Hvad er et bur?

I 1665 byggede englænderen Robert Hooke en enhed, som vi kalder et mikroskop. Som enhver nysgerrig person, og forskere adskiller sig fra en simpel dødelig blandt andre fordele og denne kvalitet, begyndte Hooke at undersøge alt, hvad der kom til hånden gennem et mikroskop.

To år senere stødte han på en kork. Han lavede sit tyndeste snit og ... endnu en opdagelse. Den indvendige struktur af korken, der lignede en bikage, syntes for hans blik. Han navngav disse små celler "Celler", som på russisk betyder celler, reder, bikager, celler, med et ord, noget indhegnet, isoleret fra resten. Dette udtryk blev vedtaget af videnskaben, da det overraskende nøjagtigt afspejlede egenskaberne af elementære partikler af levende ting. Dette blev imidlertid klart meget senere. I mellemtiden opdager forskellige forskere celler i forskellige objekter. Ideen om universaliteten af ​​strukturen i levende materie er i luften.

Biolog efter biolog bekræfter: sådan en sådan levende organisme består af celler. Mængden af ​​observationer vokser. Lidt mere, og kvantitet skal blive til kvalitet. Det tog dog "lidt" næsten 100 år. Først i 1838-1839 besluttede botanikeren Schleiden og anatomisten Schwann at generalisere: "Alle levende organismer er sammensat af celler." At sige "alle", videnskaben tog mere end et århundrede, men dette er forskellen mellem summen af ​​observationer og den videnskabelige teori, der generaliserer dem.

Og alligevel kunne den cellulære teori endnu ikke betragtes som skabt. Det væsentlige punkt forblev uklart: hvor cellerne selv kommer fra. Biologer har gentagne gange observeret og endda beskrevet deres opdeling. Men det faldt aldrig nogen ind for, at denne proces er fødslen af ​​nye celler. En moderne forsker bemærkede med rette i denne henseende: "Observation anerkendes sjældent, hvis den tvinger os til at drage urimelige konklusioner, og udsagnet om, at hver celle opstår som et resultat af opdeling af en anden, tidligere eksisterende, syntes fuldstændig urimelig."

^{Det moderne skema for cellens struktur baseret på elektronmikroskopiske observationer: 1 - kerne; 2 - nucleolus; 3 - nuklear konvolut; 4 - cytoplasma; 5 - centrioler; 6 - endoplasmatisk retikulum; 7 - mitokondrier; 8 - celleskal.}

Og alligevel blev der i 1859 formuleret et "urimeligt" postulat, der lagde grundlaget for en ny cellebiologi: "Hver celle er fra en celle".

Robert Hookes mikroskop blev forstørret 100 gange. Det var nok at se buret. 300 år senere, i 1963, udvider et elektronmikroskop en celle 100 tusind gange. Dette er allerede nok til at overveje hende. Forskellen er, som fysikere siger, kun tre størrelsesordener. Men bag dem er en kompleks og vanskelig vej fra beskrivende biologi til molekylærbiologi, fra den første bekendtskab med cellen til en detaljeret undersøgelse af dens strukturer.

Figuren viser en celle set gennem et moderne elektronmikroskop. Læseren skal være tålmodig: hendes "opgørelse" følger nu.

Vi starter med skallen. Hun er en burskik. Skallen overvåger nøje, at stoffer, der er unødvendige i øjeblikket, ikke trænger ind i cellen; tværtimod kan de stoffer, som cellen har brug for, stole på dens maksimale hjælp. Kernen er placeret omtrent i midten af ​​cellen. Hvad det "flyder" i er cytoplasmaet, med andre ord indholdet af cellen. Desværre er der lidt, vi kan tilføje til dette langt fra udtømmende definition. Vi kan ikke engang besvare de mest elementære spørgsmål utvetydigt. Flydende cytoplasma eller fast stof? Både flydende og fast. Bevæger sig noget i det, eller er alt på plads? Og det står og bevæger sig. Er det gennemsigtigt eller uigennemsigtigt? Ja og nej. Hvilken del af cellen optager den? Fra en procent til nioghalvfems. Alt er klart, ikke?

Ikke desto mindre er svarene korrekte. Det er bare, at cytoplasmaet er usædvanligt foranderligt, det reagerer på de mindste ændringer i miljøet. Stik en enkeltcellet amøbe med en nål, og du vil (selvfølgelig under et mikroskop) se en masse ændringer. Cytoplasmas bevægelse, dets gennemsigtighed, viskositet vil ændre sig, celleformen vil ændre sig. I et ord, handle på nogen måde på cytoplasmaet, og du vil se: det vil helt sikkert reagere på en eller anden måde.

I cytoplasma, opløst en enorm mængde af forskellige? kemiske stoffer. I den slutter mange af dem deres rejse, og de begynder ofte ved vores bord. Vi salter suppen - derfra kommer bordsalt ind i buret. Vi lægger sukker i te - det når også cytoplasmaet, men på den måde nedbrydes det i halve til glukose og fruktose. Vi spiser frugt og grøntsager - vitaminer fra dem migrerer ind i cytoplasmaet. Endelig indeholder en celle altid et stort sæt forskellige proteiner. Alle disse stoffer står ikke inaktive, de arbejder for cellen, i dem trækker den sin styrke, dens fremtid.

Det mest overraskende er imidlertid ikke, at disse molekyler er samlet på samme sted, men at de, omend i kort tid, eksisterer sammen med hinanden. I en kemikers kolbe kunne mange af disse forbindelser og øjeblikke ikke holdes sammen - de ville straks indgå i en reaktion. Men cellen er en klog politiker, den skal bevare hvert molekyls individualitet til sine egne formål, og den tager alle forholdsregler.

Til dette formål isolerer det nogle af de mest aggressive molekyler fra deres mulige ofre - det spreder molekylerne i forskellige "hjørner" af cellen - eller i ekstreme tilfælde ydmyger deres kemiske ild. Fra naturens synspunkt gøres dette meget genialt og simpelt (hvis man forsøgte at implementere den samme teknik i et kemisk laboratorium, ville sandsynligvis ingen turde kalde det simpelt). Hvad ville hver af os gøre, hvis han havde brug for at placere en kat og en hund i samme rum? Selvfølgelig ville jeg næse hunden. Nå, undertiden gør cellen det samme - den "lægger på" enzymer - stoffer, der styrer alle reaktioner i cellen, "tilbageholdende" molekyler, der lukker de aktive enzymer.

Så cytoplasmaet er virkningsstedet for mange kemiske reaktioner, der finder sted i cellen; i det væsentlige er det arenaen for dets vitale aktivitet.

Men denne arena er ikke et tomt rum; en celle har et levende rum opdelt mellem dens organer eller, som biologer siger, organeller, hvilket betyder de mindste organer. De delte ikke kun cytoplasmas område, de delte også tydeligt indflydelsessfærerne.

Organella nummer 1 - mitokondrier, ligner en flydende pram. Hvis mitokondrien er dissekeret, ligner dens indre struktur en smal kyststrimmel af en sandstrand, hvorpå bølger har skumret op bizarre folder. Sådanne folder af forskellig tykkelse (i mitokondrier kaldes de rygge) skærer hele mitokondriernes indre rum. Mitokondrier er cellens kraftværker. De akkumulerer energi, som derefter efter behov vil blive brugt på kroppens behov. Disse indtægts- og udgiftsoperationer udføres af den "vigtigste energiske" i cellen - adenosintrifosforsyre, forkortet til ATP. Desuden er det interessant, at både mennesker og bakterier gemmer energireserver i det samme molekyle - i ATP. Når der er behov for energi - for en person, for eksempel, muskuløst arbejde, for mimosa - for rullende blade, for ildfluer - for glødende og for en stingray - for dannelse af en elektrisk ladning - anmodninger kommer til mitokondrier, og sparsommelige afsendere - specielle enzymer er adskilt fra et stort ATP-molekyle et eller to stykker - en gruppe atomer indeholdende fosfor. I øjeblikket med at splitte, frigives energi.

Elektronmikroskopiske fotografier af celler taget for flere år siden viser tydeligt netværket, der strækker sig fra kernen til membranen - en hel samling tubuli, flagella, membraner, tubuli. Selv for 30 år siden, da bekendtskab med cellen kun kunne finde sted gennem formidling af et lysmikroskop, så ingen virkelig netværket.Ikke desto mindre følte forskerne, at der var "noget" her, og trak vedvarende nogle celler i cellen. Elektronmikroskopet så, hvad forskerne havde forudset: det viste sig virkelig at være et netværk, og det blev kaldt endoplasmatisk, dvs. intraplasmisk.

Dette netværk omgiver tæt kerne, mitokondrier og organeller, der stadig ikke er kendt for os - ribosomer. Ribosomer er proteincellefabrikker. Alle levende ting leveres med deres produkter. I betragtning af den strategiske betydning af disse faciliteter har naturen sørget for, at arbejdet der kører glat. Proteinfabrikens produktivitet er enorm: pr. Times drift syntetiserer hvert ribosom mere protein, end det vejer sig selv.

Men som enhver virksomhed fungerer ribosomer under streng, utilgivende ledelse. Ordrer kommer fra kernen, fra den vigtigste controller for proteinsyntese - kromosomet.

Kromosomer findes i kernerne i alle levende ting: bakterier, planter, dyr. Menneskelige kromosomer ser anderledes ud end f.eks. En møll, men overalt tjener de den samme service: de styrer proteinsyntese. Det er i kromosomerne, at deoxyribonukleinsyremolekyler - DNA - er placeret. De, som en kogebog, indeholder opskrifter til fremstilling af et stort udvalg af proteiner, der bruges til selve cellen og til "eksport". Kroppens normale funktion er baseret på den strenge specificitet af titusinder af proteiner. For at holde dit ansigt i denne ophidselse skal du huske din egen struktur godt. Egernene selv husker ham ikke; cellen gør det for dem ved hjælp af DNA. Et af dets molekyler lagrer strukturen af ​​snesevis af proteiner. Hvert kromosom frigives en strengt defineret mængde DNA til en given organisme. DNA'et i kromosomet er pakket meget tæt: kromosomets længde måles i tusindedele af en millimeter, og længden af ​​de DNA-molekyler, der er anbragt i det, er i meter.

Nu, når vi betragter en sovende, ikke-delende celle, er kromosomer meget dårligt synlige: de fungerer, og til dette er de nødt til at maksimere deres overflade - de strækker sig og derfor smal.

Denne tid varer dog ikke så længe (for os) - kun 10-20 timer. Efter en periode med intenst arbejde begynder cellen at forberede sig på deling; kromosomer forbereder sig også på det: de vrides, tykner og stilles op i et plan - i øjeblikket er det let at se dem. Når læseren kommer til beskrivelsen af ​​celledeling, vil kromosomerne være tydeligt synlige, og vi, der udnytter dette, vil fortælle dem mere detaljeret.

Dette er slutningen på vores udflugt i det cellulære indre. Men dette betyder slet ikke, at vi har opbrugt cellen; mange af dens detaljer forblev uden for vores opmærksomhed. Men vi har valgt det vigtigste, noget uden hvilket det vil være svært at fortsætte vejen til vores endelige mål. Og når vi går videre til det endnu et trin, er vi nødt til at tage væk fra dette kapitel en klar idé om celleens tre strukturer - kraftværket, proteinfabrikken og kromosomet. Hvis læseren fik det, fik han adgang til det næste kapitel.

Azernikov V.Z. - Den løste kode

Lignende publikationer

Fødslen af ​​molekylærbiologi

Hvad sker der ved saltning

Kompleks levetid for en simpel celle