Qu'est-ce qu'une cage?

En 1665, l'Anglais Robert Hooke a construit un appareil que nous appelons un microscope. Comme toute personne curieuse, et les scientifiques diffèrent d'un simple mortel entre autres avantages et cette qualité, Hooke a commencé à examiner tout ce qui était sous la main au microscope.

Deux ans plus tard, il tombe sur un bouchon. Il a fait sa coupe la plus fine et ... une autre découverte. La structure interne du bouchon, ressemblant à un nid d'abeille, apparut sous ses yeux. Il a nommé ces petites cellules "Cellules", qui en russe signifie cellules, nids, nids d'abeilles, cellules, en un mot, quelque chose de clôturé, isolé du reste. Ce terme a été adopté par la science, car il reflétait étonnamment fidèlement les propriétés des particules élémentaires des êtres vivants. Cependant, cela est devenu clair beaucoup plus tard. En attendant, différents chercheurs détectent des cellules dans différents objets. L'idée de l'universalité de la structure de la matière vivante est dans l'air.

Biologiste après biologiste confirment: tel ou tel organisme vivant est constitué de cellules. Le nombre d'observations augmente. Un peu plus, et la quantité doit se transformer en qualité. Cependant, il a fallu «un peu» près de 100 ans. Ce n'est qu'en 1838-1839 que le botaniste Schleiden et l'anatomiste Schwann décident de généraliser: «Tous les organismes vivants sont composés de cellules». Dire "tout", la science a pris plus d'un siècle, mais c'est la différence entre la somme des observations et la théorie scientifique les généralisant.

Et pourtant, la théorie cellulaire ne pouvait pas encore être considérée comme créée. Le point essentiel est resté flou: d'où proviennent les cellules elles-mêmes. Les biologistes ont observé et même décrit à plusieurs reprises leur division. Mais personne n'a jamais pensé que ce processus était la naissance de nouvelles cellules. Un chercheur moderne a remarqué à juste titre à cet égard: «L'observation est rarement reconnue si elle nous oblige à tirer des conclusions déraisonnables, et l'affirmation selon laquelle chaque cellule résulte de la division d'une autre, déjà existante, semblait totalement déraisonnable.

^{Le schéma moderne de la structure de la cellule, basé sur des observations microscopiques électroniques: 1 - noyau; 2 - nucléole; 3 - enveloppe nucléaire; 4 - cytoplasme; 5 - centrioles; 6 - réticulum endoplasmique; 7 - mitochondries; 8 - coque cellulaire.}

Et pourtant, en 1859, un postulat «déraisonnable» fut formulé, qui jeta les bases d'une nouvelle biologie cellulaire: "Chaque cellule provient d'une cellule".

Le microscope de Robert Hooke a été agrandi 100 fois. Il suffisait de voir la cage. 300 ans plus tard, en 1963, un microscope électronique agrandit une cellule 100 mille fois. Cela suffit déjà pour la considérer. La différence, comme le disent les physiciens, n'est que de trois ordres de grandeur. Mais derrière eux se trouve un chemin complexe et difficile de la biologie descriptive à la biologie moléculaire, de la première connaissance de la cellule à une étude détaillée de ses structures.

La figure montre une cellule vue à travers un microscope électronique moderne. Le lecteur doit être patient: son «inventaire» va maintenant suivre.

Nous allons commencer par le shell. Elle est une coutume de cage. La coque surveille avec vigilance que les substances inutiles pour le moment ne pénètrent pas dans la cellule; au contraire, les substances dont la cellule a besoin peuvent compter sur son assistance maximale. Le noyau est situé approximativement au centre de la cellule. Ce dans quoi il «flotte», c'est le cytoplasme, en d'autres termes, le contenu de la cellule. Malheureusement, nous ne pouvons pas ajouter grand-chose à cette définition loin d’être exhaustive. Nous ne pouvons même pas répondre sans ambiguïté aux questions les plus élémentaires. Cytoplasme liquide ou solide? À la fois liquide et solide. Est-ce que quelque chose bouge ou est-ce que tout est en place? Et il se lève et bouge. Est-ce transparent ou opaque? Oui et non. Quelle partie de la cellule occupe-t-il? De un pour cent à quatre-vingt-dix-neuf. Tout est clair, non?

Néanmoins, les réponses sont correctes. C'est juste que le cytoplasme est inhabituellement changeant, il réagit aux moindres changements de l'environnement. Piquez une amibe à cellule unique avec une aiguille et vous verrez (bien sûr, sous un microscope) beaucoup de changements. Le mouvement du cytoplasme, sa transparence, sa viscosité changeront, la forme de la cellule changera. En un mot, agissez de quelque manière que ce soit sur le cytoplasme, et vous verrez: il va certainement réagir d'une manière ou d'une autre.

Dans le cytoplasme, dissous une énorme quantité de différents? substances chimiques. Dans celui-ci, beaucoup d'entre eux terminent leur voyage, et ils commencent souvent à notre table. Nous salons la soupe - à partir de là, le sel de table pénètre dans la cage. Nous mettons du sucre dans le thé - il atteint également le cytoplasme, même s'il se décompose en deux en glucose et en fructose. Nous mangeons des fruits et des légumes - leurs vitamines migrent dans le cytoplasme. Enfin, une cellule contient toujours un grand nombre de protéines diverses. Toutes ces substances ne restent pas oisives, elles travaillent pour la cellule, en elles elle puise sa force, son avenir.

Cependant, le plus surprenant n'est pas que ces molécules se soient rassemblées au même endroit, mais qu'elles coexistent, bien que pour une courte période, les unes avec les autres. Dans un flacon de chimiste, beaucoup de ces composés et moments ne pouvaient pas être maintenus ensemble - ils entreraient immédiatement dans une réaction. Mais la cellule est un politicien avisé, elle a besoin de préserver l'individualité de chaque molécule à ses propres fins, et elle prend toutes les précautions.

Pour cela, il isole certaines des molécules les plus agressives de leurs victimes possibles - il répand les molécules dans différents «coins» de la cellule - ou, dans les cas extrêmes, humilie leur ardeur chimique. Du point de vue de la nature, cela se fait de manière très ingénieuse et simple (si l'on essayait d'appliquer la même technique dans les laboratoires de chimie, personne n'oserait probablement l'appeler simple). Que ferait chacun de nous s'il avait besoin de placer un chat et un chien dans la même pièce? Bien sûr, j'aurais muselé le chien. Eh bien, parfois, la cellule fait la même chose - elle "met" des enzymes - des substances qui régissent toutes les réactions dans la cellule, des molécules "retenant" qui ferment les sites actifs des enzymes.

Ainsi, le cytoplasme est le site d'action de nombreuses réactions chimiques se déroulant dans la cellule; c'est essentiellement l'arène de son activité vitale.

Mais cette arène n'est pas un espace vide; l'espace de vie d'une cellule est divisé entre ses organes, ou, comme disent les biologistes, les organites, ce qui signifie les plus petits organes. Ils ont divisé entre eux non seulement le territoire du cytoplasme, ils ont clairement divisé les sphères d'influence.

Organella numéro 1 - mitochondries, ressemble à une barge flottante. Si la mitochondrie est disséquée, sa structure interne ressemble à une étroite bande côtière d'une plage de sable, sur laquelle les vagues ont moussé des plis bizarres. De tels plis d'épaisseur différente (dans les mitochondries, ils sont appelés crêtes) coupent tout l'espace interne des mitochondries. Les mitochondries sont les centrales électriques de la cellule. L'énergie est accumulée en eux, qui ensuite, au besoin, sera dépensée pour les besoins du corps. Ces opérations de revenus et de dépenses sont effectuées par le «principal énergétique» de la cellule - l'acide adénosine triphosphorique, en abrégé ATP. De plus, il est intéressant que les humains et les bactéries stockent des réserves d'énergie dans la même molécule - dans l'ATP. Quand il y a un besoin d'énergie - pour une personne, par exemple, pour un travail musculaire, pour le mimosa - pour rouler des feuilles, pour des lucioles - pour briller, dans une raie - pour la formation d'une charge électrique - les demandes arrivent à la mitochondrie, et aux répartiteurs économes - des enzymes spéciales séparées de une grosse molécule d'ATP une ou deux pièces - un groupe d'atomes contenant du phosphore. Au moment de la séparation, de l'énergie est libérée.

Des photographies au microscope électronique de cellules prises il y a plusieurs années montrent clairement un réseau s'étendant du noyau à la membrane - toute une collection de tubules, flagelles, membranes, tubules. Il y a encore 30 ans, lorsque la connaissance d'une cellule ne pouvait avoir lieu qu'avec la médiation d'un microscope optique, personne ne voyait vraiment le réseau.Néanmoins, les scientifiques ont estimé qu'il y avait «quelque chose» ici, et ont constamment dessiné des cellules dans la cellule. Le microscope électronique a vu ce que les scientifiques avaient prévu: il s'est avéré vraiment être un réseau, et il a été appelé endoplasmique, c'est-à-dire intraplasmique.

Ce réseau entoure étroitement le noyau, les mitochondries et les organites qui nous sont encore inconnus - les ribosomes. Les ribosomes sont des usines de cellules protéiques. Tous les êtres vivants sont fournis avec leurs produits. Compte tenu de l'importance stratégique de ces installations, la nature a veillé au bon déroulement des travaux. La productivité de l'usine de protéines est énorme: par heure de fonctionnement, chaque ribosome synthétise plus de protéines qu'il n'en pèse.

Mais comme toute entreprise, les ribosomes travaillent sous un leadership strict et impitoyable. Les ordres proviennent du noyau, du principal contrôleur de la synthèse des protéines - le chromosome.

Les chromosomes se trouvent dans les noyaux de tous les êtres vivants: bactéries, plantes, animaux. Les chromosomes humains semblent différents d'un papillon de nuit, par exemple, mais partout ils servent le même service: ils contrôlent la synthèse des protéines. C'est dans les chromosomes que se trouvent les molécules d'acide désoxyribonucléique - l'ADN. Ils, comme un livre de cuisine, contiennent des recettes pour préparer une grande variété de protéines, qui sont utilisées pour les besoins de la cellule elle-même et pour "l'exportation". Le fonctionnement normal de l'organisme repose sur la stricte spécificité de dizaines de milliers de protéines. Pour garder votre visage dans cette agitation, vous devez bien vous souvenir de votre propre structure. Les écureuils eux-mêmes ne se souviennent pas de lui; la cellule le fait pour eux à l'aide de l'ADN. Une de ses molécules stocke la structure de dizaines de protéines. Chaque chromosome est libéré d'une quantité d'ADN strictement définie pour un organisme donné. L'ADN du chromosome est très serré: la longueur du chromosome est mesurée en millièmes de millimètre et la longueur des molécules d'ADN qui y sont placées est en mètres.

Maintenant, quand on considère une cellule dormante et non en division, les chromosomes sont très peu visibles: ils fonctionnent, et pour cela ils doivent maximiser leur surface - ils s'étirent et donc se rétrécissent.

Cependant, ce temps ne dure pas si longtemps (pour nous) - seulement 10 à 20 heures. Après une période de travail intense, la cellule commence à se préparer à la division; les chromosomes s'y préparent également: ils se tordent, s'épaississent et s'alignent tous dans un même plan - en ce moment, ils sont faciles à voir. Au moment où le lecteur arrivera à la description de la division cellulaire, les chromosomes seront clairement visibles et, en profitant de cela, nous en parlerons plus en détail.

C'est la fin de notre excursion dans l'intérieur cellulaire. Mais cela ne veut pas du tout dire que nous avons épuisé la cellule; beaucoup de ses détails sont restés hors de notre attention. Mais nous avons choisi l'essentiel, quelque chose sans lequel il sera difficile de continuer le chemin vers notre objectif final. Et, en y passant une étape de plus, nous devons retirer de ce chapitre une idée claire des trois structures de la cellule - la centrale électrique, l'usine de protéines et le chromosome. Si le lecteur l'a compris, il a obtenu un laissez-passer au chapitre suivant.

Azernikov V.Z. - Le code résolu

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