Біоенергетика та її парадокси

Біоенергетика

Про перипетії, які зазнала біоенергетика в останні десять-п’ятнадцять років, написано чимало, і. я думаю, буде написано ще більше. Історія їх настільки ж повчальна, наскільки і захоплююча. Це яскрава ілюстрація тих процесів, які відбуваються рано чи пізно, мабуть, в будь-якій галузі науки. Кому не відомі тривалі періоди болісного застою, глибокого штилю, які, здається, з фатальною неминучістю час від часу виникають в будь-якій галузі науки. І дуже часто – не відсутність нових технічних засобів і недосконалість розроблених на той час методів були тому причиною. Ні, не вистачало свіжого вітру у вітрила, не вистачало яскравої і мудрої ідеї.

Хто не знає крилатого висловлювання великого Нільса Бора одному зі своїх співробітників, що прийшов до нього з новою ідеєю. «Ідея ваша, – сказав він, – недостатньо божевільна, щоб бути вірною».

Важко уявити, щоб в ті самі часи, коли Бор журив свого співробітника, знайшлося б багато людей, які всерйоз замислювалися про необхідність уяви у біолога. І зараз біологія ще залишається багато в чому описовою. Але таємничий світ, прихований за тонкою оболонкою клітини, може відкритися тільки експериментатору. Експеримент, подібно до скальпеля хірурга, розкриває клітинну мембрану і дає інформацію про процеси, які не можна ні побачити, ні помацати. Біохімічні експерименти, що вражають своєю дотепністю і витонченістю, багато розповіли нам про життя клітини, про перетворення органічних молекул, про склад внутрішньоклітинних органел і багато, багато іншого. Але чим глибше вчені вторгалися в світ клітини, чим менше ставали досліджувані ними об’єкти, тим заплутаніше поставав перед ними цей світ, тим нез’ясовніше ставали експериментальні факти.

Тлумачення багатьох біохімічних процесів ставало неможливим без вторгнення в світ молекул, в світ складових їх частинок. І ось тут біохіміків часто підводила нестача уяви. Утворився дефіцит «божевілля».

Далі буде розказано про один з доказів – назвемо його «парадокс Бора», – здобутий у світі біоенергетики.

Електричний переворот у біоенергетиці

Я думаю, не знайдеться жодної людини, навіть вельми далекої від науки, яка не уявляла би собі значення енергії для життя. Образно кажучи, енергія – кров життя, її рушійна сила. Ось чому проблеми енергозабезпечення живого хвилювали вчених вже на зорі становлення біології. Біоенергетика, рідна дочка біохімії, з’явилася на білий світ не без участі хімії та фізики. Будучи колективним дітищем, вона розвивається на самому стику цих фундаментальних наук. Предмет її – дослідження механізмів перетворення енергії в живих клітинах – має не тільки чисто науковий інтерес. Вчені всерйоз сподіваються, що розуміння деталей таких механізмів дасть потужний стимул до розвитку медицини та енергетики — далеких одна від одної практичних наук.

Більше двадцяти років, розмірковуючи про шляхи трансформації енергії в клітині, вчені малювали схеми, що мають більшу схожість з математичними рівняннями з багатьма невідомими, ніж з біохімічними формулами. Їм здавалося, що енергія, що виділяється в живій клітині при окисленні поживних речовин, або енергія Сонця, засвоювана клітиною при фотосинтезі, перетворюється в енергію вже, вірно, знайомого читачеві універсального донора енергії — АТФ через якогось високоенергетичного його попередника, так званого інтермедіата окисного фосфорилювання, або інакше синтез АТФ. Без такої проміжної ланки рівняння не зрівнювалися.

Інтермедіат відповідно до «хімічних» схем накопичував енергію окислення або сонячну енергію і віддавав її на синтез АТФ. Формули з його «участю» були акуратні, навіть витончені і прості у вживанні. Начебто мета близька: знайти інтермедіат, охарактеризувати його — і можна підвести завершальну риску під загальним рівнянням перетворення енергії в клітині.

Йшли роки, а таємничий «Містер Ікс» ніяк не потрапляв в мережі, які розставили для нього біоенергетики в усьому світі. Більше того, він процвітав і навіть… плодився. Так, це було саме так, оскільки для пояснення багатьох експериментальних даних доводилося вводити додатково цілий ряд високоенергетичних невідомих. З’явилися «містери Ігрек і Зет». Мабуть, якби справа тривала таким чином, то біоенергетиці загрожувала, крім усього іншого, перспектива задихнутися в недостатньо великих для неї межах латинського алфавіту. Але не тільки це викликало загальний подив. Вирішальний експеримент, суть якого повинна полягати в затриманні і визначенні «особистості» цих невідомих, ставав все більш ілюзорним.

Прірва між початком схеми та її кінцем продовжувала збільшуватися. Інакше і не могло бути. Результатів з’явилося багато, і результатів часто суперечливих. І для кожного з них необхідно було відшукати своє місце на загальній схемі. А загадковий Ікс щоразу зникав в той момент, коли, здавалося б, він повинен був бути спійманий. У нього виявилося надійне прикриття – виняткова гнучкість, рухливість, якою він і зобов’язаний був володіти, виходячи з теоретичних міркувань.

Ніщо не могло похитнути загального песимізму. На морі біоенергетики встановили штиль. Рух думки завмер.

І як би добре сказати в цьому місці: «але ось виступив Мітчел…» Мітчел дійсно виступив. В англійському журналі «Природа» з’явилася його невелика робота, в якій він викладав основні положення свого «хеміосмотичного» принципу енергетичного сполучення — того, як, в його розумінні, енергія поживних речовин або Сонця переходить в енергію АТФ. Але, на жаль! Бурі не сталося. На статтю в «Природі» практично не звернули уваги. Ніхто всерйоз не сприйняв нові ідеї. Настільки незвичайні вони були.

До того часу було вже добре відомо, що окислення поживних речовин йде в мітохондріях. Був відомий і головний функціонер окислення – дихальний ланцюг, тобто комплекс ферментів, з’єднаних послідовно і вмонтованих у внутрішню мембрану мітохондрій. Електрони, що відщеплюються від поживних речовин, пробігають по дихальному ланцюгу, щоб з’єднатися в кінці з киснем і утворити воду. В процесі свого руху багаті енергією електрони поступово її втрачають; вона підхоплюється особливим ферментом, вбудованим в ту ж мембрану,— АТФ-синтетазою, що синтезує АТФ. Ось тут-то, між дихальним ланцюгом і АТФ-сннтетазою, і переховувався загін невідомих.

Ви помітили: події розгортаються в мембрані! Це сприймалося майже як курйоз. Жодна із запропонованих схем енергетичного сполучення не враховувала такого непорушного факту. Ніхто не міг толково пояснити необхідність мембрани в енергетичній справі. Але, нарешті, знайшовся дослідник, який поставився до внутрішньої мембрани мітохондрій всерйоз. Мембрана у нього – головна дійова особа, а не просто вмістилище ферментів. Побудовані з білків і фосфоліпідів – жироподібних речовин, мембрани, як відомо, можуть виконувати масу корисних функцій. І головна серед них — функція поділу, розмежування різних обсягів. Мембраною клітина захищає себе від зовнішнього середовища. Двома мембранами захищають мітохондрії свою внутрішню кухню від цитоплазми. Одне з найцінніших якостей різних мембран — їх селективність, здатність пропускати одні речовини і служити надійною перешкодою для інших.

Для обґрунтування своєї гіпотези Мітчел врахував всі найважливіші властивості біологічних мембран і, крім того, продумав ту архітектуру, якою повинні володіти мембрани, що сполучають перенесення електронів з синтезом АТФ. Можна сказати, що у внутрішній мембрані мітохондрій Мітчел навів зразковий порядок. Ферменти дихального ланцюга зайняли в ній свої певні місця.

Отже, визначивши головну дійову особу і місце основних подій, Мітчел представив, як ці події можуть розвиватися. Оскільки дихальний ланцюг тепер не на правах «бідної родички», а на правах «господині», то і займає він всю товщу мембрани, а не тулиться на її поверхні. Це дуже важливе припущення, так як в такому випадку ферменти дихального ланцюга повинні переносити електрони з однієї поверхні мембрани на її іншу поверхню. Таким чином, при окисленні молекули живильної речовини виділяється хімічна енергія, що перетворюється в енергію електричну. Приблизно так, як це відбувається на будь-якій тепловій електростанції при спалюванні палива. Тільки генератор в мітохондріях – дихальний ланцюг. Більш того, по Мітчелу, кожен з ферментів дихального ланцюга — мініатюрний генератор електричного струму, здатний самостійно зарядити мембрану.

Та буде! – скажете ви. – Бачена справа: білки, адже саме з них складається дихальний ланцюг – генератори електрики. Чи не з області це фантастики? Хвилину терпіння!

Міркування тривають. Отже, дихальний ланцюг зарядив внутрішню мітохондріальну мембрану подібно конденсатору. Стоп! Якщо аналогія з конденсатором, то?.. Так-так, ми пам’ятаємо, що між обкладинками конденсатора розташовується ізолюючий шар. Це очевидно, інакше б потенціал не зміг втриматися. Найменше порушення ізоляції – і пробій, розряд електричного струму. Значить, мембрана повинна бути ізолятором, і перш за все — для носіїв електрики. Усередині мембрани повинен бути так званий гідрофобний бар’єр, що забороняє зарядженим частинкам переходити мембрану де їм заманеться. Ще один найважливіший постулат.

А що ж далі? Ми вже знаємо, скільки корисних функцій може забезпечити мембранний потенціал своєю енергією. А як же АТФ? Яким чином можна вирішити проблему її синтезу, якщо мембранний потенціал дійсно існує? І знову все просто: на наступному етапі електричний потенціал, досягнувши певної величини, включає роботу АТФ-синтетази. Електрична енергія знову перетворюється в хімічну, в енергію АТФ.

Навіть висловлені в загальному вигляді, ці ідеї відкривали широкі можливості для їх доведення або спростування. Не так-то просто зробити розумне припущення, але не менш складно знайти шляхи до його спростування або доказу. Припущення Мітчела відрізнялися завидними властивостями. Будь-яке з них піддавалося експериментальній перевірці. Але навіть це не стимулювало в ту пору активність експериментаторів.

Минуло п’ять років. Повернувшись після тривалої перерви до занять біоенергетикою, Мітчел з подивом виявив, що його ідеї не знайшли ніякого відгуку. Вчений приймається за експерименти сам. Кілька місяців роботи – і на столі результати, що вказують на існування мембранного потенціалу у мітохондрій. Так було закладено перший камінь у фундамент нового уявлення про перебіг енергетичних процесів у клітині хеміосмотичної теорії енергетичного сполучення.

Але і це не все. Вчений приходить до висновку, що принцип сполучення єдиний не тільки для мітохондрій, але і для хлоропластів рослин, для фотосинтетичних бактерій і водоростей.

За Мітчелом у фотосинтетиків сонячна енергія також перетворюється в електричну і використовується за призначенням. Фактично так, як це відбувається в мітохондріях. Так що ж? Ще одна уніфікована форма енергії в клітині? Поряд з АТФ? А чому б і ні?! Електрична енергія, як ми знаємо, має масу переваг. Електрику, при наявності особливих трансформаторів, можна легко перетворити в інші види енергії — в теплову і в хімічну. Її легко передавати на далекі відстані. І чому б клітині не скористатися цими перевагами?

Білкові електростанції

Як ви вже помітили, гіпотеза Мітчела стоїть на одному-єдиному киті – мембранному електричному потенціалі. Природно тому до нього і основна увага прихильників Мітчела і його лютих супротивників.

Пройшли роки… І цілеспрямовані пошуки мембранного потенціалу не пропали даром. У багатьох лабораторіях світу накопичувалися непрямі дані, що вказують на його існування. А найбільш вражаючі результати були отримані вченими в лабораторіях В. П. Скулачева і Е. А. Лібермана.

Здається, в мембранний потенціал починали вірити. Але необхідні були ще більш наочні, ще більш прямі експерименти. І можливості для цього з’явилися. У лабораторії Е. Ракера, в США, запропонували метод, який дозволив досліджувати ізольовані білки дихального ланцюга окремо — в штучних мембранних бульбашках. А ось мембранний потенціал там вдалося зареєструвати тільки непрямим методом. Потенціал начебто утворювався. Але це «начебто»! Воно недостатньо, щоб зломити невіру вчених. Здається, немає більш недовірливих людей.

Справжня вдача супроводжувала співробітникам В. П. Скулачова. Метод, який вдалося розробити, простий, наочний і універсальний…

Незвичайна суєта і безлад вразили одного разу мене, коли я прийшов в лабораторію в звичайну годину. Море світла і переплетені змії проводів. Постійні мешканці наших кімнат розчинилися серед незнайомих енергійних людей. Незабаром стало ясно, що знімається невеликий телевізійний фільм про білкові генератори електричного струму. Режисерові необхідно відобразити на плівці мембранну електрику. Ми розводимо руками: побачити електрику ще нікому не вдавалося. Можна побачити тільки її прояви. Наприклад, рух стрілки вольтметра.

До приладу попросили встати мене. Прилад цей містив два відсіки з електролітом. У них опускають по електроду. А до крихітного отвору, який, немов віконце, з’єднує відсіки, я підношу краплю розчинених фосфоліпідів: швидкий рух — і отвір закривається плоскою плівкою-мембраною. Стрілка вольтметра стрімко відповідає на цю подію – встановлюється різниця потенціалів. Чую, як за спиною застрекотала камера. Тепер головне – в один з відсіків вношу невидимі оку мембранні бульбашки, що містять один з ферментів дихального ланцюга мітохондрій… А тепер потрібно трохи почекати, поки вони пристануть до плоскої мембрани.

Я відійшов від приладу. І яке ж було обурення режисера, який дізнався про майбутню паузу! Знімальна група, як завжди, не могла чекати. Потрібно було щось робити. Розраховуючи більше на диво, ніж на торжество науки в цьому маленькому експерименті, додаю трохи речовини, здатної стимулювати перенесення електронів через модель мітохондрії. І роблю це, мабуть, не дуже обережно. Плоска мембрана рветься, і стрілка вольтметра стрімко повертається до нуля. За радісними вигуками за спиною відчуваю – це всіх цілком влаштувало. Шум за спиною змовкає. Задоволена знімальна група переносить свої аксесуари в іншу кімнату.

Залишившись один, в спокійній обстановці, знову закриваю отвір в осередку мембраною, чекаю належний час після додавання іонів кальцію (вони сприяють прилипанню бульбашок з ферментом), даю в осередок джерело енергії, що включає потік електронів в ферменті, і спостерігаю дійсну генерацію електричного потенціалу.

…Типовий наш експеримент виглядав майже таким, яким його зняли для телевізійного «шоу». На жаль, за кадром залишилася найбільш важка частина роботи: виділення, очищення ферментів і реконструкція їх властивостей. Терпіння увічнити не так-то просто.

І ось виявилося, що будь-який з ферментів дихального ланцюга мітохондрій, взятий окремо, працює як мініатюрний генератор електричного струму. Більш того, міні-електростанцією стає і АТФ-синтетаза, якщо їй дати АТФ. Працюючи в зворотному режимі, АТФ-синтетаза утворює мембранний потенціал. Все як передбачив Мітчел. Ідея про існування білкових генераторів електрики в живій природі підтвердилася!

І менш переконливі докази – зі світу фотосинтетиків!

Для чого потрібне сонячне світло?

…Це неможливо забути. Видовище, повірте, фантастичне! Безодня сонячного світла. Жовті безмежні дали. Серед випалених пісків, немов соковиті орхідеї, червоно-фіолетові озера. Одне, два, на багато кілометрів… Що це фрагмент марсіанського пейзажу? Ні-ні, всього лише шматочок каліфорнійської пустелі. А фіолетовість в каліфорнійських озерах – від галофільних бактерій, що обожнюють солону воду. Клітинні мембрани цих бактерій нашпиговані вражаючим твором природи – бактеріородопсином, що вельми нагадує за своїми властивостями зоровий родопсин в наших очах. Ось тільки функція у нього виявилася надзвичайно специфічною… І зовсім не ясною.

фіолотове озеро в Каліфорнії

Здається, зовсім вже неймовірно уявити собі «мікробний зір», і все ж знаходилися гарячі голови, які висловлювали такі припущення для пояснення функції бактеріородопсину. На жаль, дійсність виявилася далекою і від цих сміливих припущень.

Всілякі дослідження бактеріородопсину проводив професор В. Стокеніус з Каліфорнії. Висвітлюючи якось суспензію пурпурних бактерій і паралельно вимірюючи концентрацію іонів водню в ній, вчений звернув увагу на таємничу появу протонів в середовищі, в якому плавали бактерії. Після вимкнення світла іони водню зникали. Не зовсім твердо уявляючи собі можливе пояснення цього явища, Стокеніус поділився своїми спостереженнями з В. П. Скулачовим, з яким щаслива доля звела його на одній з міжнародних конференцій.

Як розповідав Володимир Петрович, сумнівів у нього практично не було: на мембранах бактеріальних клітин явно з’являвся електричний потенціал. Сліди вели до нього… А бактеріородопсин під дією сонячного світла працював, як потужний насос, перекачуючи іони водню з одного боку мембрани на її іншу сторону. Це було щось абсолютно унікальне. Це було відкриття «безхлорофільного фотосинтезу»! Отже, ставало зрозумілим, навіщо галофільним бактеріям потрібен бактеріородопсин. Для них цей білок був свого роду паличкою-виручалочкою. У несприятливих умовах середовища він стає єдиним джерелом їх існування.

Так, але це стало очевидним лише пізніше. А тоді припущення Стокеніуса і Скулачова потребували капітальної перевірки. І вона відбулася. Повернувшись із США, Володимир Петрович ініціював вивчення енергетики бактеріородопсину. Виділення, реконструкція та вимірювання електричних властивостей його показали — це теж молекулярний генератор електричного струму!

Чудо-білок виявився разюче стабільним. В ізольованому вигляді він міг стояти в банку в холодильнику місяцями і залишатися активним. А бактеріородопсинові мембранні бульбашки, приклеєні до плоскої мембрани, працювали годинами, цілодобово, змушуючи стрілку вольтметра мчати за край шкали, а перо самописця, записуючого показання приладу, — за край паперової стрічки. При освітленні бульбашок потенціали досягали 200, 250 і більше мілівольт! Працювати з бактеріородопсином було приємно.

Особливо успішно пішла робота після того, як в групі Л. А. Драчева А. Кауленом і А. Семеновим був застосований замість мембран фільтр, просочений фосфоліпідами. Якщо раніше мембрана частенько «вередувала», в будь-який момент могла підвести, порватися, закресливши тим самим багатогодинні зусилля, то фільтр виявився надійним помічником.

Час його життя – майже необмежений, надійність — майже стовідсоткова. Прояснювалися і перспективи досліджень «бактеріородопсинової енергетики». Очевидно, мембранні фільтри з бактеріородопсином, включені послідовно, можуть скласти прекрасну батарею. Виставляй таку батарею на балкон в сонячний день і запасай про запас електрику!

Використовуючи методи та ідеї, запропоновані Л. А. Драчевим і його співробітниками в лабораторії В. П. Скулачева, бактеріородопсинову батарею зібрав в Каліфорнійському університеті Л. Пакер. (Благо, не довелося далеко ходити за бактеріородопсином!)

Електрична лампочка, підключена до такої батарейки, горіла 90 хвилин. Виявилося, крім того, що ця система зберігала свою «боєздатність» протягом шести місяців. І хоча зараз ще досить далеко до бактеріородопсинових електростанцій де-небудь в Каракумах або в Каліфорнії, але це вже не фантастика.

…А як йшли справи у інших, звичайних фотосинтетиків, які не володіють настільки екзотичною енергетикою? Відповідь на це питання була отримана нами спільно з М. Ільїною і В. Самуїловим.

Марина вийняла з хлоропластів листя гороху фрагмент фотосинтетичного ланцюга переносу електронів, а Віталій розібрав на частини енергетичні органели бактерій. Його метою було отримання реакційних центрів – того самого святилища, куди потрапляє сонячне світло. З отриманих препаратів ми спорудили штучні мембранні бульбашки – спрощені моделі енергетичних систем. І всі вони працювали.

Використавши прямий метод вимірювання мембранного потенціалу в ній, ми переконалися – «аксіома Мітчела» діє і тут, а у нас в руках ще два молекулярних генератора електричного струму.

І ось тепер стало ясно, для чого рослинам потрібне сонячне світло. Ви, звичайно, здогадалися – щоб робити електричний мембранний потенціал! Створювати акумулятор енергії.

Немає ніяких сумнівів, що доказ існування цього явища, що став зараз абсолютно очевидним, відкриває багатообіцяючі горизонти. І перш за все в області сонячної енергетики: енергетична криза… Важко знайти газету, в якій би не містилися матеріали з цієї злободенної для всього людства проблеми. Підраховуються паливні ресурси, досліджуються норми споживання, будуються похмурі прогнози. Вчені все частіше звертають свою увагу на нові, нетрадиційні джерела енергії. І, звичайно, на Сонці. Практично вся енергія на Землі від нього, нашого денного світила. І, тим не менш, ми майже не вміємо використовувати те, що щедро воно дарує нам щодня. Використання апарату біосинтезу, що з високою ефективністю перетворює енергію сонячного світла в електричну, або, можливо, принципів його функціонування, якщо вони будуть зрозумілі, очевидно, дозволить вирішити нам цю проблему.

ЛЕП – в клітині?

Багато хто, мабуть, бачив барвисті схеми енергосистем. Від яскравих лампочок-електростанцій в різні боки розбігаються миготливі змійки ліній електропередачі. Від джерела електрики – до її споживачів. Для електрики не існує відстаней, звичайно, при наявності електропроводів.

Думка про те, що мембранна електрика — форма енергії, ідеальна для її транспорту в клітині, була висловлена вперше В. П. Скулачевим. У той час від цієї ідеї відмахнулися. Ще косо дивилися на саму можливість існування мембранного потенціалу.

І все ж її не забули. А після остаточного доказу буття білкових електростанцій проблема передачі електричної енергії на великі відстані (звичайно, в масштабах клітини) стає як не можна більш актуальною. І не тільки у вигляді АТФ.

…Пекельні труднощі долають речовини під час свого руху в товщі клітини. Цитоплазма її найменше нагадує парк з чистими, прямими доріжками, з акуратно підстриженими газонами. Це скоріше неходжена карстова печера, де кожен крок мандрівника – подолання самого себе. На шляху всіх молекул, і зокрема молекул поживних речовин, – безодня перешкод: мільйони інших молекул, численні мембрани, що заповнюють цитоплазму і розсікають її на різні відділи. Ті ж обмеження і для кисню – головного окислювача тварин і рослинних клітин.

І якщо якийсь з клітинних відсіків відчуває енергетичний голод, що може бути зручніше електрики для його швидкого задоволення: швидкість електричного струму, ми знаємо, величезна. Пробігши уздовж мембрани, минаючи всі перешкоди, він включить АТФ-синтетазу там, де це необхідно.

Так що ж може претендувати на роль ЄЕС і ЛЕП в клітині? Звичайно, мітохондрії! У них є все необхідне для цього. Але для того щоб перенести енергію електричного поля на відстані, співмірні з розмірами клітин, просто мітохондрій недостатньо, повинні існувати гігантські мітохондрії, які могли б перетнути клітину від одного краю до іншого. Ось і визначився об’єкт пошуку. Він починається не на порожньому місці. Прецеденти є. Гігантські мітохондрії часто знаходили в одноклітинних організмах. Не так давно були описані великі мітохондрії в клітинах печінки щура.

Складність такого роду досліджень – в необхідності проведення серійних зрізів клітин. Добре розглянути мітохондрію можна тільки під електронним мікроскопом, і для цього потрібно підготувати найтонший зріз тканини. Уявіть собі, що за картину ми побачимо в плані, якщо зробимо один-єдиний зріз, ну, скажімо… восьминога. Якщо зріз пройде через його щупальця, ми побачимо кілька круглих або овальних дисків, якщо через його тіло — один великий диск, в тому випадку, якщо зріз пройде під кутом, буде видно і те й інше. І в той же час жодна з цих картин не допоможе нам уявити справжній вигляд цього хижака.

Приблизно те ж саме траплялося і при зрізах клітини. Вони давали абсолютно різні відомості в поодинці в залежності від кута нахилу. Тільки паралельні і послідовні зрізи однієї клітини, від краю до краю, і подальша реконструкція обсягу на основі побаченого можуть дати дійсну картину.

А де ж шукати гігантські мітохондрії у тварини? Звичайно, в тих самих тканинах, в яких можуть виникнути труднощі з транспортом речовин, що беруть участь в енергетичних процесах. І перш за все — в м’язовій тканині. Клітини м’язів великі за розміром, енергії їм потрібно надзвичайно багато. Крім того, при інтенсивній роботі м’язів в центрі волокон може виникнути дефіцит кисню і поживних речовин, які поставляються разом з кров’ю.

В. П. Скулачов запропонував Л. Бакеевій, яка мала великий досвід в мікроскопуванні мітохондрій, досліджувати м’язові волокна діафрагми щура. Результати, отримані Бакеєвою, захопили уяву. А моделі – об’ємні моделі мітохондрій, які були створені на основі серійних зрізів, перевернули всі наші уявлення про тривимірну структуру мітохондрій м’язових клітин. Довгі, переплетені, розгалужені тяжі мітохондрій заповнили весь простір клітини. В окремих випадках це була явно одна мітохондрія, в інших — їх було кілька, і аж ніяк не десятки і сотні, як це вважалося раніше. Отримані дані дозволили авторам говорити про певну мітохондріальну систему в м’язовій клітині, про мітохондріальний ретикулум. І ще… Створюється враження, що починаються мітохондрії там, де багато харчування і кисню. Вражаючі збіги! І збіги чи?..

Поки немає достатніх підстав стверджувати, що транспорт енергії відбувається так, як це пропонує гіпотеза. Необхідні детальні експерименти. І все ж хочеться в неї вірити! Переворот в біоенергетиці триває.

Неймовірною здавалася гіпотеза Мітчела про те, що мембранний потенціал може безпосередньо забезпечувати рух у бактерій, без участі АТФ, за рахунок своєрідного електромотора. І ось А. Глаголєвим у відділі біоенергетики МДУ поставлені досліди, результати яких змушують і в це повірити. Несподіваним було припущення Л. Грінюса з Вільнюського університету про те, що мембранний потенціал бере участь в транспорті ДНК у бактерій. Але, тим не менш, отримані перші експериментальні вказівки. Світ біоенергетики, що змусив повірити в абсурдні «електротехнічні» ідеї…

Автор: А. Кондрашкин, кандидат біологічних наук.

Leave a Reply

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