Живительная химия клетки (2 часть)

,20 сентября 2017

<= 1 Часть Если измельчить морскую губку, и из получившейся каши отжать сок, получится бульон из отдельных клеток. В течение ночи отдельные клетки, будто зная, что им делать, сформируют новую губку. Этот эксперимент был проведён более 100 лет назад и спровоцировал возникновение множества вопросов.

Клетки это капсулы с молекулами, так как же безжизненным молекулам удаётся собраться вместе и ожить? Исследовать клетки активнее всего начали в Германии. Там же было установлено, что всё живое состоит из клеток, что каждая клетка имеет ядро и факт деления клеток. Проблемой было то, что глядя на единицу жизни учёные того времени видели крайне мало, они не могли "заглянуть" внутрь клетки и не представляли процессов, происходящих в ней. Первые шаги в этом направлении были сделаны в городе Тюбинген.

В городском замке расположилась первая в Европе биохимическая лаборатория. Её сотрудники стремились как можно больше узнать о клетках человеческого тела. В 1868 году сюда прибыл Фридрих Мишер. Молодой и талантливый учёный занимался изучением химического состава лейкоцитов. Он был сосредоточен на изучении состава ядра клетки, для чего ему нужен был способ избавиться от цитоплазмы и стабильный источник клеток.

В то время шла война с Пруссией и сотни раненых стали идеальным источником лейкоцитов. Мишер собирал старые повязки солдат, чтобы снять с них гной, покрытый огромным количеством нужных клеток. На скотобойне он забирал свиные желудки, содержащие пепсин, помогающий переваривать пищу. Учёный вымывал фермент из желудков с помощью кислоты и смешивал с лейкоцитами. После того как пепсин расщеплял клетки, можно было изучать ядро. Мишеру удалось обнаружить в ядре молекулу, которая помимо углерода, водорода, кислорода и азота, входящих в состав всей живой материи, содержит фосфор. Это крайне отличало её от других молекул. Он назвал её нуклеином. Сегодня мы знаем её как ДНК. Опыт подтвердил наличие молекулы и во многих других клетках. Таким образом была доказана теория о том что ядро содержит нечто особенное, общее для всего живого.

Это также лишний раз доказывает то, что поступление определённых микроэлементов и витаминов крайне важно для правильного развития организма. Биологически активные добавки Coral Club являются надёжным источником обогащения рациона. Купить бады сегодня означает воздействовать на организм на молекулярном - основополfгающем уровне.

Однако открытие ДНК опередило своё время, так как не было представления о назначении ядра и функционировании клеток. Следующий этап формирования знания о клетках начался в Неаполе.

Центром научной жизни Неаполя стала морская биостанция, куда в 1888 году прибыл Теодор Бовери. Целью немецкого учёного было изучение процесса оплодотворения клеток, так как сразу после этого они начинают делиться, повторяя процесс снова и снова, рождая новую жизнь. Было ясно, что жизнь передаётся от одной клетки к другой. Учёные заметили, что в процессе деления в ядре становятся видны "палочки", которые, "распутываясь", устремляются в разные стороны. Ядро делится надвое, а вместе с ним и клетка. Эти палочки назвали "хромосомами".

Чтобы понять процесс деления клеток Бовери использовал морских ежей. Он выяснил, что если сперматозоид проникает в яйцеклетку, их ядра образуют новое ядро и начинается процесс деления. Ядра вновь образованных клеток будут точной копией ядра начальной. Понимая важность хромосом в клеточном делении, Теодор ввёл в яйцеклетку два сперматозоида и процесс деления нарушился. Деление продолжалось, но образовывались клетки неправильной формы, ядра были разной величины, что свидетельствовало о различном количестве хромосом в них. В итоге, вместо обычного морского ежа, получался монстр.

Результат эксперимента подтверждал, что правильное развитие возможно лишь в случае если каждая дочерняя клетка содержит набор хромосом точно соответствующий набору хромосом материнской. Если в новых клетках хромосом больше или меньше, процесс деления сбивается, формируется неправильный эмбрион, развитие которого прекращается на ранней стадии.

Для обеспечения правильного эмбрионального развития, необходимо правильное питание. ПНЖК и фосфолипиды крайне необходимы для образования новых клеток а аминокислоты нужны для клеточной жизнедеятельности. Многие микроэлементы, мы получаем вместе с пищей. Чтобы обеспечить организм достаточным количеством питательных веществ многие используют биологически активные добавки Coral Club. Купить бады - значит обеспечить здоровье клеток организма.

Изучая морских ежей 20 лет, Бовери убедился в том, что хромосомы содержат наследственные признаки. Таким образом он предсказал существование генов.

Исследования Бовери в Неаполе заинтересовали Моргана Хантера - эмбриолога в Колумбийском университете Нью Йорка. Для изучения хромосом он использовал плодовых мух "Дрозофил". Он скрестил мух с разным цветом глаз и обнаружил передачу признака по мужской линии. Так было найдено подтверждение предположения Бовери. Наследственные характеристики соотносятся с определёнными участками хромосом.

К 1922 году была создана первая в истории хромосомная карта. На ней изображалось более 2 тысяч различных характеристик. При описании участков хромосом Морган использовал слово "ген".

Возник новый вопрос. Что такое ген? Благодаря какой молекуле информация передаётся между клетками?

Завесу тайны приоткрыл инфекционист Фредерик Гриффит - сотрудник Министерства зравоохранения в Лондоне. Изучая бактерии, он хотел понять почему некоторые бактерии убивают а некоторые - нет. В поисках вакцины от пневмонии, Гриффит вводил мышам разные сочетания штаммов. Одни были безвредными а другие смертельными. В надежде обезвредить бактерии, учёный нагрел колбу со смертельными штаммами. Это сработало, вакцины из данной колбы больше не убивали мышей. Но когда он смешал безвредные штаммы с нагретыми, мыши снова стали умирать. Очевидно что-то в нагретой колбе выжило и "научило" безвредные бактерии убивать. Фредерик так и не разобрался в этом, продолжив свои исследования.

Его изыскания позволили учёным выйти на новый уровень понимания строения клетки. Прорыв совершила группа американских биохимиков. Они проанализировали все молекулы смертельных бактерий и пришли к выводу, что единственной молекулой, способной трансформировать другие клетки была молекула ДНК, обнаруженная Мишером 75 лет назад.

Активное исследование структуры ДНК началось после Второй Мировой войны. Множество выдающихся физиков-ядерщиков стремились заглянуть внутрь атома. Так в Америке начали изучать молекулярный состав нитей ДНК с помощью рентгеновских лучей. Суть метода в том, что, проходя сквозь молекулы, лучи отклоняются. Отклонение позволяло судить о структуре молекул. Так в Америке был сделан снимок нити ДНК, который позволил учёным из Кембриджа описать её структуру и состав.

Френсис Крик и Джеймс Уотсон показали миру, что ДНК состоит из двух сплетённых спиральных нитей на каркасе из сахара и фосфатов. Внутри спирали расположены 4 молекулы: аденин, тимин, цитозин и гуанин. Эти молекулы получили название "нуклеиновых оснований". Эти основания миллионы раз попарно соединяются внутри спирали: A+T и C+G. Разделив нити двойную спираль можно легко восстановить. Это объясняло то, как гены копируются при каждом делении клетки.

Через 10 лет удастся расшифровать инструкции хромосом. Но это не объяснит то как, при одинаковой ДНК, в организме формируются разные клетки и каждая из них знает для чего она предназначена.

В Швейцарии спустя 30 лет после открытия структуры хромосом произошёл очередной прорыв. Профессор Уолтер Геринг со своей командой, изучая плодовых мух, обнаружили на хромосоме несколько очень похожих генов. Выяснилось, что все основные части тела мухи похожи. Их контролируют несколько идентичных "генетических переключателей". Они "переключают" различные гены в развивающемся зародыше. Каждый из "переключателей" отвечает за определённый сегмент тела мухи.

Так выяснилось, что хромосомы - это молекулы, содержащие информацию для создания всех типов клеток, существующих на Земле. 3 Часть=>

Поделиться: