Рейтинг@Mail.ru

Клетка и электричество

Когда читаешь книги по микробиологии, то редко обращаешь внимание на довольно странную форму изложения, типа "вирус присоединяется к клетке". При этом создается впечатление, что вирус ведёт себя, по крайней мере, как высшее животное. То есть, он самостоятельно предпринимает какие-то почти осмысленные действия. Я обратил на это внимание. Действительно, вот как представляется этот процесс: Вирус присоединяется к клетке, прокалывает её оболочку и генетический материал из вируса поступает в клетку.

Но ни вирус, ни, тем более, органические молекулы, которыми являются, например, ферменты, не имеют ни нервной системы, ни мышц. И они не могут вообще выполнять никаких самостоятельных действий. Так в чем же дело. Меня долго занимал этот вопрос, и, наконец, я начал кое что понимать.

Для того, чтобы понять мою мысль, обратимся к дугой моей статье: Электродвижущая сила на границе раздела двух жидкостей. В описанном там эксперименте продемонстрирована возможность возникновения ЭДС на границе двух жидкостей - воды и гексаметилендиамина. Гексаметилендиамин органическое вещество. При контакте с водой происходит частичная диссоциация молекулы гексаметилендиамина. Полимерные цепочки становится несимметричными и выстраиваются в виде очень тонкой пленки, на которой образуется электрический заряд около одного вольта. Таким же образом ведут и многие другие органические вещества, в частности липиды, из которых образуются клеточные мембраны.

Имеется широкий класс липидов, молекулярная структура который делает их похожими на булавки с головками. Головка может быть бензольной, фосфатной или нитратной группой. Именно такой становится и молекула гексаметилендиамина, после того, как за счет диссоциации от молекулы отделяется одна из аминных групп. При этом, булавка смачивается водой, а головка не смачивается. За счёт этого молекулы выстраиваются так как показано на рисунке образуя мембрану. Молекула липида несимметрична, за счёт этого между головкой и концом хвостика образуется электрический потенциал. В связи с этим, на всей мембране образуется потенциал.

Мало того, распределение потенциала по мембране может быть не одинаковым, например за счёт разрывов мембраны, включений в неё других молекул и т.п.

Вот клетка. Вся её внутренняя структура формируется мембранами. Они же формируют оболочки клетки в целом, ядра, рибосом и вообще всех органелл. По существу именно мембраны организуют внутриклеточное пространство так, как улицы организуют пространство города. При этом, внутри клетки и по её оболочке существует и сложнейшее распределение электрических потенциалов. Если бы сделать некий микроскоп, который показывал бы распределение потенциалов в клетке, то это было поистине феерическое зрелище. Другие органические молекулы клетки, и транспортные РНК, и ферменты, и многие другие, также имеют распределенный по их молекуле потенциал. Причём, в зависимости от их состояния в процессе взаимодействия это распределение меняется.

Например, у фермента лизоцим, при присоединении к полисахаридной цепи слегка сдвигаются атомы таким образом, что полисахаридная цепь разрывается и части её отталкиваются от молекулы фермента, а она, в свою очередь приходит в исходное состояние. Таким образом, распределение электрического потенциала меняется. В свою очередь, потенциал молекул взаимодействует с распределенным потенциалом мембран. За счет этого молекулы, направляемые системой мембран двигаются туда, где они нужны. Таким образом мембраны организуют не только пространство, но и  пути движения всего, что в клетке должно двигаться.

    Теперь вернемся к вирусам. Вот один из них - бактериофаг. При встрече фага и чувствительной к нему к нему бактерии наблюдается несколько последовательных стадий, в результате которых происходит ее разрушение. Первой стадией является адсорбция фага, которая заключается в прикреплении корпускул фага на специальных фаговых рецепторах, расположенных на клеточной стенке бактерий. Обратите внимание, дорогой читатель, на клеточной стенке клетки уже есть специальная посадочная площадка для вируса?! На этом мы несколько позже остановимся.

Итак, можно предположить, что специальные включения неких молекул в клеточную оболочку создают электрический потенциал. Места этих включений расположены таким образом, что соответствуют конфигурации концевых нитей вируса (8). Молекулы нитей также тем характерны, что на их концах также имеется потенциал, противоположный потенциалу фаговых рецепторов. Таким образом, под действием электрических сил, вирус, в общем то случайно оказавшийся возле клетки, ориентируется, притягивается и фиксируется на клетке. Мало того, сложение потенциалов меняет распределение потенциалов как по нитям, так и по оболочке клетки, в связи с чем стержень (7) прижимается к оболочке, и с помощью лизина делает отверстие в клетке. Далее т-РНК проникает в головку (1) вируса и присоединяется к ДНК вируса. Присоединившись, и изменив свое электрическое состояние, под действием полей формируемыми мембранами направляется к ядру.

Это конечно общая схема, но из неё следует два вывода. Первый, никакой телеологии здесь нет. Перед нами не более как механизм, отлаженный природой за миллиарды лет. Исключительно важную роль в этом механизме имеют электрические силы. А второй, несколько неожиданный, в клетке сделано всё, чтобы вирус присоединился к клетке, проник в нее и начал свою разрушительную работу. Можно выразиться так, что клетка сама притягивает к себе вирус и запускает его в работу. По существу для вируса сделан парадный вход и высший разряд обслуживания. Не странно ли?

Нет не странно. А дело в том, что этот парадный вход сделан вовсе не для вируса. Нет, не для него! Есть другие микроскопические существа. Например плазмиды. Это маленькие безядерные клеточки. Они как и вирусы несут в себе генетический код. Но при этом в этот код включаются и кусочки кода клеток хозяев. Клетки хозяева обмениваются плазмидами, при этом обмениваясь и своими кусочками ДНК. Это имеет очень важное значение. В частности для эволюции многоклеточных организмов. Об этом следующая статья. Здесь отметим только то, что клетка просто принимает вирус за другого гостя. По видимому - плазмиды. Вирус это не только враг, но и обманщик!

обратная
связь
ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА Рейтинг@Mail.ru
COPYRIGT©2001
Free Web Hosting