О природе живого: механизмы и смысл - Ичас М.
ISBN 5-03-002805-6
Скачать (прямая ссылка):
Клеточное ядро
Наконец, во всех жизнеспособных клетках, за исключением бактерий, есть участок, ограниченный мембраной, который называется клеточным ядром. В нем находятся хромосомы — длинные нитевидные тельца, состоящие из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и присоединенного к ней белка. Мы уже знаем, что ДНК песет в себе генетическую (наследственную) информацию клетки.
Деление клетки
Клетки растут и размножаются путем деления на две дочерние клетки. Это просто на словах, ко на самом деле все сложнее, так как каждой из дочерних клеток необходимо передать полный набор хромосом, несущих генетическую информацию. Поэтому перед делением число хромосом в клетке удваивается и при делении дочерние клетки получают по одному их набору каждая. Особый процесс, в котором хромосомы “растаскиваются” по дочерним клеткам тонкими нитями, обеспечивает их равное распределение (рис. 8-3). Такой тип клеточного деления называется митозом.
Дифференцировка клеток
Не все клетки многоклеточного животного или растения одинаковы: они видоизменились (дифференцировались) в разные типы, например в мышечные, эпителиальные, кровяные клетки и т. д. Каждый из этих типов по форме и функции сильно отличается от других клеток организма (рис. 8-4). Дифференцировка клеток происходит постепенно в процессе развития организма. Каждый организм развивается из одной клетки — яйца, которое начинает делиться и в конечном результате образует множество клеток, заметно отличающихся друг от друга.
Эти отличия определяются прежде всего набором белков, синтезируемых данной клеткой; например, клетки желудка образуют пищеварительный фермент пепсин, а в клетках мозга он не синтезируется. Во всех клетках растения или животного имеется полная генетическая информация для построения всех белков данного вида организмов, но в клетке каждого типа синтезируются лишь те белки, которые ей нужны. Многие гены в клетке не работают, и только часть их активно поддерживает синтез соответствующих белков.
Наиболее важную роль в этом выборочном синтезе белков играет контроль над процессами транскрипции (см. рис. 6-3). При
7—305
Рис. 8-3. Митоз. А. Хромосомы скручиваются и уплотняются. Б. Они выстраиваются в “экваториальной плоскости”. В. После репликации каждые две дочерние хромосомы отделяются друг от друга. Г. Хромосомы расходятся к разным полюсам, а затем вся клетка делится. Образуются две новые клетки, каждая с полным набором хромосом.
помощи особого фермента ген (участок ДНК) образует свою копию — информационную РНК. Точкой начала транскрипции служит определенная последовательность нуклеотидов, которую “узнаёт” фермент, т. е. с которой он специфически связывается, после чего и начинается образование РНК-копии гена. Но может также существовать некая белковая илй иная молекула, которая тоже способна узнавать эту последовательность и прикрепляться к стартовой позиции, и если это происходит, то образование информационной РНК здесь становится невозможным. Тем самым предотвращается и синтез соответствующего белка.
Образование таких регуляторных молекул находится под контролем других генов, и вся система представляет собой сложную сеть переключателей, напоминающую компьютер. У такой си-
Гладкая мышца
Клетки, выстилающие вену
Эритроциты лягушки Представитель Mesozoa
Рис. 8-4. Клетки бывают разных типов; агрегаты клеток одного типа называют тканями — есть, например, мышечная ткань, нервная ткань и т. д. Некоторые организмы, такие как изображенный здесь представитель группы Mesozoa (паразит почек осьминога), состоит всего из нескольких клеток. Протисты состоят из одной клетки. Показано, как амеба захватывает мелкого протиста. Б — гипотетическое жгутиковое простейшее, как полагают, похожее на предков всех многоклеточных организмов. Оно очень сходно со спермием (А). Таким образом, на одной из стадий нашего жизненного цикла мы сохраняем сходство с очень отдаленным одноклеточным предком.
стемы может быть несколько различных стабильных состояний. Предположим, есть гены а, 6, с, cf, е. В зависимости от организации связей в системе, т. е. от того, какие гены подавляют активность каких-то других генов, а также от того, как происходит “включение” всей системы, активными могут оставаться разные сочетания генов — arfe, cda, bed и т. п. Стабильные состояния системы соответствуют при этом разным типам клеток. Нужно, однако, сказать, что детали дифференцировки клеток пока еще не ясны. '
Два различных типа клеток
В зависимости от типа клеток, из которых они построены, все организмы подразделяют сейчас на две группы — на прокариот, и эукариот. К прокариотам относятся бактерии, а к эукариотам все остальные организмы, т. е. простейшие, грибы, растения и животные.
Эукариоты могут быть одноклеточными и многоклеточными. Наши тела, например, построены примерно из 1015 клеток, но более мелкие животные состоят из меньшего их числа, например некоторые коловратки — всего из сотни. Нижний предел, понятно, это одна клетка, т. е. одноклеточные организмы, клетки которых имеют ядро и хромосомы и в этом отношении сходны с многоклеточными животными и растениями. Эту группу называют протистами (Protista) и подразделяют на Protophyta (организмы, которые имеют хлорофилл и получают энергию от солнца, как растения) и Protozoa (те, которые ближе к животным и питают-
