О природе живого: механизмы и смысл - Ичас М.
ISBN 5-03-002805-6
Скачать (прямая ссылка):
Клетки размножаются путем деления на две дочерние клетки, каждая из которых получает полный набор генетической информации от родительской клетки. Такой способ клеточного деления называется митозом.
¦Организмы, построенные из клеток с ядрами описанного выше типа (одноклеточные протисты, грибы, растения и животные) называются эукариотами, В отличие от них бактерии — это прокариоты. В их клетках нет органелл, а их ДНК не окружена ядер-иой мембраной. У прокариот передача наследственных факторов (генов) не подчиняется законам Менделя.
Простейшие прокариоты появились около 3,5 млрд. лет назад. Сегодня принято считать, что некоторые органеллы эукариотических клеток происходят от бактерий-симбионтов, которые приспособились к жизни внутри клеток иного типа. Из таких “зараженных” бактериями клеток приблизительно 1,4 млрд. лет назад образовались клетки эукариот.
<юоо<хх)о<ххюо<жюсюек»<жюсюоосю(ххюосюосюооосюоо<хюсооосюосюсюоооос<юосюоскюосооооооос<»сюс<сюооооооооо<ж>ооооо<> Клеточная теория
Все живые существа представляют собой либо одиночные клетки, либо агрегаты объединенных клеток. Клетка способна питать-
ся, расти и размножаться, и поэтому ее можно считать организмом, целостным живым существом. Она представляет собой как бы “атом” жизни, поскольку более мелкие ее части лишены этих способностей.
Клетки могут вести в значительной мере самостоятельный образ жизни, что видно при выращивании их в клеточных культурах. Клетки, выделенные из различных тканей животных и растений и помещенные в специальную питательную среду, растут и размножаются в ней. Этот метод сегодня широко используется в прикладных целях.
Слово “клетка” — это перевод латинского слова cellula — комнатка. Этот термин впервые использовал в 16С5 г. Роберт Гук для описания многочисленных ячеек, которые он наблюдал под микроскопом в срезе пробки (рис. 8-1). Лишь позднее клетками стали называть живое содержимое таких ячеек. Отдельные клетки легко видеть под микроскопом, рассматривая ткани растений, так как растительные клетки строят вокруг себя наружную оболочку из целлюлозы. Границы между клетками животных тканей увидеть труднее. Общее правило, согласно которому все ткани животных и растений построены из клеток, известное как клеточная теория, было сформулировано в 1838 г. ботаником М. Шлейдеиом (1804-1881) и распространено на животные ткани в 1839 г. зоологом Т. Шванном (1810-1882).
Ближайшим следствием создания клеточной теории было осознание того, что клетка, будучи наименьшим живым организмом, служит также элементарной единицей в процессе размножения.
Как писал в 1855 г. великий патолог Р. Вирхов (1821-1902), только клетка может породить другую клетку — “Omnis cellula ex cellula”. Многоклеточный организм развивается из одной клетки — яйца, которое делится, и тело растет в результате размножения составляющих его клеток. В приведенном афоризме Вирхов отразил и свои выводы относительно возникновения злокачественных опухолей путем некой трансформации нормальных клеток, существовавших раннее. Это был первый огромный шаг в понимании природы рака. Оплодотворение, зародышевое развитие и многие другие процессы стали гораздо понятнее в свете предложенной клеточной теории.
Строение клетки
В предыдущих главах говорилось, что живая материя всегда включает систему ферментов, катализирующих химические реакции, общим результатом которых является сохранение и воспроизведе-
СРЕЗЫ ПРОБКИ А
ТКАНЬ ЛИСТА Б
Цигошшмл
Г ранула
Рибосомы
ОБОБЩЕННАЯ СХЕМА КЛЕТКИ
В Г
Рис, 8-1. Строение пробки, как его увидел Роберт Гук (Л); это иллюстрация из его книги “Микрография”, вышедшей в 1665 г. Гук назвал увиденные полости “клетками” (так обычно переводят употребленное им латинское словб “cellulae”. IIo пробка ~~ мертвая ткань, и это пустые оболочки клеток, В живом листе такие оболочки, построенные из целлюлозы, наполнены живым содержимым, которые мы и называем сегодня клетками. Трахеиды — тоже мертвые клетки, стенки которых образуют трубочки для перекачки воды и растворенных в ней веществ (Б).
Хотя клетки сильно различаются по форме и функциям, их основная структурная схема одинакова (В). Их цитоплазма окружена клеточной мембраной, а внутри находятся клеточные органеллы, которые обычно тоже окружены мембранами. В митохондриях идет окисление сахаро» и производится энергия. Клетки растений, кроме того, включают хлоропласт, которые синтезируют сахара из углекислого газа и воды с использованием энергии света (процесс фотосинтеза). Рибосомы участвуют в синтезе белка. В ядре находятся хромосомы (ДНК, связанная с белком), в которых хранится генетическая информация, необходимая для правильной сборки белков из аминокислот.
ние этой материи. Но клетки — это не просто мешки с ферментами. Внутри клеток все компоненты организованы в пространстве строго определенным образом, и легко показать, что эта организация исключительно важна для жизни клеток. Можно растереть лист шпината или кусочек печени. Некоторое время полученная кашица будет дышать, т. е. потреблять кислород и выделять СОг, но вскоре дыхание прекратится и наступит “смерть”. Одна из причин этого — то, что клетки содержат протеолитические ферменты, разрушающие белки. В норме эти ферменты заключены в крошечных мешковидных структурах, называемых лизосомами, но если эти структуры разрушить, ферменты высвобождаются и начинают расщеплять другие ферменты, в том числе и дыхательные. Нормальная пространственная организация важна также для деления клеток и многих других функций.
