ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие принципы структурной организации клетки из "Химия жизни" Для правильной работы большого числа звеньев биологических машин необходимо не только соблюдать последовательность включения отдельных химических механизмов — процессов гликолиза, цикла Кребса, ферментов дыхательной цепи и т. д., но и расположить в пространстве все соответствующие химические аппараты так, чтобы продукт, полученный в одном из них, легко попадал в следующий. Без этого невозможен слаженный ход химических машин и, конечно, невозможно и четкое регулирование их действия. Отсюда следует, что клетка — это не просто сосуд, где беспорядочно, как в растворе, рассеяны ферменты, субстраты, гормоны и т. д. Клетка действительно напоминает механизм, назначение которого поддерживать свое существование и обеспечивать устойчивость организма в целом. В биологической клетке, как и во всякой машине, детали размещены строго определенным образом клетка имеет структурно химическую организацию. Исходя из общих соображений, относящихся к характерным особенностям жизни, попробуем выяснить, какие же процессы О бя-зательно должны протекать в клетке и в каком порядке они должны сочетаться. [c.156] Биологическая машина должна состоять, во-первых, из энергетического узла, в котором энергия, заключенная в исходных веществах (т. е. пища и кислород), превращается в химическую энергию веществ, играющих роль аккумуляторов энергии. Это превращение необходимо, так как не всякая молекула пригодна для снабжения энергией биологических механизмов. [c.156] Но можно ли сразу вводить в энергетический узел молекулы углеводов, жиров и других веществ Не требуется ли сначала их предварительная подготовка На многих заводах сырье подвергается предварительным операциям иногда это размельчение, иногда сушка, а иногда и химические операции. Введем и мы узел предварительной обработки, и пусть в этом узле исходные молекулы и активируются и, если нужно, измельчаются. [c.156] Химические узлы, о которых идет речь,— это, очевидно, совокупность процессов гликолиза, цикл Кребса, перенос электронов по дыхательной цепи, образование в ней АТФ. Но клетка не только ассимилирует вещества, она создает новые соединения. [c.156] конечно, и узел синтеза. В этом узле подготовленное сырье, например аминокислоты, превращается в химическую продукцию —различные белки. Здесь же надо будет синтезировать и катализаторы-ферменты, без которых все узлы вообще работать не будут. [c.156] Организму требуются не любые, а вполне определенные белки с заданным строением. Поэтому придется заготовить и матрицы-шаблоны для синтеза да еще позаботиться о том, чтобы эти матрицы тоже постоянно обновлялись. Задача, к которой мы теперь переходим, заключается в том, чтобы выяснить, а как же на самом деле размещаются все эти узлы в живой клетке проблема эта носят довольно длинное название — компартаментализа-ция, т. е. располол еппе химических систем по отдельным местам клетки. [c.157] Потребовалось очень много труда, пока не были, наконец, найдены средства, позволившие сблизить взгляды физико-химиков. изучавших молекулу, и биологов, исследовавших клетку как мельчайший объект. Биологи (цитологи) открыли новые типы частиц, гораздо меньшие по размерам, чем сама клетка (орга-неллы), а биохимики добрались до смысла тех реакций, которые в них протекали. Сравнительно недавно появился термин исследования на молекулярном уровне , это означает изучение химической стороны таких важнейших явлений в жизни клетки, как синтез белка, клеточное деление, усвоение пищи и др. Громадный успех сопутствовал вторжению физико-химических методов в биологию рентгеноструктурный анализ, хроматография, спектроскопические методы ЭПР, ЯМР и другие стали надежными средствами проверки теоретических взглядов. Удалось раскрыть структуру молекул белков, выяснить роль нуклеиновых кислот в синтезе белка, изучить активные группы ферментов и т. п. [c.157] Вот тогда и стал на очередь труднейший вопрос о размещении в клетке отдельных узлов химических превращений. Не все еще известно в этой области — неизвестного, конечно, больше, но пути исследований, несомненно, уже намечены. [c.157] Опишем сначала общие микроскопические детали ее устройства, а затем выясним, в каких местах и как именно размещены важнейшие узлы биохимических машин. [c.157] Вернуться к основной статье