα δεν διαρκεί τόσο πολύ (για εμάς) - μόνο 10-20 ώρες. Μετά από μια περίοδο έντονης εργασίας, το κελί αρχίζει να προετοιμάζεται για διαίρεση. Τα χρωμοσώματα προετοιμάζονται επίσης για αυτό: στρίβονται, πυκνώνουν και ευθυγραμμίζονται όλα σε ένα επίπεδο - αυτή τη στιγμή είναι εύκολο να τα δείτε. Όταν ο αναγνώστης φτάσει στην περιγραφή της διαίρεσης των κυττάρων, τα χρωμοσώματα θα είναι σαφώς ορατά και εμείς, επωφελούμενοι από αυτό, θα τα πούμε με περισσότερες λεπτομέρειες. Αυτό είναι το τέλος της εκδρομής μας στο κυψελοειδές εσωτερικό. Αλλά αυτό δεν σημαίνει καθόλου ότι έχουμε εξαντλήσει το κελί. πολλές από τις λεπτομέρειες παρέμειναν εκτός της προσοχής μας. Αλλά έχουμε επιλέξει το κύριο πράγμα, κάτι χωρίς το οποίο θα είναι δύσκολο να συνεχίσουμε την πορεία προς τον τελικό μας στόχο. Και, προχωρώντας σε αυτό ένα ακόμη βήμα, πρέπει να αφαιρέσουμε από αυτό το κεφάλαιο μια σαφή ιδέα για τις τρεις δομές του κυττάρου - τον σταθμό παραγωγής ενέργειας, το εργοστάσιο πρωτεϊνών και το χρωμόσωμα. Εάν ο αναγνώστης το κατάλαβε, πήρε ένα πέρασμα στο επόμενο κεφάλαιο. Azernikov V.Z. - Ο κωδικός που λύθηκε Παρόμοιες δημοσιεύσεις |
Το 1665, ο Άγγλος Robert Hooke δημιούργησε μια συσκευή που ονομάζουμε μικροσκόπιο. Όπως κάθε περίεργο άτομο, και οι επιστήμονες διαφέρουν από ένα απλό θνητό μεταξύ άλλων πλεονεκτημάτων και αυτής της ποιότητας, ο Hooke άρχισε να εξετάζει ό, τι ήρθε στο χέρι μέσω ενός μικροσκοπίου.
Το σύγχρονο σχήμα της δομής του κυττάρου, βασισμένο σε ηλεκτρονικές μικροσκοπικές παρατηρήσεις: 1 - πυρήνας. 2 - πυρήνας; 3 - πυρηνικός φάκελος · 4 - κυτταρόπλασμα; 5 - centrioles; 6 - ενδοπλασματικό πρόγραμμα 7 - μιτοχόνδρια 8 - κελύφος κυττάρων.
Για το σκοπό αυτό, απομονώνει μερικά από τα πιο επιθετικά μόρια από τα πιθανά θύματά τους - εξαπλώνει τα μόρια σε διαφορετικές "γωνίες" του κυττάρου - ή, σε ακραίες περιπτώσεις, ταπεινώνει τη χημική τους επιθυμία. Από την άποψη της φύσης, αυτό γίνεται πολύ έξυπνα και απλά (εάν κάποιος προσπαθούσε να εφαρμόσει την ίδια τεχνική στα χημικά εργαστήρια, πιθανώς κανείς δεν θα τολμούσε να το ονομάσει απλό). Τι θα έκανε ο καθένας από εμάς εάν χρειαζόταν να τοποθετήσει μια γάτα και ένα σκύλο στο ίδιο δωμάτιο; Φυσικά, θα μουτζούριζε το σκυλί. Λοιπόν, μερικές φορές το κύτταρο κάνει το ίδιο - «βάζει» ένζυμα - ουσίες που διέπουν όλες τις αντιδράσεις στο κύτταρο, «περιοριστικά» μόρια που κλείνουν τις ενεργές θέσεις των ενζύμων.
Όμως, όπως κάθε επιχείρηση, τα ριβοσώματα λειτουργούν υπό αυστηρή, απαράδεκτη ηγεσία. Οι παραγγελίες προέρχονται από τον πυρήνα, από τον κύριο ελεγκτή της πρωτεϊνικής σύνθεσης - το χρωμόσωμα.
| Στέπαν Πέτροβιτς Κράσεννικοφ | Δύναμη της Γης |
|---|
Νέες συνταγές
