Читаем Чудесная жизнь клеток: как мы живем и почему мы умираем полностью

Многие наши клетки организованы в ткани — такие, как ткани кожи, легких и кишечника, — и выполняют различные функции в соответствии со своим предназначением. Возьмите, например, кожу, которая защищает нас от укусов насекомых и проникновения грязи, не позволяет жидкостям проникать в организм и выходить из него наружу. Внешний слой нашего кожного покрова представляет собой мертвые клетки, которые все время отшелушиваются и отпадают. В основном они состоят из белка кератина, который предопределяет их прочность. Этот же белок отвечает за то, чтобы связь клеток друг с другом была эластичной и одновременно прочной.

Потеря клеток кожи, которые располагаются на самой поверхности, восполняется за счет образования новых, которые образуются из стволовых клеток, находящихся в подкожном слое. Другой тип клеток образует нашу разветвленную кровеносную систему, в которую входят кровеносные сосуды, артерии, вены и капилляры общей протяженностью почти в сто тысяч километров. Одних капилляров — мельчайших сосудов, соединяющих артерии и вены, — в нашем организме 40 миллиардов.

Клеточные оболочки позволяют клеткам обмениваться газами, питательными веществами и выводить продукты распада. Каждая клетка находится на расстоянии не более чем в несколько клеток от обслуживающего ее капилляра.

При этом все наши клетки состоят из одних и тех же молекул и используют одни и те же механизмы для производства белков. Их химический состав также одинаков — все они примерно на 70 процентов состоят из воды. 95 процентов клеточной массы образовано всего лишь четырьмя видами атомов — углерода, водорода, азота и кислорода, которые соединяются друг с другом в самых различных комбинациях для того, чтобы создать множество видов молекул, содержащихся в клетках. Сложная структура клетки как раз и обусловлена тем, что все эти простейшие атомы соединяются друг с другом в разнообразнейших комбинациях, образуя белки и аминокислоты. Представляется, что главным качеством клеток является их способность генерировать великое множество различных химических соединений на основе одних и тех же базовых элементов — и эта способность зависит от белков.

Внутри каждой клетки имеется набор молекул, которые выполняют эти функции. Основная роль здесь у наиболее сложных белковых молекул. В нашем теле содержится до 200 различных разновидностей клеток — кожи, печени, жировых, нервных клеток и так далее, и функции всех их устанавливаются определенными белками. Различия в назначении клеток предопределяются различиями в составе белков.

Число аминокислот в белковой молекуле обычно варьируется от 50 до 2000. При этом существуют белки, состоящие всего из 30 аминокислот, и белки, состоящие из 10 000 аминокислот. Последовательность и состав аминокислот в каждом белке уникальна, и именно это определяет особенности поведения данного белка. Функционирование белков во многом зависит от их взаимодействия с другими белками или молекулами, причем это взаимодействие характеризуется весьма высокой степенью избирательности: определенный белок может связываться лишь с одной из тысяч разных молекул, находящихся в клетке. Эта особенность связана с характерным трехмерным строением каждого белка, соответствующим лишь определенному типу молекул. Благодаря такому строению, например, на поверхности белка может появляться полость, куда и проникает молекула, с которой он должен взаимодействовать.

Белки определяют структуру клетки — и в то же время представляют собой строительный материал, из которого образуется клетка. Белки являются основным компонентом клеточной оболочки, благодаря им клетки обладают способностью к перемещению. Белки также могут проникать сквозь клеточную оболочку и таким образом переносить молекулы из клетки и внутрь нее, они передают информацию, которой обмениваются клетки, действуют в качестве рецепторов и осуществляют контроль за работой генов. Белки могут объединять свои усилия, они соединяются вместе, образуя волокна, микротрубочки, кольца, слои ткани и т. д.

Основная функция некоторых белков — выступать в роли энзимов. Энзимы — это белки, которые связываются с молекулами и изменяют их структуру, расщепляя одни молекулы на более мелкие, а другие, наоборот, объединяя. Таким образом, они играют определяющую роль в формировании новых молекул и в расщеплении пищи на более мелкие молекулярные единицы; через это они влияют на поведение клеток. Практически все происходящие в клетке процессы контролируются и осуществляются различными типами белков.

Перейти на страницу:

Все книги серии ЛУЧ - Лучшее увлекательное чтение

Удивительные истории о существах самых разных
Удивительные истории о существах самых разных

На нашей планете проживает огромное количество видов животных, растений, грибов и бактерий — настолько огромное, что наука до сих пор не сумела их всех подсчитать. И, наверное, долго еще будет подсчитывать. Каждый год биологи обнаруживают то новую обезьяну, то неизвестную ранее пальму, то какой-нибудь микроскопический гриб. Плюс ко всему, множество людей верят, что на планете обитают и ящеры, и огромные мохнатые приматы, и даже драконы. О самых невероятных тайнах живых существ и организмов — тайнах не только реальных, но и придуманных — и рассказывает эта книга.Петр Образцов — писатель, научный журналист, автор многих научно-популярных книг.

Петр Алексеевич Образцов

Детская образовательная литература / Биология, биофизика, биохимия / Биология / Книги Для Детей / Образование и наука
Что день грядущий нам готовил?
Что день грядущий нам готовил?

Книга Пола Майло впервые рассказывает о том, что было «видно» в нашем 21 веке из века 20-го. Это поразительная коллекция предсказаний, сделанных учеными, экспертами и публицистами 20 века, — предсказаний удачных (их не очень много), скандальных (умеренно много), смешных (весьма много) и… неудачных (подавляющее большинство). Но главное — как обнаружил автор, «предсказания позволяют оценить не только и не столько даже будущее, сколько настоящее».Пол Майло — американский журналист, лауреат нескольких профессиональных премий. Сотрудничал с «Уолл-стрит джорнал», «Бостон глоуб» и многими другими крупными изданиями. «Что день грядущий нам готовил?» — его первая книга.

Пол Майло

Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература / Прочая научная литература / Научпоп / Образование и наука / Документальное
Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла
Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла

Нам доступны лишь 4 процента Вселенной — а где остальные 96? Постоянны ли великие постоянные, а если постоянны, то почему они не постоянны? Что за чертовщина творится с жизнью на Марсе? Свобода воли — вещь, конечно, хорошая, правда, беспокоит один вопрос: эта самая «воля» — она чья? И так далее…Майкл Брукс не издевается над здравым смыслом, он лишь доводит этот «здравый смысл» до той грани, где самое интересное как раз и начинается. Великолепная книга, в которой поиск научной истины сближается с авантюризмом, а история научных авантюр оборачивается прогрессом самой науки. Не случайно один из критиков назвал Майкла Брукса «Индианой Джонсом в лабораторном халате».Майкл Брукс — британский ученый, писатель и научный журналист, блистательный популяризатор науки, консультант журнала «Нью сайентист».

Майкл Брукс

Публицистика / Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература / Прочая научная литература / Образование и наука / Документальное
Умные растения
Умные растения

Как они заманивают и обманывают, защищаются и помогают друг другу.Обычно мы не задумываемся об этом, однако растения вынуждены ежедневно решать чисто человеческие проблемы. Им нужно хорошо питаться, чтобы расти, защищаться от агрессоров и конкурентов, чтобы выживать, искать партнера, чтобы продолжить род, и в конце концов — заботиться о потомстве. Но как же растения, не обладающие ни мозгом, ни нервами, ни мышечной силой справляются с такими сложными задачами? Новейшие открытия демонстрируют, что у растений есть и аналог нервной системы, и своя мускулатура, и даже… нечто вроде мозга! В книге немецкого физика, писателя и телеведущего Фолькера Арцта впервые, причем наглядно и увлекательно рассказывается о том, как цветы, травы, кусты и деревья «придумывают» все новые решения своих повседневных проблем.

Фолькер Арцт

Приключения / Природа и животные

Похожие книги

Древний Египет
Древний Египет

Прикосновение к тайне, попытка разгадать неизведанное, увидеть и понять то, что не дано другим… Это всегда интересно, это захватывает дух и заставляет учащенно биться сердце. Особенно если тайна касается древнейшей цивилизации, коей и является Древний Египет. Откуда египтяне черпали свои поразительные знания и умения, некоторые из которых даже сейчас остаются недоступными? Как и зачем они строили свои знаменитые пирамиды? Что таит в себе таинственная полуулыбка Большого сфинкса и неужели наш мир обречен на гибель, если его загадка будет разгадана? Действительно ли всех, кто посягнул на тайну пирамиды Тутанхамона, будет преследовать неумолимое «проклятие фараонов»? Об этих и других знаменитых тайнах и загадках древнеегипетской цивилизации, о версиях, предположениях и реальных фактах, читатель узнает из этой книги.

Борис Александрович Тураев , Борис Георгиевич Деревенский , Елена Качур , Мария Павловна Згурская , Энтони Холмс

Культурология / Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература / История / Детская познавательная и развивающая литература / Словари, справочники / Образование и наука / Словари и Энциклопедии
Эволюция человека. Книга II. Обезьяны, нейроны и душа
Эволюция человека. Книга II. Обезьяны, нейроны и душа

Новая книга Александра Маркова – это увлекательный рассказ о происхождении и устройстве человека, основанный на последних исследованиях в антропологии, генетике и психологии. Двухтомник «Эволюция человека» отвечает на многие вопросы, давно интересующие человека разумного. Что значит – быть человеком? Когда и почему мы стали людьми? В чем мы превосходим наших соседей по планете, а в чем – уступаем им? И как нам лучше использовать главное свое отличие и достоинство – огромный, сложно устроенный мозг? Один из способов – вдумчиво прочесть эту книгу.Александр Марков – доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Палеонтологического института РАН. Его книга об эволюции живых существ «Рождение сложности» (2010) стала событием в научно-популярной литературе и получила широкое признание читателей.

Александр Владимирович Марков

Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература
Искусство ведения войны. Эволюция тактики и стратегии
Искусство ведения войны. Эволюция тактики и стратегии

Основоположник американской военно-морской стратегии XX века, «отец» морской авиации контр-адмирал Брэдли Аллен Фиске в свое время фактически возглавлял все оперативное планирование ВМС США, руководил модернизацией флота и его подготовкой к войне. В книге он рассматривает принципы военного искусства, особое внимание уделяя стратегии, объясняя цель своего труда как концентрацию необходимых знаний для правильного формирования и подготовки армии и флота, управления ими в целях защиты своей страны в неспокойные годы и обеспечения сохранения мирных позиций в любое другое время.

Брэдли Аллан Фиске , Брэдли Аллен Фиске

Биографии и Мемуары / Публицистика / Военная история / Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература / Исторические приключения / Военное дело: прочее / Образование и наука / Документальное