Что же собой представляет живая клетка человеческого организма?

Клетка - это элементарная живая система (атом жизни), способная к обмену веществ с окружающей её жидкой средой и к самовоспроизведению. В принципе, клетка может существовать и как самостоятельный организм (бактерии, одноклеточные водоросли, грибы, простейшие). В человеческом организме из клеток состоят ткани тела.

Клетка окружена мембраной, отделяющей её от внешней среды. Внутри клетки в цитоплазме (подобно внутренним органам человеческого тела) находятся органеллы: ядро - своеобразный мозг клетки, в котором сосредоточена память поколений о функционировании, развитии и размножении клетки, закодированная в двойной спирали биополимера - ДНК, состоящей из повторяющихся химических структур - нуклеотидов.

Другие органеллы - рибосомы - «химические фабрики» по производству иных (нежели ДНК) биополимеров - разнообразнейших белков, которые изготовляются (синтезируются) из аминокислот в рибосомах по приказу из ядра клетки. Рибосомы находятся либо в цитоплазме (внутриклеточной жидкой среде), либо связаны с наружной стороной мембраны так называемого шероховатого эндоплазматического ретикулума - своеобразного «позвоночника» клетки, состоящего из мембранных цистерн в виде трубочек и пластинок и образующего единое целое с наружной мембраной ядра. Часть эндоплазматического ретикулума имеет гладкую внешнюю поверхность. На ней происходит синтез углеводов и липидов (жироподобных веществ).

Образовавшиеся белки, углеводы и липиды проникают внутрь эндоплазматического ретикулума и накапливаются в цистернах, в которых далее по каналам эндоплазматического ретикулума транспортируются к местам назначения (этот процесс удивительно напоминает наши поездки в метро).

Клеточные митохондрии - это энергетические станции клетки, вырабатывающие аккумуляторы биохимической энергии - АТФ. Благодаря белкам - ферментам и АТФ в считанные секунды протекают многие сотни сложных химических реакций в водной среде клетки при температуре всего-навсего 36,6° С. Осуществить подобные реакции в обычных условиях химической лаборатории современные химики (при всей их гордыне) не в состоянии! Лизосомы - органеллы клетки в виде мембранных мешочков, заполненные гидролитическими белками - ферментами, которые при необходимости разрушают различные молекулы. Лизосомы образуются в аппарате Гольджи, представляющим собой стопки уплощённых мембранных мешочков; в этом аппарате претерпевают дополни-теЛычые превращения вещества, синтезированные в эндоплазматичестом ретикулуме.

Клеточная липидная (жировая) мембрана, а также мембраны органелл пронизаны различными белками. Одни из них выполняют функцию каналов, через которые в клетку (и обратно) могут при определённых обстоятельствах проходить необходимые заряженные частицы (ионы). Другие белки, тоже пронизывающие мембрану, служат транспортёрами - переносчиками питательных веществ (глюкозы, аминокислот, кислорода) в клетку, либо «мусоровозами», удаляющими из клетки ненужные ей вещества.

Часть мембранных белков работает как насосы за счёт энергии АТФ, выкачивая из клетки одни ионы и закачивая в неё другие.

На клетках и клеточных органеллах расположены также особые белки - рецепторы, являющиеся своеобразными «клавишами», взаимодействуя с которыми, разнообразные сигнальные молекулы, выпущенные другими клетками (гормоны, нейромедиаторы, нейро-модуляторы и др.), передают конкретные приказы на выполнение чётко определённых превращений внутри клетки. Огромное количество белков выполняет функции катализаторов (ускорителей) многочисленных химических процессов, происходящих в клетке. Такие белки-ферменты могут располагаться как в жидкой фазе клетки (цитоплазме), так и быть связанными с многочисленными клеточными мембранами. В последнем случае необходимые клетке вещества создаются (синтезируются) как на конвейерной линии, переходя с фермента на фермент и создавая необходимые вещества в должное время в нужном месте.

Таким образом, белки являются основой всего живого, материальными носителями наследственных признаков считанных с молекулы ДНК. Белки - это биополимеры, построенные из двух десятков «элементарных кирпичиков» - аминокислот, девять из которых человеческим организмом не вырабатываются и поэтому должны поступать с пищей (незаменимые аминокислоты). Если представить себе аминокислоту, как «молекулу - человечка», то белок - это взявшиеся за руки и вытянувшиеся в цепочку 20 «человечков» разных «национальностей».

Простые белки отличаются друг от друга тем, что аминокислоты (эти «молекулы - человечки») в них могут занимать разные места в цепочке, и, кроме того, одинаковые аминокислоты («братья - близнецы») могут стоять в разных частях аминокислотной цепочки!

В этом случае (по подсчётам математиков) в полимерной молекуле белка с молекулярным весом 120 000, число возможных сочетаний аминокислот достигает невероятно огромной цифры (единицы с 1268 нулями!). Вот сколько разных белков в принципе можно создать всего из 20 аминокислот, при условии, что каждая из аминокислот может многократно повторяться в разных участках цепи.

Простые белки - протеины содержат только аминокислоты. Это альбумины, глобулины - белки плазмы крови и сыворотки молока; креатин - белок мышц; коллаген - белок костей...

Сложные белки - протеиды: нуклеопротеиды (составная часть ядра клетки), хромопротеиды, глюкопротеиды, липопротеиды - как видно даже просто из названий речь здесь идёт о смешанных биополимерах (т.е. состоящих не только из аминокислот), играющих важную роль в жизнедеятельности различных организмов.

Кто из людей старшего поколения не помнит крылатой фразы Ф. Энгельса: «Жизнь - это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является обмен веществ».

Уточняя это определение понятия «жизнь» с учётом современных знаний, мы можем сказать, что жизнь - это способ существования биополимеров, существенным моментом которого является обмен веществ.

Насколько данная статья была Вам полезна: