Kafes nedir?

1665 yılında İngiliz Robert Hooke mikroskop dediğimiz bir cihaz yaptı. Herhangi bir meraklı kişi gibi ve bilim adamları, diğer avantajların yanı sıra basit bir ölümliden farklıdır ve bu nitelik, Hooke eline gelen her şeyi bir mikroskopla incelemeye başladı.

İki yıl sonra bir mantara rastladı. En ince kesimini yaptı ve bir keşif daha yaptı. Mantarın bal peteğine benzeyen iç yapısını gördü. Bu küçük hücrelere isim verdi "Hücreler", Rusça çeviride hücreler, yuvalar, petekler, hücreler, tek kelimeyle, çitle çevrili, diğerlerinden izole edilmiş bir şey anlamına gelir. Bu terim, canlıların temel parçacıklarının özelliklerini şaşırtıcı bir şekilde doğru bir şekilde yansıttığı için bilim tarafından benimsenmiştir. Ancak bu daha sonra netleşti. Bu arada, farklı araştırmacılar farklı nesnelerdeki hücreleri tespit ediyor. Canlı madde yapısının evrenselliği fikri havada.

Biyolog onayladıktan sonra biyolog: böyle ve böyle bir canlı organizma hücrelerden oluşur. Gözlem sayısı artıyor. Biraz daha, miktar kaliteye dönüşmeli. Ancak bu "biraz" neredeyse 100 yıl sürdü. Yalnızca 1838-1839'da botanikçi Schleiden ve anatomist Schwann, "Tüm canlı organizmalar hücrelerden oluşur" diye genellemeye karar verdiler. Söylemek "herşey"bilim bir asırdan fazla sürdü, ancak bu, gözlemlerin toplamı ile onları genelleyen bilimsel teori arasındaki farktır.

Yine de, hücresel teori henüz yaratılmış olarak kabul edilemez. Esas nokta belirsiz kaldı: hücrelerin kendilerinin nereden geldiği. Biyologlar, bölünmelerini defalarca gözlemlediler ve hatta tanımladılar. Ancak bu sürecin yeni hücrelerin doğuşu olduğu hiç kimsenin aklına gelmedi. Modern bir araştırmacı bu konuda haklı olarak şunu belirtti: "Gözlem, bizi mantıksız sonuçlar çıkarmaya zorlarsa nadiren kabul edilir ve her bir hücrenin daha önce var olan bir diğerinin bölünmesinin bir sonucu olarak ortaya çıktığı ifadesi tamamen mantıksız göründü."

^{Elektron mikroskobik gözlemlere dayanan hücrenin yapısının modern şeması: 1 - çekirdek; 2 - nükleol; 3 - nükleer zarf; 4 - sitoplazma; 5 - merkezler; 6 - endoplazmik retikulum; 7 - mitokondri; 8 - hücre kabuğu.}

Yine de, 1859'da, yeni bir hücre biyolojisinin temelini oluşturan "mantıksız" bir varsayım formüle edildi: "Her hücre bir hücreden gelir".

Robert Hooke'un mikroskobu 100 kat büyütüldü. Kafesi görmek yeterliydi. 300 yıl sonra, 1963'te bir elektron mikroskobu bir hücreyi 100 bin kat büyütür. Bu onu düşünmek için zaten yeterli. Fizikçilerin dediği gibi, fark yalnızca üç büyüklük mertebesidir. Ancak bunların arkasında, tanımlayıcı biyolojiden moleküler biyolojiye, hücreyle ilk tanışmadan yapılarının ayrıntılı bir incelemesine kadar karmaşık ve zor bir yol vardır.

Şekil, modern bir elektron mikroskobu ile görülen bir hücreyi göstermektedir. Okuyucu sabırlı olmalı: "envanteri" şimdi takip edecek.

Kabuk ile başlayacağız. O bir kafes geleneğidir. Kabuk, şu anda gereksiz olan maddelerin hücreye girmediğini dikkatle izler; aksine, hücrenin ihtiyaç duyduğu maddeler maksimum yardımına güvenebilir. Çekirdek yaklaşık olarak hücrenin merkezinde bulunur. İçinde "yüzdüğü" sitoplazma, diğer bir deyişle hücrenin içeriğidir. Ne yazık ki, buna kapsamlı bir tanımdan uzak bir şekilde ekleyebileceğimiz çok az şey var. En temel soruları bile net bir şekilde cevaplayamıyoruz. Sıvı mı yoksa katı sitoplazma mı? Hem sıvı hem de katı. İçinde herhangi bir şey hareket ediyor mu yoksa her şey yerinde mi? Ve duruyor ve hareket ediyor. Şeffaf mı yoksa opak mı? Evet ve hayır. Hücrenin hangi bölümünü işgal ediyor? Yüzde birden doksan dokuza. Her şey açık, değil mi?

Yine de cevaplar doğrudur. Sadece sitoplazma alışılmadık şekilde değişebilir, çevredeki en ufak değişikliklere tepki verir. Tek hücreli bir amipi bir iğne ile delin ve (elbette mikroskop altında) birçok değişiklik göreceksiniz. Sitoplazmanın hareketi, şeffaflığı, viskozitesi değişecek, hücrenin şekli değişecektir. Kısacası, sitoplazma üzerinde herhangi bir şekilde hareket edin ve göreceksiniz: kesinlikle bir şekilde tepki verecektir.

Sitoplazmada, büyük miktarda farklı çözüldü mü? kimyasal maddeler. İçinde birçoğu yolculuklarını bitiriyor ve genellikle masamızda başlıyorlar. Çorbayı tuzluyoruz - ondan sofra tuzu kafese giriyor. Çaya şeker koyarız - aynı zamanda sitoplazmaya da ulaşır, ancak yarı yarıya glikoz ve fruktoza dönüşür. Meyve ve sebzeleri yeriz - onlardan gelen vitaminler sitoplazmaya göç eder. Son olarak, bir hücre her zaman büyük bir dizi protein içerir. Bütün bu maddeler boş durmaz, hücre için çalışırlar, içlerinde gücünü, geleceğini çeker.

Ancak en şaşırtıcı olan şey, bu moleküllerin aynı yerde bir araya gelmesi değil, kısa süreli de olsa birbirleriyle bir arada var olmalarıdır. Bir kimyagerin şişesinde, bu bileşiklerin ve anların çoğu bir arada tutulamazdı - hemen bir reaksiyona girerlerdi. Ancak hücre bilge bir politikacıdır, her molekülün bireyselliğini kendi amaçları için koruması gerekir ve her türlü önlemi alır.

Bu amaçla, en agresif moleküllerin bazılarını olası kurbanlarından izole eder - molekülleri hücrenin farklı "köşelerine" yayar - veya aşırı durumlarda kimyasal coşkularını azaltır. Doğa açısından bakıldığında, bu çok ustaca ve basit bir şekilde yapılır (aynı tekniği kimya laboratuvarlarında uygulamaya çalışılırsa, muhtemelen kimse buna basit demeye cesaret edemez). Aynı odaya bir kedi ve bir köpek yerleştirmesi gerekirse, her birimiz ne yapardık? Tabii ki, köpeğin ağzını kapatırdım. Bazen hücre de aynı şeyi yapar - enzimleri "yerleştirir" - hücredeki tüm reaksiyonları yöneten maddeler, enzimlerin aktif bölgelerini kapatan molekülleri "kısıtlar".

Dolayısıyla sitoplazma, hücrede meydana gelen birçok kimyasal reaksiyonun etki alanıdır; özünde, hayati aktivitesinin alanıdır.

Ancak bu alan boş bir alan değil; bir hücrenin yaşam alanı, organları arasında veya biyologların dediği gibi, en küçük organlar anlamına gelen organeller arasında bölünmüştür. Kendi aralarında sadece sitoplazmanın bölgesini değil, aynı zamanda etki alanlarını da açıkça böldüler.

Organella numarası 1 - mitokondri, yüzen bir mavna gibi görünüyor. Mitokondri parçalara ayrılırsa, iç yapısı, dalgaların tuhaf kıvrımlar oluşturduğu kumlu bir kumsalın dar bir kıyı şeridini andırır. Farklı kalınlıktaki bu tür kıvrımlar (mitokondride bunlara sırtlar denir) mitokondrinin tüm iç alanını geçer. Mitokondri, hücrenin elektrik santralleridir. Daha sonra ihtiyaç duyulduğunda vücudun ihtiyaçları için harcanacak olan enerji biriktirirler. Bu gelir ve gider işlemleri, ATP olarak kısaltılan hücrenin "ana enerjik" adenozin trifosforik asit tarafından gerçekleştirilir. Dahası, hem insanların hem de bakterilerin enerji rezervlerini ATP'de aynı molekülde depolaması ilginçtir. Bir kişi için, örneğin kaslı çalışma için, mimoza için - yaprakları yuvarlamak için, ateş böcekleri için - ışıldayan bir vatoz için - elektrik yükünün oluşumu için - enerjiye ihtiyaç duyulduğunda - mitokondriye talepler gelir, ve tasarruflu dağıtıcılar - özel enzimler büyük bir ATP molekülünden bir veya iki parçadan ayrılır - fosfor içeren bir grup atom. Ayrılma anında enerji açığa çıkar.

Birkaç yıl önce alınan hücrelerin elektron mikroskobik fotoğrafları, çekirdekten zara uzanan bir ağı açıkça göstermektedir - tübüllerin, kamçıların, zarların, tübüllerin tamamı. 30 yıl önce bile, hücreyle tanışmanın ancak bir ışık mikroskobu aracılığıyla gerçekleşebildiği zamanlarda, hiç kimse ağı gerçekten görmemişti.Yine de bilim adamları burada "bir şey" olduğunu hissettiler ve ısrarla kafese bazı hücreler çizdiler. Elektron mikroskobu bilim adamlarının öngördüklerini gördü: Gerçekten bir ağ olduğu ortaya çıktı ve buna endoplazmik, yani intraplazmik deniyordu.

Bu ağ, bize hala aşina olmadığımız çekirdek, mitokondri ve organelleri, yani ribozomları, sıkıca çevreler. Ribozomlar, protein hücre fabrikalarıdır. Tüm canlılara ürünleri verilir. Bu tesislerin stratejik önemi göz önüne alındığında, doğa oradaki işin sorunsuz bir şekilde kurulmasını sağlamıştır. Protein fabrikasının üretkenliği muazzamdır: Her bir ribozom kendi ağırlığından daha fazla protein sentezler.

Ancak her işletme gibi ribozomlar da katı, affetmeyen bir liderlik altında çalışır. Emirler çekirdekten, protein sentezinin ana denetleyicisi olan kromozomdan gelir.

Tüm canlıların çekirdeklerinde kromozomlar bulunur: bakteriler, bitkiler, hayvanlar. İnsan kromozomları, örneğin bir güveden farklı görünür, ancak her yerde aynı hizmeti sunarlar: Protein sentezini kontrol ederler. Deoksiribonükleik asit - DNA - moleküllerinin bulunduğu kromozomlardadır. Bir yemek kitabı gibi, hücrenin kendi ihtiyaçları ve "ihracat" için kullanılan çok çeşitli proteinleri hazırlamak için tarifler içerirler. Vücudun normal işleyişi, on binlerce proteinin kesin özgüllüğüne dayanır. Yüzünüzü bu koşuşturma içinde tutmak için kendi yapınızı iyi hatırlamanız gerekir. Sincaplar onu hatırlamıyor; hücre bunu onlar için DNA yardımıyla yapar. Moleküllerinden biri düzinelerce proteinin yapısını depolar. Her bir kromozom, belirli bir organizma için kesin olarak tanımlanmış miktarda DNA salınır. Kromozomdaki DNA çok sıkı bir şekilde paketlenmiştir: Kromozomun uzunluğu milimetrenin binde biri cinsinden ölçülür ve içine yerleştirilen DNA moleküllerinin uzunluğu metre cinsindendir.

Şimdi, hareketsiz, bölünmeyen bir hücreyi düşündüğümüzde, kromozomlar çok zayıf görünürler: işe yararlar ve bunun için yüzeylerini maksimize etmeleri gerekir - gerilirler ve bu nedenle daralırlar.

Ancak, bu süre çok uzun sürmez (bizim için) - sadece 10-20 saat. Yoğun bir çalışma döneminden sonra hücre bölünmeye hazırlanmaya başlar; kromozomlar da buna hazırlanıyor: tek bir düzlemde bükülür, kalınlaşır ve sıralanırlar - şu anda görülmeleri kolaydır. Okuyucu hücre bölünmesinin açıklamasına geldiğinde, kromozomlar açıkça görülebilir olacak ve biz bundan yararlanarak onlar hakkında daha detaylı konuşacağız.

Bu, hücresel iç mekana yolculuğumuzun sonu. Ancak bu, kafesi tamamen tükettiğimiz anlamına gelmez; ayrıntılarının çoğu dikkatimizin dışında kaldı. Ancak, nihai hedefimize giden yola devam etmenin zor olacağı ana şeyi seçtik. Ve buna bir adım daha geçersek, bu bölümden hücrenin üç yapısına - güç istasyonu, protein fabrikası ve kromozom - hakkında net bir fikir çıkarmamız gerekiyor. Okuyucu anladıysa, bir sonraki bölüme geçebilir.

Azernikov V.Z. - Çözülmüş kod

Benzer yayınlar

Moleküler biyolojinin doğuşu

Tuzlanırken ne olur

Basit bir hücrenin karmaşık ömrü