Страница 11 из 40
Циклический процесс длится, пока рибосома не "увидит" на сРНК сигнал "стоп" (
например, комбинацию "UGG") - законченная цепочка, являющаяся недоделанным белком, немедленно открепляется.
Каков характерный размер белково-сборочного инструмента под названием рибосома?
- Оказывается, всего ~20 нм, то есть в поперечнике рибосомы вкладывается всего 30-40 атомов!
Итак, клетка собирает белки специальными наноинструментами [Нанос = "карлик" (греч.)
], будто маленькими ручками. Узнавая о "ручном" изготовлении белков в клетке, начинаем понимать, почему методы традиционной "колбовой" химии беспомощны перед синтезом абсолютного большинства белков. (
А между тем, "фабричное" изготовление белков было бы очень экономически выгодным.)
Недоделанный белок транспортируется к комплексу Гольджи - аппарату по "доработке" белков.
Аппарат Гольджи наполнен ферментами - специальными белками.
Функция ферментов может состоять, например, в добавлении к определенным участкам недоделанного белка атомов S или P или же в отрубывании небольших конечных участков белка.
Покидая аппарат Гольджи, готовый белок несет на себе молекулярную "бирку", гарантирующую его транспортирование к нужному "потребителю".
Такой потребитель может находиться как внутри, так и вовне клетки .
Рибосома и комплекс Гольджи - это лишь два органа клетки. Есть еще такой аппарат, как лизосома [Люз-, лиз- = "разлагать" (греч.
, сравни: катализ, анализ)] - органелла для утилизации отработанных "деталей".
Лизосомы содержат в себе очень химически активные белки, разлагающие изношенные органеллы на составляющие и отправляющие их к месту собирания новых органелл.
Митохондрия - следующая органелла клетки. Она имеет внешнюю и внутреннюю мембраны.
Внутренняя мембрана сложена подобно материи со множеством складок, так что внутренняя поверхность становится очень развитой.
В каждом отделении ("складке") митохондрии специальные ферменты образовывают конвейер по внедрению энергии, получаемой от окисления глюкозы и других веществ, в молекулы аденозинтрифосфата (АТФ).
АТФ-молекулы являются энергетической "валютой" для клеток организма и служат топливом/батарейками во множестве процессов: в метаболических реакциях, транспортировании веществ сквозь мембраны, выполнении механической работы (
например, движение мускул) и др. Производительность работы митохондрии - тысячи батареек в секунду.
Как представить себе транспортирование веществ сквозь мембраны с помощью энергии фосфатной связи молекулы АТФ?
В чем именно состоит эта "помощь"? Это же не живые существа, с собственным мозгом, а "нанодетали".
- Насколько же тонкой должна быть механика всех этих молекулярных деталей и "пружин"!
Положение митохондрии в растительных клетках занимает хлоропласт - органелла, ответственная за фотосинтез.
Если митохондрии владеют "ноу-хау" на изготовление АТФ-батареек, то хлоропласты наделены в добавок еще и уникальной способностью "ловить солнечные лучи и вплетать их в химические соединения".
После органелл обычно перечисляют ткже клеточную мембрану (
оболочку). Она состоит из двух пластов жирных молекул. Клетка должна иметь возможность обмена веществами с внешним миром.
Но как обеспечить вход/выход лишь строго определенных микрообъектов?
- Для этого клеточная мембрана наделена отверстиями со специальными "контрольно-пропускными" белками на них.
Мембранные белки обеспечивают чрезвычайную селективность: в клетку попадает очень ограниченный круг объектов.
Среди этих "разрешенных" объектов значатся, конечно, и белки.
Как упоминалось, они строго определенны для каждого типа клеток - а различных типов клеток в животном организме в среднем около ста.
Набор белков строго определенен еще и для различных типов (видов)
организмов - а их очень много. Значит, специфических наборов - целое море.
Четкая настроенность определенного типа клеток на конкреный набор микрообъектов среди большого разнообразия наборов очень усложняет эволюционную модель происхождения клетки.
Еще один интересный момент. Клетка производит много чего, но всегда столько, сколько нужно.
Потребители продукции клетки могут находиться возвне (другие клетки/органы)
либо внутри. Внутренние потребности, кроме выработки АТФ, могут состоять в ...
изготовлении самой себя! Вспомним, что клетка растет (если на это есть инструкция "свыше")
, и может даже разделиться на две идентичные клетки, то есть удвоить количество своих составных частей.
Интересно, что клетка точно и адекватно оценивает ситуацию - темп роста мембраны не опережает темп продуцирования рибосом или других компонентов.
Имеет место "многозадачность клеточного процессора" - везде прибавляется понемногу, так что в целом создается впечатление одновременности роста всех частей.
В клетке много тонких организационных нюансов. Клетка является, по сути, автономным организмом.
Удивительная мысль - наш организм состоит из миллиардов отдельных организмов.
Изучением устройства клеток и клеточных процессов занимается отдельная наука - цитология.
Нет сомнения, что книгу "Один день из жизни Клетки", если бы такая была, многие с удовлетворением прочитали бы.
Изучение клетки в живом состоянии стало возможным лишь после появления фазоконтрастной микроскопии и других высоких технологий.
Поэтому, не следует думать, будто о клетке уже все известно.
Известно очень мало. Иначе можно было бы синтезировать белки в лаборатории или разобрать клетку на отдельные молекулы и снова собрать (
не говоря уже о создании новых типов клеток). Неужели такого описания клетки недостаточно для качественной оценки возможности самосборки этой наименьшей единицы жизни?
Самосборка клетки невозможна. Представьте себе ученого, который, найдя в пустыне компьютер, изберет наиболее вероятной гипотезой его происхождения идею спонтанной самосборки.
Как мы назовем такого "ученого"? Именно так выглядит ситуация с апологетами идеи возникновение клетки by chance[Случайно (англ.)].
Компьютер среди песка сам собою не может собраться даже за миллиарды лет.
Это вещь полностью невероятная, так как отсутствуют соответствующие технологии.
Вдобавок, в это произведение не может сама собой заложиться сложная логика (код)
, внутренняя взаимосогласованность. По крайней мере, мы находили бы сначала более простые конструкции "естественного происхождения": электронные часы, аналого-цифровой преобразователь и т.п.
Вероятности самосборки компьютера посреди пустыни не существует вообще.
Идея самоорганизации неживой материи в живую противоречит непоколебимому II-му закону термодинамики о неуменьшении энтропии/неупорядоченности: материальные системы стареют, упрощаются и снижают упорядоченность, а не наоборот.
Ученые-материалисты говорят: "Да, неживая материя не повышает уровень своей организованности.
Но, случайно преодолев определенный барьер, начинается противоположный процесс - она непрерывно усложняется, порождая многочисленные виды организмов".
Такая гипотеза пуста, поскольку никто не привел ни единого примера "преодоления баръера".
Если в реальных условиях переход неживой материи в живую наблюсти не удается, тогда надо искусственно создать наиболее благоприятные условия, ускорить все процессы и таки добиться самозарождения.
До сих пор все попытки "помочь" мертвой материи преодолеть рамки II-го закона термодинамики были неудачными.
При пропускании электрического разряда сквозь смесь аммиака, метана и водяного пара, образование основных типов аминокислот действительно возможно [Miller S.L.
A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions // Science - Vol. 117, No. 3046 (1953) - P. 528-529], но право- и левосторонняя стереометрия молекул равновероятны.
Супермолекула ДНК построена исключительно из левосторонних структурных элементов (
во всех организмах). Один единственный правосторонний блок разрушает всю цепь левосторонних, и наоборот.
Если первобытный бульон содержал 50 на 50 левосторонних и правосторонних структурных блоков, тогда эксперименты Миллера-Фокса по синтезу "в колбе" кирпичиков жизни не являются удачными.
Примечание: Интересно, что молекулярная формула змииного яда не отличается от формулы яичного белка ничем, кроме своей правосторонности - настолько разрушительной для жизни есть противоположная стереометрия.