Биологические и медицинские вопросы
Что такое живая клетка?
Большинство живых существ на Земле являются так называемыми многоклеточными организмами. Это означает, что они составлены из микроскопических элементов, называемыми клетками.
Каждая клетка представляет собой пузырек, заполненый жидкостью. Жидкость внутри клетки называется протоплазмой, а оболчка клетки - мембраной. Даже одна клетка является самостоятельным живым существом. У этого живого существа есть свои органы, которые называются органеллами и выполняют различные функции.
Органеллы клеток, мембрана и вообще все, что есть в клетке, построено (состоит) из огромных (по микроскопическим меркам) молекул, в которых может быть тысячи десятки тысячи атомов. Такие молекулы называются органическими, потому, что они составляют основу всех живых организмов.
Органические молекулы очень сложные. Они похожи на клубки, спиральки и предметы другой формы, составленые из атомов. Поскольку, каждый атом имеет свои свойства, то торчащие из органической молекулы "заусенцы" могут иметь разные свойства, в зависимости от того, из каких атомов или атомных комплексов они составлены.
Эти заусензы могут отталкивать или притягивать воду, прилипать к другим молекулам и т.д. Вообще органическая молекула может иметь очень сложные свойства, вплоть до того, что она может вести себя как микроскопический робот, плава в протоплазме и выполняя однотипные операции. Такие микроскопические роботы могут делать возможными химические превращения, которые никогда бы не происходили сами собой.
За миллионы лет природа проделала то, что человек научился делать только сейчас. Природа создала и разработала 21 стандартную молекулярную деталь, из которых можно собирать органические молекулы с практически любыми свойствами и функциями. Эти стандартные детали называются аминокислотами, а молекулы, собранные из них - белками.
Часто встречаются и другие органические молекулы, не только белки, но основу всей жизни на Земле составляют белки, построенные из 21 аминокислоты. А другие органические молекулы производятся белками из неорганических.
Любое живое существо на планете Земля, от вируса и бактерии, до человека - состоит из молекул, построенных из деталей всего 21-го вида! Это самый древний стандарт на Земле!
В середине клетки находится ее главный орган - ядро, внутри которого содержится главная органическая молекула - молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Молекула похожа на двойную спираль, очень-очень длинную. Эта молекула не является белком, но тоже построена из стандартных деталей - нуклеотидов. Их всего четыре вида.
В любой молекуле ДНК эти четыре нуклеотида расположены в определенной последовательности, парами, и представляют собой специальный код. Каждые три последовательных нуклеотида образуют букву, которая называется кодон. Каждый кодон кодирует одну аминокислоту.
Таким образом, последовательность нуклеотидов в ДНК кодирует последовательность аминокислот в белке. Специальная молекула, тоже белок, как бы едет по молекуле ДНК, считывает с нее информацию и ткет нужный белок в соответствии с программой. А каждый белок - это робот и как только он создан - сразу же принимается за работу.
Возможных комбинаций нуклеотидов и аминокислот - многие миллионы. Закодированная в ДНК информация порождает уникальную толпу роботов-белков и клетка, их содержащая, также становится уникальной и выполняет свои функции.
Клетки размножаются делением. Молекула ДНК обладает тем свойством, что ее легко копировать - достаточно разорвать двойную спираль вдоль и потом пристроить к кадой половинке недостающую часть. В результате получатся две совершенно одинаковые молекулы ДНК.
Специальные белки, в предназначенное для этого время, создают копию ДНК и растягивают оба экземпляра в противоположные части клетки. Затем выстраивают между половинками перегородку (новую мембрану) и оно постепенно расслаивается. Получаются две новые клетки, в точности воспроизводящие старую.
Давным-давно, все живые существа на земле были одноклеточными. То есть, каждая клетка представляла собой отдельное существо, борющееся за выживание с другими существами. Такие существа есть и сейчас - это бактерии и простейшие.
Зачастую одноклеточные существа жили тесными группами, которые называются колониями. Сначала эти колонии были похожи на обычные толпы, потом в них появилось разделение труда, как у муравьев. Со временем случилось так, что колонию уже нельзя было рассматривать кучей отдельных живых существ - она превратилась в составное многоклеточное живое существо.
Такими живыми существами являемся мы с вами, а также большинство известных нам животных, растений, грибов. Мы привыкли считать себя чем-то единым одним. Но так ли это на все 100 процентов? Клетки нашей кожи ежедневно погибают и отслаиваются, жертвуя свою жизнь ради жизни всего организма. Миллионы лейкоцитов погибают, стараясь уничтожить инородное тело, попавшее в организм и угрожающее его здоровью. Клетки кожи, мышц, сосудов, других органов лишены своей индивидуальности и смиренно работают на благо общества.
Все говорит за то, что жизнь отдельной клетки всецело подчинена целям сообщества клеток. Но так ли это во всех случаях?
