Життя клітин в людському організмі

Клітка, найдрібніша складова одиниця організму, що володіє всіма властивостями живого, відтворюється шляхом ділення, в результаті якого з однієї клітини виникають дві. Всі клітини походять від вже існуючих. Так, одна клітина зародка курчати ділиться на дві, в свою чергу ці дві діляться, даючи чотири, і так далі, поки не виникнуть ті мільярди клітин, з яких складається тільки що вилупилося курча. Та ж картина спостерігається у людини: трильйони клітин дорослої людини відбуваються з однією - заплідненої яйцеклітини. Кожна клітина ділиться посередині на дві рівні частини; таким чином, дві нові клітини, спочатку менші «материнської», в рівних частках отримують все різноманітні хімічні компоненти, необхідні для процесу обміну речовин (т. е. хімічних реакцій, що постачають клітину енергією). Обидві клітини оточені міцною оболонкою, яка регулює надходження поживних речовин і виведення продуктів розпаду.

До складу клітин входять кілька основних типів хімічних речовин, званих органічними молекулами ( «органічні» - відносяться до життя): вуглеводи, жири, білки і нуклеїнові кислоти. Всі ці великі, складні молекули відіграють особливу роль в житті клітини. Вуглеводи дають енергію, необхідну для функціонування клітин. Жири служать джерелом, з якого черпається енергія в клітинах, свого роду резервний запас на той випадок, якщо виникне дефіцит цукру. Жири також входять до складу клітинних мембран. Білки, які також входять до складу клітинної мембрани (і які разом з жирами регулюють проникнення хімічних речовин в клітку і з неї), знаходяться і всередині клітини, в так званій цитоплазмі, що містить розчинені у воді хімічні речовини. Деякі з цих внутрішньоклітинних білків, званих ферментами, прискорюють хід багатьох хімічних реакцій обміну речовин, які в іншому випадку проходили б недостатньо швидко для підтримки життя клітини. Нуклеїнові кислоти в основному знаходяться всередині особливої ​​клітинної структури, званої ядром. Ядро являє собою сферичну структуру, розташовану приблизно в центрі кожної клітини. Нуклеїнові кислоти бувають двох основних типів: дезоксирибонуклеїнової кислоти, або ДНК, і рибонуклеїнова кислота, або РНК.
Обидві являють собою довгі, складні ланцюжки атомів.

У 1940 р група бактеріологів Рокфеллерівського інституту в Нью-Йорку, очолювана Освальдом Евері, встановила, що ДНК-молекула, яка несе інформацію, яка кодує протікання всіх хімічних реакцій і структуру клітини. Дослідникам вдалося довести, що ДНК певною мірою визначає життя, зростання і розмноження клітини.

Відкриття ключову роль ДНК в метаболізмі клітин дало поштовх до своєрідним міжнародним змаганням вчених по розшифровці структури ДНК і способів, які дозволяють цій структурі управляти всіма хімічними процесами в клітині. Ці змагання виграли в 1953 р два молодих фахівця з молекулярної біології в Кембриджському університеті - Френсіс Крік і Джеймс Уотсон. Вони показали, що ДНК управляє обміном речовин, будовою і діленням клітини за допомогою РНК, яка діє в якості матричної молекули, що направляє синтез білків. У свою чергу, білки управляють обміном речовин в клітині, формують її основні структурні елементи до беруть участь в регуляції поділу клітини. При розподілі клітини дві «дочірні» клітини, як їх називають генетики, не тільки отримують повний набір білків, жирів і вуглеводів, а й життєво важливий компонент - ДНК, яка буде управляти їх метаболізмом і зростанням.

Біологам кінця минулого століття клітини здавалися структурами чудовими і таємничими. Досліджуючи одноклітинні організми, такі, як амеба, вони виявили, що клітини практично безсмертні до тих пір, поки вони ростуть, діляться і уникають нападу мікроскопічних хижаків. У 20-5 30-х роках цього століття експерименти таких біологів, як Алексіс Каррель, як би підтверджували, що окремі клітини і справді безсмертні (що найстрашніше - безсмертними виявляються клітини, що несуть рак, в тому числі і клітини раку легенів) і що старіння і смерть - це властивості лише великих комбінацій клітин, як, наприклад, в організмі людини. Каррель зумів виділити клітини зі складного організму курчат, і ці клітини, здавалося б, продовжували підтримувати обмін речовин і ділитися роки після смерті того курчати, у якого вони були взяті. Але, як з'ясувалося, Каррель помилявся.