Cos'è una gabbia? |
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Due anni dopo, si è imbattuto in un tappo. Ha fatto il suo taglio più sottile e ... un'altra scoperta. La struttura interna del sughero, simile a un nido d'ape, apparve al suo sguardo. Ha chiamato queste piccole cellule "Celle", che in russo significa cellule, nidi, favi, cellule, in una parola, qualcosa di recintato, isolato dal resto. Questo termine è stato adottato dalla scienza, poiché rifletteva in modo sorprendentemente accurato le proprietà delle particelle elementari degli esseri viventi. Tuttavia, questo è diventato chiaro molto più tardi. Nel frattempo, diversi ricercatori stanno rilevando cellule in oggetti diversi. L'idea dell'universalità della struttura della materia vivente è nell'aria. Biologo dopo biologo confermano: questo e quel tale organismo vivente è costituito da cellule. La quantità di osservazioni sta crescendo. Ancora un po 'e la quantità dovrebbe trasformarsi in qualità. Tuttavia, ci sono voluti "un po '" quasi 100 anni. Solo nel 1838-1839 il botanico Schleiden e l'anatomista Schwann decisero di generalizzare: "Tutti gli organismi viventi sono composti da cellule". Dire "tutti", la scienza ha impiegato più di un secolo, ma questa è la differenza tra la somma delle osservazioni e la teoria scientifica che le generalizza. Eppure, la teoria cellulare non poteva ancora essere considerata creata. Il punto essenziale è rimasto poco chiaro: da dove provengono le cellule stesse. I biologi hanno ripetutamente osservato e persino descritto la loro divisione. Ma non è mai venuto in mente a nessuno che questo processo sia la nascita di nuove cellule. Un ricercatore moderno ha giustamente osservato a questo proposito: "L'osservazione è raramente riconosciuta se ci costringe a trarre conclusioni irragionevoli, e l'affermazione che ogni cellula nasce dalla divisione di un'altra, precedentemente esistente, sembrava del tutto irragionevole".
Eppure, nel 1859, fu formulato un postulato "irragionevole", che pose le basi per una nuova biologia cellulare: "Ogni cella proviene da una cella". Il microscopio di Robert Hooke è stato ingrandito 100 volte. Bastava vedere la gabbia. 300 anni dopo, nel 1963, un microscopio elettronico ingrandisce una cella 100 mila volte. Questo è già abbastanza per considerarla. La differenza, come dicono i fisici, è solo di tre ordini di grandezza. Ma dietro di loro c'è un percorso complesso e difficile dalla biologia descrittiva alla biologia molecolare, dalla prima conoscenza della cellula allo studio dettagliato delle sue strutture. La figura mostra una cella vista attraverso un moderno microscopio elettronico. Il lettore dovrebbe avere pazienza: ora seguirà il suo "inventario". Inizieremo con la shell. È un'usanza della gabbia. Il guscio controlla con attenzione che le sostanze non necessarie al momento non penetrino nella cellula; al contrario, le sostanze di cui la cellula ha bisogno possono contare sulla sua massima assistenza. Il nucleo si trova approssimativamente al centro della cellula. Ciò in cui "galleggia" è il citoplasma, in altre parole, il contenuto della cellula. Sfortunatamente, c'è poco che possiamo aggiungere a questa definizione tutt'altro che esaustiva. Non possiamo nemmeno rispondere alle domande più elementari in modo univoco. Citoplasma liquido o solido? Sia liquido che solido. C'è qualcosa che si muove o è tutto a posto? E sta in piedi e si muove. È trasparente o opaco? Sì e no. Quale parte della cella occupa? Dall'uno per cento al novantanove. È tutto chiaro, no? Tuttavia, le risposte sono corrette. È solo che il citoplasma è insolitamente mutevole, reagisce ai minimi cambiamenti nell'ambiente. Pungi un'ameba a cellula singola con un ago e vedrai (ovviamente, al microscopio) molti cambiamenti. Il movimento del citoplasma, la sua trasparenza, la viscosità cambieranno, la forma della cellula cambierà. In una parola, agisci in qualsiasi modo sul citoplasma e vedrai: reagirà sicuramente in qualche modo. Nel citoplasma, sciolto un'enorme quantità di diverso? sostanze chimiche. In esso, molti di loro terminano il loro viaggio e spesso iniziano al nostro tavolo. Saliamo la zuppa: da essa il sale da cucina entra nella gabbia. Mettiamo lo zucchero nel tè - raggiunge anche il citoplasma, tuttavia, nel modo in cui si scompone a metà in glucosio e fruttosio. Mangiamo frutta e verdura: le vitamine da loro migrano nel citoplasma. Infine, una cellula contiene sempre un ampio insieme di varie proteine. Tutte queste sostanze non stanno inattive, lavorano per la cellula, in esse trae la sua forza, il suo futuro. Tuttavia, la cosa più sorprendente non è che queste molecole si siano unite nello stesso posto, ma che, seppur per breve tempo, coesistano tra loro. Nella fiaschetta di un chimico, molti di questi composti e momenti non potevano essere tenuti insieme: entrerebbero immediatamente in una reazione. Ma la cellula è un politico saggio, ha bisogno di preservare l'individualità di ogni molecola per i propri scopi e prende ogni precauzione.
Quindi, il citoplasma è il sito di azione di molte reazioni chimiche che avvengono nella cellula; infatti, è l'arena della sua attività vitale. Ma questa arena non è uno spazio vuoto; lo spazio vitale di una cellula è diviso tra i suoi organi, o, come dicono i biologi, organelli, che significa gli organi più piccoli. Hanno diviso tra loro non solo il territorio del citoplasma, ma hanno anche diviso chiaramente le sfere di influenza. Organella numero 1 - mitocondri, sembra una chiatta galleggiante. Se il mitocondrio viene sezionato, la sua struttura interna assomiglia a una stretta fascia costiera di una spiaggia sabbiosa, sulla quale le onde hanno insaponato pieghe bizzarre. Tali pieghe di diverso spessore (nei mitocondri sono chiamate creste) attraversano l'intero spazio interno dei mitocondri. I mitocondri sono le centrali elettriche della cellula. Accumulano energia, che poi, se necessario, verrà spesa per i bisogni del corpo. Queste operazioni di reddito e di spesa sono svolte dal "principale energetico" della cellula - l'acido trifosforico adenosina, abbreviato in ATP. Inoltre, è interessante che sia gli esseri umani che i batteri immagazzinano riserve energetiche nella stessa molecola, nell'ATP. Quando c'è bisogno di energia - per una persona, diciamo, per lavoro muscolare, per mimosa - per foglie rotolanti, per lucciole - per splendore, in una razza - per la formazione di una carica elettrica - le richieste arrivano al mitocondrio, e spedizionieri parsimoniosi - enzimi speciali separati da una grande molecola di ATP uno o due pezzi - un gruppo di atomi contenenti fosforo. Al momento della scissione, l'energia viene rilasciata. Fotografie al microscopio elettronico di cellule scattate diversi anni fa mostrano chiaramente una rete che si estende dal nucleo alla membrana - un'intera collezione di tubuli, flagelli, membrane, tubuli. Anche 30 anni fa, quando la conoscenza di una cellula poteva avvenire solo con la mediazione di un microscopio ottico, nessuno vedeva veramente la rete.Tuttavia, gli scienziati hanno ritenuto che ci fosse "qualcosa" qui e hanno costantemente attirato alcune cellule nella cellula. Il microscopio elettronico ha visto ciò che gli scienziati avevano previsto: si è rivelata davvero una rete, e si chiamava endoplasmatica, cioè intraplasmatica. Questa rete circonda strettamente il nucleo, i mitocondri e gli organelli che ancora non ci sono familiari: i ribosomi. I ribosomi sono fabbriche di cellule proteiche. Tutti gli esseri viventi vengono forniti con i loro prodotti. Data l'importanza strategica di queste strutture, la natura ha fatto in modo che il lavoro procedesse senza intoppi. La produttività della fabbrica di proteine è enorme: per ora di funzionamento, ogni ribosoma sintetizza più proteine di quante ne pesa.
I cromosomi si trovano nei nuclei di tutti gli esseri viventi: batteri, piante, animali. I cromosomi umani sembrano diversi, diciamo, da una falena, ma ovunque servono lo stesso servizio: controllano la sintesi proteica. È nei cromosomi che si trovano le molecole di acido desossiribonucleico - il DNA. Esse, come un libro di cucina, contengono ricette per preparare una grande varietà di proteine, che vengono utilizzate per i bisogni della cellula stessa e per "l'esportazione". Il normale funzionamento del corpo si basa sulla rigorosa specificità di decine di migliaia di proteine. Per mantenere la tua faccia in questa agitazione, devi ricordare bene la tua struttura. Gli scoiattoli stessi non lo ricordano; la cellula lo fa per loro con l'aiuto del DNA. Una delle sue molecole immagazzina la struttura di dozzine di proteine. Ogni cromosoma viene rilasciato una quantità strettamente definita di DNA per un dato organismo. Il DNA nel cromosoma è imballato molto strettamente: la lunghezza del cromosoma è misurata in millesimi di millimetro e la lunghezza delle molecole di DNA in esso collocate è in metri. Ora, quando consideriamo una cellula dormiente, non in divisione, i cromosomi sono molto poco visibili: funzionano, e per questo devono massimizzare la loro superficie - si allungano e quindi si restringono. Tuttavia, questa volta non dura così a lungo (per noi) - solo 10-20 ore. Dopo un periodo di intenso lavoro, la cellula inizia a prepararsi per la divisione; anche i cromosomi si stanno preparando: si torcono, si addensano e si allineano su un piano: in questo momento sono facili da vedere. Quando il lettore arriverà alla descrizione della divisione cellulare, i cromosomi saranno chiaramente visibili e noi, approfittandone, ne parleremo in modo più dettagliato. È qui che dovrebbe finire la nostra escursione nell'interno cellulare. Ma questo non significa affatto che abbiamo esaurito la cella; molti dei suoi dettagli sono rimasti fuori dalla nostra attenzione. Ma abbiamo scelto la cosa principale, qualcosa senza la quale sarà difficile continuare il percorso verso il nostro obiettivo finale. E, facendo un ulteriore passo avanti, dobbiamo trarre da questo capitolo un'idea chiara delle tre strutture della cellula: la centrale elettrica, la fabbrica di proteine e il cromosoma. Se il lettore ha capito, ha ottenuto un passaggio al capitolo successivo. Azernikov V.Z. - Il codice risolto |
Nel 1665 l'inglese Robert Hooke costruì un dispositivo che chiamiamo microscopio. Come ogni persona curiosa, e gli scienziati differiscono da un semplice mortale tra gli altri vantaggi e questa qualità, Hooke iniziò a esaminare tutto ciò che gli veniva in mano attraverso un microscopio.
Lo schema moderno della struttura della cellula, basato su osservazioni al microscopio elettronico: 1 - nucleo; 2 - nucleolo; 3 - busta nucleare; 4 - citoplasma; 5 - centrioli; 6 - reticolo endoplasmatico; 7 - mitocondri; 8 - guscio cellulare.
A tal fine, isola alcune delle molecole più aggressive dalle loro possibili vittime - diffonde le molecole in diversi "angoli" della cellula - o, in casi estremi, smorza il loro ardore chimico. Dal punto di vista della natura, questo viene fatto in modo molto ingegnoso e semplice (se si provasse a eseguire la stessa tecnica nei laboratori chimici, probabilmente nessuno oserebbe definirla semplice). Cosa farebbe ognuno di noi se avesse bisogno di mettere un gatto e un cane nella stessa stanza? Certo, metterei la museruola al cane. Ebbene, a volte la cellula fa lo stesso - "mette su" enzimi - sostanze che governano tutte le reazioni nella cellula, "trattenendo" le molecole che chiudono i siti attivi degli enzimi.
Ma, come ogni azienda, i ribosomi operano sotto una guida rigorosa e spietata. Gli ordini provengono dal nucleo, dal controllore principale della sintesi proteica: il cromosoma.
| Stepan Petrovich Krasheninnikov | Forza della Terra |
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