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

Молекулярная цепочка аминокислоты чрезвычайно гибка, она обладает способностью свертываться и складываться любым образом. Глядя на нее, любой акробат может лишь позавидовать. Трехмерная структура, которую она образует, предопределяет функцию белка. То, какую форму принимает в конечном счете белок, зависит от последовательности входящих в него аминокислот. Представьте себе веревку, которая на всем своем протяжении завязана в узлы и петли и унизана крючками. Если складывать такую веревку хаотичным образом, то некоторые крючки зацепятся за петли и форма веревки изменится. То же самое происходит и с белками. Весьма часто белковые цепи соединяются неправильно, и тогда клетка уничтожает их. Правда, на это расходуются значительные запасы клеточной энергии. Для того же, чтобы белковые цепи связывались воедино правильно, в клетке существуют особые белки-поводыри.

Если меняется всего лишь одна аминокислота в длинной белковой цепочке, то меняется и вся структура белка. А это может вызвать серьезные изменения в его деятельности и привести к ненормальному функционированию всей клетки. Именно это обстоятельство лежит в основе многих заболеваний. Ярким примером является серповидная анемия, при которой меняется всего лишь одна аминокислота в белке гемоглобина. Эта мутация приводит к нарушению структуры белка, из-за чего меняется форма кровяной клетки — она приобретает серповидные очертания, что, в свою очередь, мешает нормальному прохождению кровяных клеток через кровеносные капилляры.

Каким же образом определяется порядковое место той или иной аминокислоты в белковой цепи? Фреду Сангеру, биохимику из Кембриджа, была присуждена Нобелевская премия за то, что он определил последовательность аминокислот в белке инсулина. Сангер разработал метод отделения от белковой цепи аминокислоты, находящейся на самом ее конце. Благодаря этому методу он получил возможность отделить одну за другой все аминокислоты, входящие в белок инсулина, и определил точную последовательность их расположения в белковой цепочке.

Однако даже точное знание расположения аминокислот не всегда помогает понять пространственную структуру белка. Самым удобным методом для выяснения этого является превращение белка в кристалл, который затем просвечивается рентгеновскими лучами. Изучение углов отражения лучей и позволяет распознать пространственную структуру белка. На практике же наиболее быстрым методом для определения пространственной структуры белка является его сравнение с другим белком, пространственная структура которого уже известна. Поэтому чем больше белков изучено, тем проще становится процедура выяснения пространственной структуры новых белков.

Некоторые белки необходимо точно доставить в определенные области клетки. Столь же важно не пускать кое-какие белки в места, где их присутствие нежелательно. Но каким же образом белки направляются на путь, по которому им следует устремиться для выполнения своих специфических функций? Ведь в большинстве наших клеток имеются миллионы белковых молекул, представляющие несколько тысяч разных видов белков. Как устанавливается порядок в этом хаосе? Но все, оказывается, просто: выбор места, в котором белки должны находиться, закодирован в самой их структуре. Свободно плавающие внутри клетки белки каждую секунду встречаются с тысячами других молекул, в том числе и белковых. В результате такого взаимодействия они получают нужную информацию и попадают туда, где и должны находиться.

Ключевую роль в определении местоположения отдельных белков играют клеточные оболочки, поскольку белки не могут проникать сквозь эти оболочки, не обладая специальными средствами транспортировки. Основной же структурой клетки, помогающей белкам оказаться в нужном месте внутри клетки, является эндоплазматический ретикулум. Именно туда устремляются сначала все белки, и именно оттуда они перенаправляются в нужные места. Это происходит за счет видоизменения структур белков, например за счет добавления их к молекулам сахаров, благодаря чему меняется характер их дальнейшего присоединения к другим белкам.

К числу наиболее поразительных по своим функциям белков относятся энзимы. Они могут преобразовывать молекулы одного типа в молекулы другого типа, могут расщеплять молекулы на исходные компоненты, могут соединять воедино две разные молекулы, и таким образом благодаря им становится возможным синтез множества молекул. Энзимы являются катализаторами, способными в миллион раз ускорить химическую реакцию, причем в процессе этого сами они остаются неизменными. Они действуют поразительно быстро, успевая воздействовать на тысячи молекул в течение одной секунды. Поэтому скорость протекания химических реакций внутри клетки исключительно высока.

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