Mikä on häkki?

Vuonna 1665 englantilainen Robert Hooke rakensi laitteen, jota kutsumme mikroskoopiksi. Kuten kaikki uteliaat, ja tutkijat eroavat yksinkertaisesta kuolevaisesta muiden etujen ja tämän ominaisuuden joukossa, Hooke alkoi tutkia kaikkea mikroskoopilla käsillä olevaa.

Kaksi vuotta myöhemmin hän törmäsi korkkiin. Hän teki sen ohuimman leikkauksen ja ... toisen löytön. Korkin sisäinen rakenne, joka muistuttaa hunajakennoa, ilmestyi hänen silmiensä edessä. Hän nimesi nämä pienet solut "Solut", joka tarkoittaa venäjän kielellä soluja, pesiä, hunajakennoja, soluja, sanalla sanoen jotain aidattua, eristettyä muusta. Tiede omaksui tämän termin, koska se heijasti yllättävän tarkasti elävien olioiden alkeishiukkasten ominaisuuksia. Tämä kävi kuitenkin selväksi paljon myöhemmin. Sillä välin eri tutkijat havaitsevat soluja eri esineistä. Ajatus elävän aineen rakenteen yleismaailmallisuudesta on ilmassa.

Biologi biologin jälkeen vahvistaa: tällainen ja sellainen elävä organismi koostuu soluista. Havaintojen määrä kasvaa. Hieman enemmän, ja määrän pitäisi muuttua laaduksi. Se kesti kuitenkin "vähän" melkein 100 vuotta. Vasta vuosina 1838-1839 kasvitieteilijä Schleiden ja anatomisti Schwann päättivät yleistää: "Kaikki elävät organismit koostuvat soluista." Sanoa "kaikki", tiede kesti yli vuosisadan, mutta tämä on ero havaintojen summan ja niitä yleistävän tieteellisen teorian välillä.

Ja silti soluteoriaa ei voida vielä pitää luotuna. Olennainen kohta jäi epäselväksi: mistä solut itse tulevat. Biologit ovat toistuvasti havainneet ja jopa kuvanneet heidän jakautumistaan. Mutta kenellekään ei koskaan tullut mieleen, että tämä prosessi on uusien solujen syntymä. Eräs nykyaikainen tutkija huomautti tältä osin perustellusti: "Havainnointi tunnustetaan harvoin, jos se pakottaa meidät tekemään kohtuuttomia johtopäätöksiä, ja toteamus, että kukin solu syntyy toisen aiemmin olemassa olevan jakautumisen seurauksena, tuntui täysin kohtuuttomalta."

^{Moderni solurakenteen kaavio, joka perustuu elektronimikroskooppisiin havaintoihin: 1 - ydin; 2 - ydin; 3 - ydinvoima; 4 - sytoplasma; 5 - sentrioleja; 6 - endoplasminen verkkokalvo; 7 - mitokondriot; 8 - solun kuori.}

Ja silti vuonna 1859 muotoiltiin "kohtuuton" postulaatti, joka loi perustan uudelle solubiologialle: "Jokainen solu on solusta".

Robert Hooken mikroskooppi suurennettiin 100 kertaa. Riitti nähdä häkki. 300 vuotta myöhemmin, vuonna 1963, elektronimikroskooppi suurentaa solua 100 tuhatta kertaa. Tämä riittää jo harkitsemaan häntä. Kuten fyysikot sanovat, ero on vain kolme suuruusluokkaa. Mutta heidän takanaan on monimutkainen ja vaikea polku kuvaavasta biologiasta molekyylibiologiaan, ensimmäisestä tutustumisesta soluun yksityiskohtaiseen tutkimukseen sen rakenteista.

Kuvassa on solu modernin elektronimikroskoopin läpi katsottuna. Lukijan tulee olla kärsivällinen: hänen "inventaario" seuraa nyt.

Aloitamme kuoresta. Hän on häkkikohta. Kuori valvoo tarkasti, että tällä hetkellä tarpeettomat aineet eivät tunkeudu soluun; päinvastoin, solun tarvitsemat aineet voivat luottaa maksimaaliseen apuunsa. Ydin sijaitsee suunnilleen solun keskellä. Se, missä se "kelluu", on sytoplasma, toisin sanoen solun sisältö. Valitettavasti on vähän, mitä voimme lisätä tähän kaukana tyhjentävästä määritelmästä. Emme voi edes vastata yksiselitteisesti alkeellisimpiin kysymyksiin. Nestemäinen sytoplasma vai kiinteä? Sekä nestemäinen että kiinteä. Liikuako siinä jotain vai onko kaikki paikoillaan? Ja se seisoo ja liikkuu. Onko se läpinäkyvä vai läpinäkymätön? Kyllä ja ei. Mikä osa solusta se vie? Yhdestä prosentista yhdeksänkymmentäyhdeksään. Kaikki on selvää, eikö olekin?

Vastaukset ovat kuitenkin oikeita. Se on vain, että sytoplasma on epätavallisen muutettavissa, se reagoi pienimpiin muutoksiin ympäristössä. Pistä yhden solun ameeba neulalla, ja näet (tietysti mikroskoopilla) paljon muutoksia. Sytoplasman liike, sen läpinäkyvyys, viskositeetti muuttuu, solun muoto muuttuu. Toisin sanoen, toimi millään tavalla sytoplasmassa, ja huomaat: se reagoi varmasti jotenkin.

Sytoplasmassa liuennut valtava määrä erilaisia? kemialliset aineet. Siinä monet heistä lopettavat matkansa ja alkavat usein pöydällemme. Suolaa keittoa - siitä pöytäsuola pääsee häkkiin. Panemme sokeria teeen - se saavuttaa myös sytoplasman, mutta matkalla se hajoaa puoliksi glukoosiksi ja fruktoosiksi. Syömme hedelmiä ja vihanneksia - niistä peräisin olevat vitamiinit kulkeutuvat sytoplasmaan. Lopuksi solu sisältää aina suuren joukon erilaisia ​​proteiineja. Kaikki nämä aineet eivät ole tyhjäkäynnillä, ne toimivat solun hyväksi, niissä se vetää voimaa, tulevaisuutta.

Yllättävintä ei kuitenkaan ole se, että nämä molekyylit ovat tulleet yhteen samaan paikkaan, vaan että ne, vaikkakin lyhyeksi ajaksi, ovat rinnakkain. Apteekkipullossa monia näistä yhdisteistä ja momenteista ei voitu pitää yhdessä - ne reagoivat välittömästi. Mutta solu on viisas poliitikko, sen on säilytettävä kunkin molekyylin yksilöllisyys omiin tarkoituksiinsa, ja se vaatii kaikki varotoimet.

Tätä tarkoitusta varten se eristää joitain aggressiivisimpia molekyylejä mahdollisista uhreistaan ​​- se levittää molekyylit solun eri "kulmiin" - tai äärimmäisissä tapauksissa nöyryyttää niiden kemiallista kiihkeyttä. Luonnon kannalta tämä tehdään hyvin nerokkaasti ja yksinkertaisesti (jos yritetään toteuttaa sama tekniikka kemiallisessa laboratoriossa, luultavasti kukaan ei uskalla kutsua sitä yksinkertaiseksi). Mitä kukin meistä tekisi, jos hänen tarvitsisi sijoittaa kissa ja koira samaan huoneeseen? Tietenkin kuonoisinkin koiran. No, joskus solu tekee saman - se "laittaa" entsyymejä - aineita, jotka säätelevät kaikkia solun reaktioita, "hillitsevät" molekyylejä, jotka sulkevat entsyymien aktiiviset kohdat.

Joten sytoplasma on monien solussa tapahtuvien kemiallisten reaktioiden vaikutuspaikka; itse asiassa se on sen elintoiminnan areena.

Mutta tämä areena ei ole tyhjä tila; solun asuintila on jaettu sen elinten tai, kuten biologit sanovat, organellien välillä, mikä tarkoittaa pienimpiä elimiä. He jakoivat keskenään paitsi sytoplasman alueen, myös selvästi vaikutuspiirit.

Organella numero 1 - mitokondriot, näyttää kelluvalta proomulta. Jos mitokondrio leikataan, sen sisäinen rakenne muistuttaa kapeaa rannikkokaistaa hiekkarannalta, jolla aallot ovat vaahdottaneet outoja poimuja. Tällaiset eripaksuiset taitokset (mitokondrioissa niitä kutsutaan harjanteiksi) leikkaavat mitokondrioiden koko sisätilan. Mitokondriot ovat solun voimalaitoksia. Niihin on kertynyt energiaa, joka sitten tarvittaessa käytetään kehon tarpeisiin. Nämä tulo- ja kuluoperaatiot suorittaa solun "pääenerginen" - adenosiinitrifosforihappo, lyhennettynä ATP: ksi. Lisäksi on mielenkiintoista, että sekä ihmiset että bakteerit varastoivat energiavaroja samaan molekyyliin - ATP: hen. Kun tarvitaan energiaa - henkilölle, esimerkiksi lihasten työlle, mimoosalle - lehtien vierittämiselle, tulipaloille - hehkulle, piikille - sähkövarauksen muodostumiselle - mitokondriolle tulee pyyntöjä, ja säästävät lähettäjät - erityiset entsyymit irtoavat iso ATP-molekyyli, yksi tai kaksi kappaletta - ryhmä atomia, joka sisältää fosforia. Hajoamisen hetkellä energia vapautuu.

Elektronimikroskooppiset valokuvat soluista, jotka on otettu useita vuosia sitten, osoittavat selvästi verkon, joka ulottuu ytimestä membraaniin - koko kokoelma tubuluksia, flagelloja, kalvoja, tubuluksia. Jopa 30 vuotta sitten, kun tutustuminen soluun tapahtui vain valomikroskoopin välityksellä, kukaan ei todellakaan nähnyt verkkoa.Siitä huolimatta tutkijat kokivat, että täällä oli "jotain", ja piirtivät jatkuvasti soluun soluja. Elektronimikroskooppi näki tutkijoiden ennakoiman: se todellakin osoittautui verkoksi, ja sitä kutsuttiin endoplasmiseksi eli intraplasmaksi.

Tämä verkko ympäröi tiiviisti ydintä, mitokondrioita ja organelleja, jotka ovat vielä tuntemattomia - ribosomeja. Ribosomit ovat proteiinisolutehtaita. Kaikki elävät asiat toimitetaan heidän tuotteisiinsa. Kun otetaan huomioon näiden tilojen strateginen merkitys, luonto on varmistanut, että siellä työskentely sujuu sujuvasti. Proteiinitehtaan tuottavuus on valtava: jokaista käyttötuntia kohden kukin ribosomi syntetisoi enemmän proteiinia kuin se painaa.

Mutta kuten kaikki yritykset, ribosomit toimivat tiukassa, anteeksiantamattomassa johdossa. Tilaukset tulevat ytimestä, proteiinisynteesin pääohjaimesta - kromosomista.

Kromosomeja löytyy kaiken elävän olennosta: bakteereista, kasveista, eläimistä. Ihmisen kromosomit näyttävät erilaisilta kuin esimerkiksi koi, mutta kaikkialla ne palvelevat samaa palvelua: ne kontrolloivat proteiinisynteesiä. Deoksiribonukleiinihappomolekyylit - DNA - sijaitsevat kromosomeissa. Ne, kuten keittokirja, sisältävät reseptejä valtavan määrän proteiinien valmistamiseksi, joita käytetään itse solun tarpeisiin ja "vientiin". Kehon normaali toiminta perustuu kymmenien tuhansien proteiinien tiukkaan spesifisyyteen. Pitääksesi kasvosi tässä levottomuudessa sinun on muistettava oma rakenteesi hyvin. Oravat eivät itse muista häntä; solu tekee sen heidän puolestaan ​​DNA: n avulla. Yksi sen molekyyleistä tallentaa kymmenien proteiinien rakenteen. Jokaisesta kromosomista vapautuu tiukasti määritelty määrä DNA: ta tietylle organismille. Kromosomissa oleva DNA on pakattu hyvin tiiviisti: kromosomin pituus mitataan millimetrin tuhannesosina ja siihen sijoitettujen DNA-molekyylien pituus on metreinä.

Nyt kun otetaan huomioon lepotilassa oleva, jakautumaton solu, kromosomit ovat hyvin huonosti näkyvissä: ne toimivat, ja tätä varten niiden on maksimoitava pintansa - ne venyvät ja kapenevat.

Tämä aika ei kuitenkaan kestä niin kauan (meille) - vain 10-20 tuntia. Voimakkaan työn jälkeen solu alkaa valmistautua jakautumiseen; kromosomit myös valmistautuvat siihen: ne kiertyvät, sakeutuvat ja asettuvat yhdelle tasolle - tällä hetkellä ne on helppo nähdä. Siihen mennessä kun lukija pääsee kuvaamaan solujen jakautumista, kromosomit ovat selvästi näkyvissä, ja me tätä hyödyntäen kerromme niistä tarkemmin.

Tämä on retkemme solun sisätilaan loppu. Mutta tämä ei tarkoita lainkaan, että olemme tyhjentäneet solun; monet sen yksityiskohdista jäivät huomiomme ulkopuolelle. Mutta olemme valinneet tärkeimmän asian, jota ilman on vaikeaa jatkaa polkua lopulliseen tavoitteeseemme. Ja siirtymällä siihen vielä yksi askel, meidän on poistettava tästä luvusta selkeä käsitys solun kolmesta rakenteesta - voimalaitoksesta, proteiinitehtaasta ja kromosomista. Jos lukija sai sen, hän sai passin seuraavaan lukuun.

Azernikov V.Z. - Ratkaistu koodi

Samankaltaisia ​​julkaisuja

Molekyylibiologian syntymä

Mitä tapahtuu suolatessa

Yksinkertaisen solun monimutkainen elämä