Клетка

Клетка

Все живые организмы состоят из клеток. Тело человека, например, состоит более чем из 100 триллионов клеток. Некоторые из них столь малы, что миллион таких клеток мог бы разместиться на острие булавки.

Клетка — наисложнейшая из структур, известных человеку. Можно сказать даже, что она более сложна, чем сам человек, так как каждый человек развивается из одной клетки. Существование каждого из нас началось с единственной клетки, образовавшейся в результате слияния сперматозоида и яйцеклетки в момент оплодотворения. В хромосомах ядра этой первой клетки была заложена генетическая программа для построения всего нашего тела.

На протяжении нескольких последних десятилетий многие исследователи раскрыли перед нами необычайно сложный мир (рис. 49). С появлением электронных микроскопов большой степени разрешения биологи смогли увидеть все то, что находится внутри клетки. Степень сложности устройства и функций клетки потрясла их воображение.

Оказалось, что клетка представляет собой микровселенную, содержащую триллионы молекул. Эти молекулы являются строительными блоками бесчисленных сложных структур, с необычайной точностью осуществляющих целые цепочки различных биохимических реакций. Один из ученых–биологов так сказал об этом:

«Даже если бы мы узнали все, что можно знать о том, как работает клетка, это все же было бы самообманом. То, как нервные клетки генерируют эмоции, мышление, поведение, память и другие чувства, пока еще невозможно, и не известно, будет ли когда–нибудь возможно, описать языком молекулярной биологии»

(«National Geographic», сентябрь 1976 года. с. 355).

Рис. 49. Клетка является основным элементом всех живых существ. Исследования компонентов, образующих клетку, говорят о степени сложности, не имеющей равных ни в одной из структур во Вселенной.

Большинство из нас знакомо с упрощенными схематическими изображениями клетки, на которых показаны различные ее компоненты, а также их функции. Однако новые исследования показывают, что отдельная клетка, окруженная клеточной мембраной, обнаруживает такую же степень сложности, как, например, крупный город со всеми его системами производства, связи и управления. Имеются «энергетические установки», генерирующие клеточную энергию, «фабрики», производящие ферменты и гормоны, которые имеют решающее значение для жизни, сложные «транспортные системы» переносят конкретные химические вещества из одного места в другое, мембранные белки, действующие как «таможенные пункты», регулируют «импорт» и «экспорт» материалов через клеточную мембрану. Приводимая ниже схема поможет представить себе некоторые из этих структур, а также их функции, более подробно (рис. 50).

Белки мембраны. Эти молекулы покрывают наружную часть клеточной мембраны и действуют как радар, информируя клетку о том, что происходит за пределами ее границ.

Эндоплазматический ретикулум. Это сеть каналов, хранящая и переносящая белки с «фабрики» в другие места клетки.

Рибосомы. Это сами «фабрики», производящие белки.

Лизосомы. Это структуры, действующие в качестве «органов пищеварения», разрушающих пищу и фрагменты самой клетки на частицы, которые используются клеткой.

Аппарат Гольджи. Это структуры, которые транспортируют белки, перенося их от места производства к наружной мембране.

Митохондрии. Эти структуры являются «энергетическими установками» клетки, производящими «топливо», обеспечивающее клетку энергией.

Клеточная мембрана. Это наружное покрытие клетки, контролирующее поступление в клетку веществ и выход их из нее.

Микротрубочки. Это длинные полые трубки. От их количества и расположения зависит форма клетки.

Ядро и ядрышко. Ядрышко расположено внутри клеточного ядра и представляет собой центр, управляющий всеми процессами, происходящими в клетке. Ядро содержит хромосомы, включающие в себя ДНК — наследственный материал будущих поколений.

Итак, мы видим, что каждая составляющая клетки имеет конкретную функцию. Без полного набора всех этих компонентов клетка функционировать не может. Действительно, даже малейшие изменения внутри клетки могут привести к немедленному прекращению ее существования. Совершенно невероятно, чтобы столь сложная структура могла возникнуть случайно.

Рис. 50. На схеме в упрощенной форме показаны некоторые из главных структур клетки. Каждая структура наделена конкретной функцией, обеспечивающей нормальную работу клетки.