Što je kavez?

Englez Robert Hooke 1665. godine sagradio je uređaj koji nazivamo mikroskop. Kao i svaka znatiželjna osoba, a znanstvenici se razlikuju od pukog smrtnika među ostalim prednostima i tom svojstvu, Hooke je počeo ispitivati ​​sve što je došlo pod mikroskop.

Dvije godine kasnije naišao je na čep. Napravio je najtanji rez i ... još jedno otkriće. Očima je vidio unutarnju strukturu pluta, nalik na saće. Nazvao je ove male stanice "Stanice", što na ruskom znači stanice, gnijezda, saće, stanice, jednom riječju, nešto ograđeno, izolirano od ostatka. Ovaj je izraz usvojila znanost, jer je iznenađujuće točno odražavao svojstva elementarnih čestica živih bića. Međutim, to je postalo jasno mnogo kasnije. U međuvremenu, različiti istraživači otkrivaju stanice u različitim objektima. Ideja univerzalnosti strukture žive materije je u zraku.

Biolog za biologom potvrđuje: takav i takav živi organizam sastoji se od stanica. Količina opažanja raste. Još malo, a količina bi se trebala pretvoriti u kvalitetu. Međutim, ovo "malo" trajalo je gotovo 100 godina. Tek se 1838. - 1839. botaničar Schleiden i anatom Schwann usuđuju generalizirati: "Svi živi organizmi sastavljeni su od stanica." Reći "svi", znanosti je trebalo više od stoljeća, ali to je razlika između zbroja opažanja i znanstvene teorije koja ih generalizira.

Pa ipak, staničnu teoriju još se nije moglo smatrati stvorenom. Bitna stvar ostala je nejasna: odakle same stanice dolaze. Biolozi su više puta promatrali i čak opisivali njihovu podjelu. Ali nikome nije palo na pamet da je taj proces rađanje novih stanica. S tim u vezi jedan je moderni istraživač s pravom primijetio: "Promatranje se rijetko prepoznaje ako nas tjera na nerazumne zaključke, a izjava da svaka stanica nastaje kao rezultat podjele druge, prethodno postojeće, činila se potpuno nerazumnom."

^{Suvremena shema građe stanice, temeljena na elektronski mikroskopskim promatranjima: 1 - jezgra; 2 - nukleolus; 3 - nuklearna ovojnica; 4 - citoplazma; 5 - centrioli; 6 - endoplazmatski retikulum; 7 - mitohondriji; 8 - stanična ljuska.}

Pa ipak, 1859. godine formuliran je "nerazuman" postulat koji je postavio temelje za novu staničnu biologiju: "Svaka stanica je iz ćelije".

Mikroskop Roberta Hookea uvećan je 100 puta. Bilo je dovoljno vidjeti kavez. 300 godina kasnije, 1963. godine, elektronski mikroskop stanicu uvećava 100 tisuća puta. Ovo je već dovoljno za razmatranje. Razlika je, kako kažu fizičari, samo tri reda veličine. No iza njih je složen i težak put od deskriptivne biologije do molekularne biologije, od prvog upoznavanja stanice do detaljnog proučavanja njezinih struktura.

Slika prikazuje stanicu viđenu modernim elektronskim mikroskopom. Čitatelj bi trebao biti strpljiv: sad slijedi njezin "inventar".

Počet ćemo s ljuskom. Ona je kavezni običaj. Ljuska budno prati da trenutno nepotrebne tvari ne prodiru u stanicu; naprotiv, tvari koje ćeliji trebaju mogu računati na njezinu maksimalnu pomoć. Jezgra se nalazi približno u središtu stanice. Ono u čemu "pluta" je citoplazma, drugim riječima, sadržaj stanice. Nažalost, malo je što možemo dodati ovoj daleko od iscrpne definicije. Ne možemo jednoznačno odgovoriti ni na najosnovnija pitanja. Tekuća citoplazma ili čvrsta? I tekući i čvrsti. Pomiče li se nešto u njemu ili je sve na svom mjestu? I stoji i miče se. Je li prozirno ili neprozirno? Da i ne. Koji dio stanice zauzima? Od jedan posto do devedeset devet. Sve je jasno, zar ne?

Ipak, odgovori su točni. Samo što je citoplazma neobično promjenjiva, ona reagira na najmanje promjene u okolini. Nabodite jednoćelijsku amebu iglom i vidjet ćete (naravno, pod mikroskopom) puno promjena. Promijenit će se kretanje citoplazme, njezina prozirnost, viskoznost, promijenit će se oblik stanice. Jednom riječju, djelujte na bilo koji način na citoplazmu i vidjet ćete: definitivno će nekako reagirati.

U citoplazmi, otopljena ogromna količina različitih? kemijske tvari. U njemu mnogi od njih završavaju putovanje, a često započinju za našim stolom. Solimo juhu - od nje kuhinjska sol ulazi u kavez. Šećer stavljamo u čaj - on također dolazi do citoplazme, iako se usput na pola razgrađuje na glukozu i fruktozu. Jedemo voće i povrće - vitamini iz njih migriraju u citoplazmu. Napokon, stanica uvijek sadrži velik skup raznih bjelančevina. Sve ove tvari ne miruju, rade za stanicu, u nju crpi snagu, budućnost.

Međutim, najviše iznenađuje stvar što se te molekule nisu spojile na istom mjestu, već što, iako na kratko, međusobno koegzistiraju. U kemijskoj tikvici mnogi od ovih spojeva i trenutaka nisu se mogli držati zajedno - odmah bi ušli u reakciju. No, stanica je mudar političar, treba sačuvati individualnost svake molekule u svoje svrhe i poduzima sve mjere opreza.

U tu svrhu izolira neke od najagresivnijih molekula od mogućih žrtava - širi ih u različitim "uglovima" stanice - ili, u ekstremnim slučajevima, ponižava njihov kemijski žar. Sa stajališta prirode, to se radi vrlo domišljato i jednostavno (kad bi se pokušalo primijeniti istu tehniku ​​u kemijskim laboratorijima, vjerojatno se nitko ne bi usudio nazvati je jednostavnom). Što bi učinio svatko od nas ako bi trebao smjestiti mačku i psa u istu sobu? Naravno, psa bih nanjušio. Pa, ponekad stanica čini isto - "stavlja" enzime - tvari koje upravljaju svim reakcijama u stanici, "obuzdavajući" molekule koje zatvaraju aktivna mjesta enzima.

Dakle, citoplazma je mjesto djelovanja mnogih kemijskih reakcija koje se odvijaju u stanici; u osnovi je to poprište njezine vitalne aktivnosti.

Ali ovo borilište nije prazan prostor; životni prostor stanice podijeljen je između njegovih organa ili, kako kažu biolozi, organela, što znači najmanji organi. Podijelili su među sobom ne samo teritorij citoplazme, već su jasno podijelili i sfere utjecaja.

Organela broj 1 - mitohondriji, izgleda poput plutajuće teglenice. Ako se mitohondrija secira, njezina unutarnja struktura nalikuje uskom obalnom pojasu pješčane plaže na kojoj su valovi nadjenuli bizarne nabore. Takvi nabori različite debljine (u mitohondrijima ih nazivaju grebenima) presijecaju čitav unutarnji prostor mitohondrija. Mitohondriji su elektrane stanice. Akumuliraju energiju koja će se prema potrebi trošiti na potrebe tijela. Te operacije prihoda i rashoda provodi "glavna energija" stanice - adenozin trifosforna kiselina, skraćeno ATP. Štoviše, zanimljivo je da i ljudi i bakterije zalihe energije pohranjuju u istu molekulu - u ATP. Kada postoji potreba za energijom - za osobom, recimo, za mišićni rad, za mimozu - za valjanje lišća, za krijesnice - za sjaj, u škriljevcu - za stvaranje električnog naboja - zahtjevi dolaze u mitohondriju, i štedljivi dispečeri - posebni enzimi odvojili su se od velike molekule ATP jedan ili dva dijela - skupina atoma koja sadrži fosfor. U trenutku odvajanja energija se oslobađa.

Elektronski mikroskopske fotografije stanica snimljene prije nekoliko godina jasno pokazuju mrežu koja se proteže od jezgre do membrane - cijela kolekcija tubula, bičeva, membrana, tubula. Čak i prije 30 godina, kada se poznavanje stanice moglo dogoditi samo posredovanjem svjetlosnog mikroskopa, nitko zapravo nije vidio mrežu.Ipak, znanstvenici su smatrali da ovdje postoji "nešto" i ustrajno su crtali neke stanice u ćeliji. Elektronski mikroskop vidio je ono što su znanstvenici predvidjeli: doista se ispostavilo da je mreža i nazvan je endoplazmatski, odnosno intraplazmični.

Ova mreža čvrsto okružuje jezgru, mitohondrije i organele koji su nam još uvijek nepoznati - ribosomi. Ribosomi su tvornice proteinskih stanica. Sva živa bića opskrbljena su svojim proizvodima. S obzirom na stratešku važnost ovih objekata, priroda se pobrinula da se tamo radi bez poteškoća. Produktivnost tvornice proteina je ogromna: po satu rada svaki ribosom sintetizira više proteina nego što je težak.

Ali kao i svaki posao, ribosomi djeluju pod strogim, nemilosrdnim vodstvom. Narudžbe dolaze iz jezgre, od glavnog regulatora sinteze proteina - kromosoma.

Kromosomi se nalaze u jezgrama svih živih bića: bakterija, biljaka, životinja. Ljudski kromosomi izgledaju drugačije od recimo moljca, ali svugdje služe istu uslugu: kontroliraju sintezu proteina. Upravo su u kromosomima smještene molekule deoksiribonukleinske kiseline - DNA. Oni poput kuharice sadrže recepte za pripremu velike raznolikosti bjelančevina koji se koriste za potrebe same stanice i za „izvoz“. Normalno funkcioniranje tijela temelji se na strogoj specifičnosti desetaka tisuća proteina. Da bi vam lice ostalo u ovoj gunguli, morate dobro upamtiti vlastitu strukturu. Sami ga vjeverice ne pamte; stanica to čini umjesto njih uz pomoć DNA. Jedna od njegovih molekula pohranjuje strukturu desetaka proteina. Svaki kromosom oslobađa strogo definiranu količinu DNA za određeni organizam. DNA u kromosomu spakirana je vrlo čvrsto: duljina kromosoma mjeri se u tisućinkama milimetra, a duljina molekula DNA smještenih u njemu je u metrima.

Sad, kad uzmemo u obzir uspavanu stanicu koja se ne dijeli, kromosomi su vrlo slabo vidljivi: djeluju, a za to moraju povećati površinu - istežu se i stoga sužavaju.

Međutim, ovo vrijeme ne traje toliko dugo (za nas) - samo 10-20 sati. Nakon razdoblja intenzivnog rada, stanica se počinje pripremati za diobu; kromosomi se također za to pripremaju: uvijaju se, zadebljavaju i nižu sve u jednoj ravnini - u ovom ih je trenutku lako vidjeti. Dok čitatelj dođe do opisa diobe stanica, kromosomi će biti jasno vidljivi, a mi ćemo, koristeći to, detaljnije o njima.

Ovo je kraj našeg izleta u staničnu unutrašnjost. Ali to uopće ne znači da smo iscrpili stanicu; mnogi su njezini detalji ostali izvan naše pažnje. Ali mi smo izabrali glavno, nešto bez čega će biti teško nastaviti put do našeg konačnog cilja. I prijelazeći na još jedan korak, iz ovog poglavlja moramo oduzeti jasnu ideju o tri strukture stanice - elektrani, tvornici proteina i kromosomu. Ako ga je čitatelj dobio, dobio je prolaz za sljedeće poglavlje.

Azernikov V.Z. - Riješeni kod

Slične publikacije

Rođenje molekularne biologije

Što se događa kod soljenja

Složen život jednostavne stanice