Вечные вопросы. Часть 2

…существуют хлорные и водородные ионные каналы, есть пластичные ионные каналы, существуют потенциал-управляемые и лиганд-управляемые ионные каналы…

…и таких ионных каналов не счесть, не счесть даже у самой примитивной живой клетки!

При крайне неблагоприятных условиях клеточная мембрана полностью блокирует обмен веществ с внешней средой, в период размножения она с ускорением поглощает необходимые для размножения вещества…

…то есть клеточные мембраны – это не простой набор жироподобных веществ, пронизанных тонкими отверстиями для обмена веществ с окружающей средой, клеточные мембраны – это двойной молекулярный слой липидов, в котором находятся высокоспециализированные белки, выполняющие функции рецепторов, отбора необходимых для клетки веществ, транспортировки этих веществ внутрь или из клетки…

Есть у клеточных мембран прокариотов…

– У кого?

– Да, чувствую, тяжело будет!

– Ну, и все-таки…

– Не обладающие оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органеллами…

– ?

– Или, если сказать по-простому, не обладающие специфическими внутренними органами одноклеточные живые организмы, называются прокариотами. Клетки всех нынешних растений, животных, грибов и протистов – это эукариотические клетки, так как ДНК этих клеток находится в специальном замкнутом отсеке, которое называется ядром клетки. Так вот у таких клеток не только ядро, но и различные органеллы располагаются в разделенных клеточными мембранами замкнутых отсеках, притом белки внешней клеточной мембраны имеют совершенно другие функции, свойства и химический состав, чем у внутриклеточных мембран.

Поскольку сейчас разговор у нас идет о принципиальном строении самых примитивных живых клеток, то и давай мы вернемся к строению клеточных мембран прокариотов. У многих бактерий и архей…

– Час от часу не легче!

– …на внешней части клеточных мембран имеются жгутики, представляющие собой плотные белковые структуры, и благодаря этим жгутикам прокариоты, как и многие одноклеточные эукариоты, перемещаются в пространстве. У каких-то прокариотов жгутиков нет, у других ими покрыта вся поверхность клетки. Говорить, что эти жгутики просты по строению, не приходится, поскольку в их состав входят около 20 белков, а еще около 30 белков необходимы для их сборки и регуляции их работы.

Есть у клеточных мембран прокариотов еще одна функция – помощь в синтезе молекул АТФ…

– Уж не знаю, что это такое, но к чему все эти мелочи? Разве сейчас это так важно?

– Да как тебе сказать? АТФ, или аденозинтрифосфорная кислота – это основной и универсальный накопитель энергии всех живых систем! От бацилл до человека! Если в клетке есть излишки необходимых химических веществ и есть избыток энергии, то синтезируются молекулы АТФ. Когда клетке необходимы энергия или определенные органические соединения, то происходит окисление молекул АТФ…

…а остатки АТФ являются исходным продуктом для многих других биохимических реакций, например, вместе с другими нуклеозидтрифосфатами АТФ является исходным продуктом для синтеза нуклеиновых кислот…

…также из остатков молекул АТФ могут синтезироваться новые молекулы АТФ…

…если сказать немного по-другому, то, как говорят ученые, у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ составляет менее минуты, но в течение суток одна молекула АТФ проходит в среднем 2 000-3 000 циклов расщепления и синтеза…

…то есть в одной и той же живой клетке одновременно молекулы АТФ могут расщепляться и синтезироваться…

…а чтобы представить, сколько молекул АТФ синтезируются и расщепляются на примере организма человека, надо лишь сказать, что организм человека за сутки расходует приблизительно столько АТФ, сколько он сам весит…

– Ух!

– А поскольку АТФ является универсальным накопителем энергии всех живых организмов, то это является одним из косвенных доказательств того, что у всех современных живых организмов, от примитивных бактерий до человека, когда-то был один общий предок, в организме которого окислительно-восстановительные процессы АТФ уже происходили.

– Даже так?

– Впрочем, давай мы вернемся к синтезу АТФ в клетках! В клетках эукариот… и цианобактерий…

– А это кто такие?

– …основная масса АТФ образуется на мембранах митохондрий. Митохондрии – это двумембранная сферическая или эллипсоидная органелла диаметром обычно около одного микрометра… или, если по-другому, одна миллионная доля метра. У каких-то клеток митохондрий всего по одной, но крупной, у других – до полумиллиона, но мелких-мелких…

– Сколько-сколько?

– Основная функция митохондрий – окисление органических соединений и использование освобождающейся при их распаде энергии для генерации электрического потенциала, для синтеза АТФ и для генерации тепла, поэтому ученые и называют митохондрии энергетическими станциями клеток. Окислительно-восстановительные реакции с молекулами АТФ происходят во внутренней митохондриальной мембране, под воздействием нескольких белковых комплексов. Ничтожная часть молекул АТФ у эукариотов синтезируется и расщепляется в плазматической мембране.