Мир клетки. Часть третья.

клетка

Микросомы значительно меньше митохондрий, потому и изучены они несколько хуже. По всей вероятности, каждая микросома напоминает гранат, она также заполнена «зернами». Размер их 100—150 ангстрем. Оказалось, что микросомы активно синтезируют белок. Как же происходит этот таинственный процесс, который уже много лет стремятся постичь ученые? Исследования последних двух-трех лет позволили представить себе в грубых чертах один из возможных вариантов синтеза. Это крупнейшая победа биохимии.

Процесс синтеза начинается как бы с доставки участников к месту работы. Вначале вступает в действие фермент, который, как говорят, активирует аминокислоты — необходимую составную часть белка. Аминокислоты, используя фермент как «ступеньку», вскакивают на «коня» — соединение, которое биохимики ввиду его очень длинного названия (аденозинтрифосфорная кислота) называют просто — АТФ. Этот конь везет их к «грузовику» — рибонуклеиновой кислоте. Как только аминокислота попала в «грузовик», то есть соединилась с рибонуклеиновой кислотой, он трогается и везет аминокислоту к микросомам, которые являются чем-то вроде центрального сборного пункта. Здесь для молекулы аминокислоты приготовлено свое место, куда и сажает ее рибонуклеиновая кислота.

Молекулы аминокислот одна за другой выстраиваются в определенном порядке на поверхности рибонуклеиновой кислоты микроом. (Дело в том, что в клетке две рибонуклеиновых кислоты: маленькая используется как «грузовик», а большая — как место сбора аминокислот в микросомах). Затем они каким-то образом соединяются между собой, образуя большую белковую молекулу. Как именно это происходит, мы до сих пор не знаем. Известно только, что в зависимости от свойств поверхности, где происходит «парад» аминокислот, они будут выстраиваться в той или иной последовательности.

Вместе с количеством и пропорцией подвезенных аминокислот эта последовательность и должна определить, какой белок будет синтезирован. А рибонуклеиновая кислота тем временем возвращается обратно для того, чтобы АТФ подвезла к ней новую, следующую молекулу аминокислоты. И процесс повторяется вновь.

Итак, мы видим, что митохондрии снабжают клетку энергией и выполняют множество других функций. Микросомы синтезируют белок и также, вероятно, производят кое-какие другие работы. Остается неясным, что же делает ядро?

Прежде чем ответить на вопрос, что делает ядро, давайте выясним, как оно устроено. Ядро клетки покрыто двухслойной пористой оболочкой, причем число пор может быть очень велико и доходить до 10 000. Через эти поры ядро сообщается с остальной частью клетки.

Форма его может быть разной, располагается ядро обычно близко к центру клетки. Внутренняя часть ядра — полужидкая, в ней находятся особые тельца, получившие название ядрышек. Они имеют вид клубка нити и состоят из белка и рибонуклеиновой кислоты. В этот плотный клубок включены пузырьки с жидким содержимым, размер и число которых не постоянны.

Ядра содержат также другие нитевидные образования, называемые хромосомами. Хромосомы обычно хорошо видны во время деления клетки. В промежутках между делениями они не обнаруживаются, и долгое время ученые думали, что они в это время исчезают. Но не очень давно при помощи электронного микроскопа удалось выяснить, что хромосомы постоянно находятся в ядре, и их даже удалось выделить из него. Химический состав ядра также изучен недостаточно. Выяснено, что оно состоит преимущественно из белков, в том числе обладающих ферментными свойствами, и нуклеиновых кислот двух видов.

На очень важный вопрос — чем же занимается ядро в клетке — пытаются ответить ученые многих стран, проводя самые различные эксперименты. Ядра выделяют из клетки и наблюдают за их деятельностью вне клетки. Изучают, как ведет себя «оперированная» безъядерная клетка.

Все эти и многие другие опыты убеждают, что роль ядра в жизни клетки очень многообразна, и до сих пор, вероятно, мы знаем не все его функции. Ядро каким-то еще неизвестным образом регулирует процессы, происходящие в остальной части клетки. Клетки с удаленными ядрами, хотя и могут существовать довольно длительное время, но не являются полноценными и жизнеспособными. Многие биохимические процессы в них извращены, а другие (синтез белка, например) в конце концов, совсем прекращаются, и клетки в итоге умирают. Ядро в этом смысле подобно диспетчеру, но «приказы» оно отдает не по телефону, а выделяя в цитоплазму разные вещества, например ферменты, рибонуклеиновую кислоту и другие, которые вмешиваются в жизнь клетки, согласовывают, направляют по нужному пути происходящие в ней процессы.

Но ядро — очень необычный диспетчер, хотя бы уже потому, что оно само производит много веществ, в том числе осуществляет и синтез белка. Обычные диспетчерские на заводах не занимаются, как известно, производством. Самое же главное, что ядро ведает делением клетки, то есть клеточным размножением. Клетки, лишенные ядра, как мы только что говорили, могут существовать довольно долго, но делиться они не могут.

Процесс деления клетки изучен и описан очень подробно. Его можно условно разбить на четыре этапа. Ядро клетки вначале сильно меняется, затем вообще исчезает, потом формируется два ядра, и наконец клетка делится. Все деление клетки происходит за несколько часов, некоторые же клетки могут делиться гораздо быстрее — всего за 15—20 минут. Но вся беда в том, что это — описание лишь внешних изменений, претерпеваемых ядром и клеткой. Что же касается того, почему эти изменения наступают, каков механизм происходящих процессов, то все эти вопросы остаются пока без ответа. Точно так же можно подробно описать движение паровоза, но, не зная его устройства, все равно не поймешь, почему он движется.

Бактерии, представляющие собой одноклеточные организмы, не имеют ядра. В то же время хорошо известно, что их размножение, происходит без описанных этапов, путем прямого деления клетки и очень быстро. В чем же здесь дело?

После долгих поисков было установлено, что хотя в микробах ядра как такового действительно нет, но вещество, из которого оно состоит, равномерно распределено по всей клетке. И оно все равно оказывает регулирующее влияние на клеточные процессы. С другой стороны и само содержимое клетки оказывает большое влияние на ядро. Оно не может существовать длительное время вне клетки. Нормально жить и развиваться клетка может только как единое целое. Все части ее взаимодействуют между собой и влияют друг на друга, так же как заводские цехи. Ведь если какой-либо из цехов закрыть, то завод не сможет полноценно работать.

Конечно, следует оговориться, что наша аналогия весьма грубая. На самом деле все происходящее в клетке намного сложнее. Правда, ее деятельность, так же как и производство на заводе, подчиняется обычным физическим и физикохимическим законам. Однако они проявляются в клетке в значительно более сложной и скрытой форме. Это и понятно: ведь в отличие от завода клетка живая, а значит ее жизнью управляют уже биологические законы, к познанию которых и должно привести изучение клетки и ее составных частей…

Автор: В. Тонгур.

P. S. О чем еще говорят британские ученые: о том, что дальнейшие биологические изучения строения клетки со временем могут привести к прорыву в области ботаники, даже появлению новых видов растений, из которых возникнут новые удивительные сады, среди которых особенно гармонично будет смотреться какой-нибудь красивый садовый шатер, приобретенный для семейного отдыха на природе.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *