Антисоциальные клетки

Наш организм - федерация из огромного числа клеток, каждая из которых - тоже организм, живущий своей сложной жизнью, но при этом все время взаимодействующий со всеми другими клетками федерации, адекватно реагирующий на их сигналы и, в свою очередь, посылающий им свои сигналы. Благодаря такому сложному социальному поведению каждой клетки многие миллиарды и триллионы клеток помогают друг другу, четко выполняют каждая свои функции, занимают каждая отведенное ей определенное место (территорию) в организме, размножаются только, когда это необходимо, и в итоге соединяются в единое целое - многоклеточный организм.

Однако, иногда в организме появляются клетки, у которых изменено социальное поведение: клетки, которые в той или иной степени становятся "глухими" к сигналам других клеток организма, клетки которые размножаются независимо от сигналов, посылаемых этими клетками, и проникают на территорию, занятую другими тканями. Эти изменения отдельных клеток наследственны: свою способность к асоциальному поведению такие клетки передают при делении своим потомкам в бесконечном ряду клеточных поколений. Такие наследственные изменения отдельных клеток организма являются результатом возникновения нарушений, мутаций в их ДНК-веществе, кодирующем структуру белков этой клетки. При образовании таких клеток мутируют именно те участки ДНК (генома), которые кодируют белки, отвечающие за структуру белков, участвующих в приеме и восприятии сигналов от других клеток. Из одной мутантной клетки в результате ее бесконтрольного размножения образуется целая колония клеток, так называемый клон. Все доброкачественные и злокачественные опухоли (новообразования) представляют собой клональные колонии таких измененных клеток. Иначе говоря, клетки, поведение которых стало асоциальным в результате мутации соответствующих генов - основа всех опухолевых заболеваний. Изучение сущности таких изменений оказалось весьма важным не только для практической медицины, но и для теоретической биологии: благодаря этим исследованиям испорченных клеток мы начали за последние годы понимать сущность тех процессов, которые ответственны за социальное поведение нормальных клеток, начали понимать молекулярную природу реакции клеток на внешние для них сигналы других клеток. Как это часто бывает в биологии, исследования повреждений помогли выяснить природу того, что портится, природу соответствующих нормальных процессов. Здесь мы рассмотрим очень кратко результаты этих исследований.

Клетка воспринимает сигнальные молекулы и реагирует на них

Сигналы, посылаемые от клетки другим клеткам, обычно представляют собой специальные молекулы, выделяемые такой клеткой в межклеточные среды: если клетки находятся в организме, то в кровь, лимфу, тканевую жидкость, а если клетки пересажены в культуру, то в среду этой культуры. Такие плавающие молекулы могут прикрепиться снаружи к другим молекулам-рецепторам, расположенным в клеточной мембране и изменить их состояние, активировать эти рецепторы. В свою очередь, внутренняя часть активированного рецептора, расположенная в цитоплазме клетки под мембраной, активирует первую молекулу-посредник, та - следующую молекулу и так далее до тех пор, пока, в конце такой цепи, не будут активированы молекулы-эффекторы, включающие процессы, меняющие общее состояние клетки, например, включающие процессы роста и подготовки к делению. В организме всегда имеет место разделение клеток: выделяют определенную сигнальную молекулу клетки одного типа, а имеют рецепторы к этой молекуле и потому способны активироваться ею - клетки другого типа. Типичными сигнальными молекулами являются гормоны. Например, клетки передней доли гипофиза выделяют в кровь тиреотропный гормон, а чувствительны к нему клетки щитовидной железы, имеющие специфические рецепторы. Другой пример: при ранении какого-либо органа в рану изливается кровь и определенные клетки такой крови, тромбоциты, выделяют в среду специальный белок, называемый тромбоцитарным фактором роста (ТФР). Рецепторы ТФР имеются на фибробластах - клетках, окружающей рану соединительной ткани. Активированные ТФР фибробласты мигрируют в рану и делятся, образуя в конце концов рубцовую ткань; при этом местное накопление ТФР прекращается и потому заканчивается и стимуляция размножения фибробластов. Как видно из этих примеров, разделение клеток, выделяющих сигнальные молекулы и имеющих рецепторы к этим молекулам, является основой специфичности и ограниченности во времени и в пространстве реакций на эти молекулы.

Перейти на страницу:
1 2

 

Рукокрылые

Рукокрылые единственные из зверей овладели истинным, машущим полётом. Происхождения древнего: миллионов 60 – 70 назад ,у каких – то первобытных древесных насекомоядных развились сначала летательные перепонки по бокам тела, которые затем были преобразованы эволюцией в настоящие машущие крылья.

Селекция

Примитивная селекция растений возникла одновременно с земледелием. Начав возделывать растения, человек стал отбирать, и размножать лучшие из них. Многие растения возделывались за 10 тысяч лет до нашей эры. Селекционеры создали прекрасные сорта плодовых растений, винограда, бахчевых культур.

Синапсы

Простейшая реакция нервной системы на внешний раздражитель - это рефлекс. Прежде всего, рассмотрим строение и физиологию структурной элементарной единицы нервной ткани животных и человека - нейрона. Функциональные и основные свойства нейрона определяются его способностью к возбуждению и самовозбуждению.