Клітини – невидимі архітектори. Продовження.

клітина

Клітину можна порівняти з великим сучасним заводом. І дійсно, всередині мікроскопічної клітини так багато різних і складно влаштованих «цехів», а саме «виробництво» так чітко налагоджено, що цьому може позаздрити найсучасніше підприємство. І все-таки порівнювати клітину з заводом не зовсім вірно. Уявіть собі: завод на якийсь час припинив випуск продукції. Що ж, він все одно залишиться заводом: з його корпусами нічого не станеться. А ось клітина зупинити свою роботу не може. Для клітини працювати – значить жити. З точки зору фізики жити – це, перш за все, витрачати енергію.

Спробуйте повільно спалити аркуш паперу. Вам це навряд чи вдасться: папір або не буде горіти зовсім, або згорить досить швидко, як би повільно ви не підносили сірник. Хоча сірник підпалює маленький куточок листа, але тепла, що виділилося достатньо, щоб загорілися сусідні ділянки. Інша справа в живій клітині. Там кожна порція теплової енергії виділяється в дуже малих кількостях, нездатних руйнувати сусідні ділянки.

Ось в живу клітину надійшли молекули цукру і кисень, доставлений з повітря. «Повелителі вогню» – окислювальні ферменти взялися за справу. Перший фермент бере від молекули цукру два атоми водню і передає їх наступному. Цей другий передає їх третім, третій фермент – четвертому і так далі, поки водень не зустрінеться з киснем. Ферменти працюють як би по конвеєру, перемикаючи стрічку в будь-якому напрямку. А встановлені ці конвеєрні лінії в мітохондріях. Потреби в енергії у клітини настільки великі, що за останніми підрахунками в кожній мітохондрії діє від п’яти до десяти тисяч таких конвеєрних ліній.

Але в мітохондріях не тільки відбуваються реакції згоряння «палива» і вивільнення енергії. Мітохондрії ще запасають енергію, щоб використовувати її пізніше, подібно до того, як на електростанціях заряджають акумулятори. Але і це ще не все. Мітохондрії створюють білки і жири клітини.

Ну, а для чого клітині ядро? Візьмемо одноклітинну істоту амебу і видалимо з неї ядро. Деякий час вона буде ще рухатися, потім якби замре, округлятиметься, перестане реагувати на зовнішні подразнення і загине. Однак якщо, не чекаючи смерті амеби, ввести ядро назад, нормальна життєдіяльність її досить швидко відновиться. Цей дослід говорить, що клітина без ядра існувати не може. Що весь хід реакцій, що протікають в тілі клітини – цитоплазмі, якимось чином спрямовується і регулюється ядром.

Ядро виконує ще й роботу головного диспетчера. Воно регулює і направляє хімічні процеси, що протікають в протоплазмі клітини. Ми знаємо, що до складу ядра входять білки і нуклеїнові кислоти. Вони складають 95 відсотків ваги ядра, ними «укомплектований» головний диспетчерський пункт клітини. Молекули цих речовин мають дуже великі атомні ваги і надзвичайно складну будову. Але за складністю будови цих гігантських молекул вчені побачили певну закономірність. Виявилося, незалежно від того, що білків існує незліченна безліч (адже кожна тканина, кожна клітина має свої, тільки їй притаманні білки), всі їхні молекули побудовані з порівняно простих складових частин – блоків. Ці елементарні частинки отримали назву амінокислот. У природі існує трохи більше 20 різних амінокислот.

І саме вони забезпечують все різноманіття життя на землі. Можна сказати, що вся життєдіяльність клітин зводиться до того, щоб з амінокислот, що потрапляють з їжею в клітини, побудувати свої, тільки для даної клітини специфічні цеглини – білки. Процес цей протікає в мікросомах. Якщо говорити про клітину як про завод, то мікросоми – це лабораторія з виробництва білка. Знаходяться вони в протоплазмі, і кількість їх в клітині важко обчислити. У цих насилу видимих навіть в електронний мікроскоп частинках відбувається одне з найбільших таїнств живої природи – створення нових білкових молекул. Процес цей зараз багато в чому розшифрований.

Вже кілька років для науки перестало бути секретом, хто правильно вибудовує багаторазово повторювані амінокислоти. Це нуклеїнові кислоти. Їх відомо два види. Дезоксирибонуклеїнова кислота (скорочено її називають ДНК) і рибонуклеїнова кислота (РНК). Перша з них присутня тільки в ядрі клітини. Друга є і в ядрі і в цитоплазмі. Вона входить і до складу мікросом, тому ці найдрібніші органи часто іменують рибосомами, тобто тільцями, що містять рибонуклеїнову кислоту.

ДНК

Роль нуклеїнових кислот можна порівняти з роллю архітектора та інженера-будівельника, які в результаті спільних зусиль з купи цегли, каменю та інших матеріалів створюють нову красиву будівлю.

Але є ще одна «деталь» будови клітини, про яку не можна не розповісти. Це її оболонка. Якщо на справжньому заводі паркан має дуже мале відношення до самого виробництва і неважливо, з якого матеріалу він побудований, то клітинна оболонка – прямий учасник життя і роботи клітини. Вона повинна бути проникною для поживних речовин, води і кисню, що поступає у клітину, і для речовин непотрібних, відпрацьованих для шлаку. Але при цьому через оболонку не повинні виходити назовні речовини, необхідні самій клітині. Крім того, оболонка виконує і чисто механічну, захисну роль, оберігаючи ніжний вміст клітини від пошкоджень. Для цього необхідно, щоб вона була і досить міцною і досить еластичною. В оболонці відбувається безліч хімічних реакцій.

З якого ж матеріалу побудована ця чудова «огорожа»? Для дослідження взяли оболонки червоних кров’яних кульок – еритроцитів. Виявилося, що вони на дві третини складаються з жиру і на одну третину з білків. Проведений не так давно такий же аналіз оболонок клітин бактерій показав, що вони на одну третину побудовані з білків.

Ось ми з вами коротко познайомилися з тим, як працює жива клітина, з роллю і діяльністю її основних етапів. Однак у житті клітин є ще один дуже важливий період, про який ми нічого не сказали, але вивчення якого пов’язане з пізнанням самого дивного явища живої природи – явища спадковості. Про те, як клітини відтворюють самих себе, які механізми забезпечують цей процес і які важливі узагальнення для всієї біології, як науки про життя, були зроблені при вивченні цих механізмів, розповімо в майбутніх статтях.

Автор: Н. Лисогоров.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *