Главная / Молекулы и клетки

Молекулы и клетки

Предлагаемый вниманию читателя сборник — третий из серии сборников популярных статей, посвященных структуре и функциям клетки1, а если считать вышедший в несколько ином виде сборник «Физика и химия жизни» (Москва, ИЛ, 1960) и повторное издание с дополнениями «Живой клетки» — то даже пятый.

Пожалуй, наиболее яркой отличительной особенностью данного сборника является широкий спектр тематики — от структуры молекулы (статья Перутца) до сверхсложных процессов передачи возбуждения в живой системе (статья Экклса). Разумеется, материальная основа жизненных явлений и трактуемая с этой точки зрения функция клетки освещены в этом сборнике не полностью и не могут быть восприняты читателем как хотя бы маломальски единое целое без знакомства с прочими изданиями этой серии.

Основная идея, которую может вынести читатель предлагаемого сборника, состоит в следующем: многие свойства простейшей живой системы — клетки,— кажущиеся при рассмотрении ее функций «чудесными», заложены уже в молекулах. Сюда следует отнести своеобразие пространственной конфигурации молекулы гемоглобина и изменение этой конфигурации в результате присоединения кислорода (Перутц); работу ферментных систем, непосредственно вытекающую из строения молекулы белка (Нейрат); регуляцию синтеза или активности ферментных систем клетки молекулами определенного строения, замыкающими цепи обратных связей в химической фабрике-клетке (Шанжё), и т. п.

Здесь можно говорить о торжестве подхода, который в настоящее время связывают с новой наукой — молекулярной биологией или биохимией и биофизикой органических макромолекул. Важно подчеркнуть мысль, которая пронизывает все эти статьи: материал, из которого построено живое, наделен особыми свойствами, которые можно найти во всякой организованно функционирующей (даже простейшей) живой системе.

1 См. сб. «Живая клетка», М., ИЛ, 1962, и «Структура и функции клетки», М., «Мир», 1964.


«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка


Объяснения некоторых типов торможения

Для объяснения некоторых типов торможения необходимо дополнить эту картину передачи импульсов через синапс еще несколькими штрихами. Согласно гипотезе в ее простейшем виде, ионы хлора и калия могут свободно проходить через отверстия в мембране у всех тормозных синапсов. Было установлено, однако, что блуждающий нерв подавляет сокращение сердечной мышцы почти исключительно за счет движения ионов калия. В…


Способность синапсов изменять ионную проницаемость

Итак, тормозные синапсы, так же как и возбуждающие, обладают способностью изменять ионную проницаемость синаптической мембраны. Различие заключается в том, что под влиянием тормозных синапсов ионы свободно движутся в направлении электрохимического градиента, равновесное значение которого лежит при —80 милливольт, а не при нуле, как в случае возбуждающих синапсов. Это достигается либо за счет выхода наружу положительно…


Деполяризующие потенциалы

Деполяризующие потенциалы, создаваемые в клеточной мембране возбуждающими синапсами, называются возбуждающими постсинаптическими потенциалами, или ВПСП. Через одну пипетку двойного микроэлектрода можно приложить фоновый ток и с его помощью повышать или понижать потенциал покоя на внутренней поверхности клеточной мембраны. Если этот отрицательный потенциал имеет большую величину, то ВПСП возрастает быстрее, давая более ранний пик. Если потенциал будет…


Условия для отсутствия ВПСП

Искусственно изменяя потенциал внутри клетки, можно установить, что при падении разности потенциалов по обе стороны мембраны до нуля движение ионов прекращается и, следовательно, ВПСП отсутствует. Как же синаптическая мембрана, бывшая столь надежной преградой для ионов, становится проницаемой? Согласно современным представлениям, это превращение вызывается химическим передатчиком, содержащимся в синаптических пузырьках. Нервный импульс, достигая синаптической бляшки, вызывает…


Возникновение нервного импульса в мембране

В момент возникновения нервного импульса в мембране как бы «распахиваются ворота», через которые ионы натрия по мере прохождения импульса проникают внутрь аксона; в результате содержимое аксона приобретает в этом месте положительный заряд. Процесс, раз начавшись, в дальнейшем усиливается сам собой: первые ионы натрия словно шире «распахивают ворота» в мембране, облегчая путь другим ионам натрия. В…


Изменения происходят в среде в первый период культивирования

Какие же именно изменения происходят в среде в первый период культивирования? Об этом мы можем лишь догадываться. Клетки, находящиеся в состоянии активного обмена, потребляют из среды одни вещества и выделяют в нее другие. Г. Игл и его сотрудники описали недавно интересный случай взаимосвязи между культивируемой клеткой и окружающей ее средой. Изучение потребности в питании у…


Колония мышечных клеток развивающихся из отдельной клетки

После соответствующего окрашивания их можно было отличить от дискообразных колоний фибробластов даже невооруженным глазом (смотрите рисунок ниже). Колония мышечных клеток развивающихся из отдельной клетки Колония мышечных клеток развивается из отдельной клетки очень быстро. Вверху слева — отдельная клетка (увеличено в 850 раз). Спустя три дня возникает несколько клеток (вверху, в центре). На шестой день появляются…


Лентовидные клетки

Когда слой клеток становится сплошным, появляется много длинных лентовидных клеток; эти клетки можно отнести к мышечным на основании следующих трех признаков. Во-первых, в каждой из них содержится по нескольку ядер. (За последние годы накопились веские доказательства в пользу того, что мышечные клетки возникают в результате последовательного слияния отдельных клеток.) Во-вторых, они совершают иногда быстрые самопроизвольные…


Введение меченой аминокислоты подопытной личинке

Если ввести личинке какую-либо меченую аминокислоту (например, лейцин), то метка в белке вздутий полностью (или почти полностью) отсутствует. Меченый белок всегда появляется сначала в цитоплазме и попадает в хромосомы самое раннее через час. Один из авторов этой статьи (Клевер) получил аналогичные результаты, вводя личинкам одновременно лейцин и экдизон — гормон, вызывающий быстрое образование вздутий в…


РНК вздутий

Итак, РНК вздутий безусловно представляет собой особый тип РНК. Можно ли ее считать информационной РНК? Необычный состав ее оснований подсказывает положительный ответ. В РНК хромосомных вздутий слюнной железы аденина всегда содержится больше, чем урацила, причем в случае одного из изученных вздутий аденина даже в 2 раза больше (в РНК в отличие от ДНК вместо тимина…