Lồng là gì?

Mcooker: công thức nấu ăn hay nhất Về khoa học

Cái lồng là gì Năm 1665, Robert Hooke, người Anh, đã chế tạo một thiết bị mà chúng ta gọi là kính hiển vi. Giống như bất kỳ người tò mò nào, và các nhà khoa học khác biệt với một người bình thường bởi những ưu điểm khác và phẩm chất này, Hooke bắt đầu kiểm tra mọi thứ thông qua kính hiển vi.

Hai năm sau, anh tình cờ gặp một cây bần. Anh ấy đã thực hiện vết cắt mỏng nhất của nó và ... một khám phá nữa. Anh nhìn thấy cấu trúc bên trong của nút chai, giống như một tổ ong. Anh ấy đặt tên cho những ô nhỏ này "Tế bào", trong bản dịch tiếng Nga có nghĩa là tế bào, tổ, tổ ong, tế bào, trong một từ, một cái gì đó được rào lại, bị cô lập với phần còn lại. Thuật ngữ này đã được khoa học chấp nhận, vì nó phản ánh chính xác một cách đáng ngạc nhiên các thuộc tính của các hạt cơ bản của sinh vật. Tuy nhiên, điều này trở nên rõ ràng hơn nhiều sau đó. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu khác nhau đang phát hiện các tế bào trong các đối tượng khác nhau. Ý tưởng về tính phổ quát của cấu trúc của vật chất sống là ở trong không khí.

Nhà sinh vật học sau khi nhà sinh vật học xác nhận: như vậy và một cơ thể sống như vậy bao gồm các tế bào. Số lượng quan sát ngày càng tăng. Nhiều hơn một chút, và số lượng sẽ chuyển thành chất lượng. Tuy nhiên, "một chút" này đã mất gần 100 năm. Chỉ đến năm 1838-1839 nhà thực vật học Schleiden và nhà giải phẫu Schwann mới quyết định khái quát: "Tất cả các cơ thể sống đều được cấu tạo bởi các tế bào." Để nói "mọi điều", khoa học đã mất hơn một thế kỷ, nhưng đây là sự khác biệt giữa tổng số các quan sát và lý thuyết khoa học khái quát chúng.

Tuy nhiên, lý thuyết tế bào vẫn chưa thể được coi là được tạo ra. Điểm cốt yếu vẫn chưa rõ ràng: bản thân các tế bào đến từ đâu. Các nhà sinh vật học đã nhiều lần quan sát và thậm chí mô tả sự phân chia của chúng. Nhưng bất cứ ai cũng không bao giờ nghĩ rằng quá trình này là sự ra đời của các tế bào mới. Một nhà nghiên cứu hiện đại đã nhận xét đúng về vấn đề này: "Sự quan sát hiếm khi được công nhận nếu nó buộc chúng ta đưa ra những kết luận không hợp lý, và tuyên bố rằng mỗi tế bào phát sinh do kết quả của sự phân chia của một tế bào khác, đã tồn tại trước đó, dường như hoàn toàn không hợp lý."

Cái lồng là gì ^{Sơ đồ hiện đại về cấu trúc của tế bào, dựa trên các quan sát bằng kính hiển vi điện tử: 1 - nhân; 2 - hạt nhân; 3 - vỏ nhân; 4 - tế bào chất; 5 - tâm cực; 6 - lưới nội chất; 7 - ti thể; 8 - vỏ tế bào.}

Tuy nhiên, vào năm 1859, một định đề "phi lý" đã được đưa ra, đặt nền tảng cho một sinh học tế bào mới: "Mọi ô là từ một ô".

Kính hiển vi của Robert Hooke đã được phóng đại 100 lần. Nhìn cái lồng thôi là đủ rồi. 300 năm sau, vào năm 1963, một kính hiển vi điện tử phóng to một tế bào lên 100 nghìn lần. Điều này đã đủ để xem xét cô ấy. Sự khác biệt, như các nhà vật lý nói, chỉ là ba bậc của độ lớn. Nhưng đằng sau chúng là một con đường phức tạp và khó khăn từ sinh học mô tả đến sinh học phân tử, từ lần đầu tiên làm quen với tế bào đến nghiên cứu chi tiết các cấu trúc của nó.

Hình bên cho thấy một tế bào được nhìn thấy qua kính hiển vi điện tử hiện đại. Người đọc nên kiên nhẫn: "hành trang" của cô ấy bây giờ sẽ theo sau.

Chúng ta sẽ bắt đầu với shell. Cô ấy là một phong tục lồng. Vỏ giám sát một cách thận trọng rằng các chất không cần thiết tại thời điểm này không xâm nhập vào tế bào; ngược lại, những chất mà tế bào cần có thể tin tưởng vào sự hỗ trợ tối đa của nó. Nhân nằm gần trung tâm của tế bào. Những gì nó "trôi nổi" là tế bào chất, hay nói cách khác, là nội dung của tế bào. Thật không may, chúng ta có thể thêm rất ít vào điều này so với định nghĩa đầy đủ. Chúng tôi thậm chí không thể trả lời rõ ràng những câu hỏi cơ bản nhất. Tế bào chất lỏng hay đặc? Cả chất lỏng và chất rắn. Có gì di chuyển trong đó không hay mọi thứ đã ở đúng vị trí? Và nó đứng vững và di chuyển. Nó trong suốt hay mờ đục? Có và không. Nó chiếm phần nào của tế bào? Từ một phần trăm đến chín mươi chín. Mọi thứ đều rõ ràng, phải không?

Tuy nhiên, các câu trả lời đều đúng. Chỉ là tế bào chất luôn thay đổi bất thường, nó phản ứng với những thay đổi nhỏ nhất của môi trường. Chọc kim vào amip đơn bào, và bạn sẽ thấy (tất nhiên là dưới kính hiển vi) có rất nhiều thay đổi. Sự chuyển động của tế bào chất, độ trong suốt, độ nhớt của nó sẽ thay đổi, hình dạng của tế bào sẽ thay đổi. Nói một cách dễ hiểu, hãy hành động theo bất kỳ cách nào trên tế bào chất, và bạn sẽ thấy: nó chắc chắn sẽ phản ứng bằng cách nào đó.

Trong tế bào chất, đã hòa tan một lượng rất lớn khác nhau? chất hóa học. Trong đó, nhiều người trong số họ kết thúc hành trình của mình, và họ thường bắt đầu tại bàn của chúng tôi. Chúng tôi muối súp - từ đó muối ăn vào lồng. Chúng tôi cho đường vào trà - nó cũng đi đến tế bào chất, mặc dù trên đường đi, nó bị phân hủy một nửa thành glucose và fructose. Chúng ta ăn trái cây và rau quả - vitamin từ chúng di chuyển đến tế bào chất. Cuối cùng, tế bào luôn chứa một lượng lớn các loại protein. Tất cả những chất này không đứng yên, chúng hoạt động cho tế bào, trong đó nó rút ra sức mạnh, tương lai của nó.

Tuy nhiên, điều đáng ngạc nhiên nhất không phải là những phân tử này lại cùng nhau ở cùng một vị trí, mà là chúng, mặc dù trong một thời gian ngắn, cùng tồn tại với nhau. Trong bình của một nhà hóa học, nhiều hợp chất và khoảnh khắc này không thể được giữ lại với nhau - chúng sẽ ngay lập tức tham gia vào phản ứng. Nhưng tế bào là một chính trị gia khôn ngoan, nó cần phải bảo tồn tính cá nhân của mỗi phân tử cho các mục đích riêng của mình, và cần phải có mọi biện pháp phòng ngừa.

Cái lồng là gì Vì mục đích này, nó cô lập một số phân tử hung hãn nhất khỏi những nạn nhân có thể có của chúng - nó phát tán các phân tử ở các "góc" khác nhau của tế bào - hoặc, trong trường hợp cực đoan, làm giảm nhiệt độ hóa học của chúng. Theo quan điểm của tự nhiên, điều này được thực hiện rất khéo léo và đơn giản (nếu thử thực hiện kỹ thuật tương tự trong các phòng thí nghiệm hóa học, có lẽ không ai dám gọi là đơn giản). Mỗi người chúng ta sẽ làm gì nếu anh ta cần đặt một con mèo và một con chó trong cùng một phòng? Tất nhiên, tôi sẽ rọ mõm con chó. Chà, đôi khi tế bào cũng làm như vậy - nó "đưa vào" các enzym - những chất chi phối mọi phản ứng trong tế bào, "hạn chế" các phân tử đóng các vị trí hoạt động của enzym.

Vì vậy, tế bào chất là nơi hoạt động của nhiều phản ứng hóa học diễn ra trong tế bào; về bản chất, nó là nơi diễn ra hoạt động sống còn của nó.

Nhưng đấu trường này không phải là một không gian trống; Không gian sống của tế bào được phân chia giữa các cơ quan của nó, hay như các nhà sinh học nói, các bào quan, có nghĩa là các cơ quan nhỏ nhất. Họ phân chia cho nhau không chỉ lãnh thổ của tế bào chất, họ còn phân chia rõ ràng các phạm vi ảnh hưởng.

Organelle số 1 - ty thể, trông giống như một chiếc xà lan nổi. Nếu mổ xẻ ty thể, cấu trúc bên trong của nó giống như một dải bờ biển hẹp của một bãi cát, trên đó những con sóng đã tạo thành những nếp gấp kỳ lạ. Những nếp gấp có độ dày khác nhau như vậy (trong ti thể, chúng được gọi là gờ) băng qua toàn bộ không gian bên trong của ti thể. Ti thể là trạm năng lượng của tế bào. Chúng tích lũy năng lượng, sau đó, khi cần thiết, sẽ được sử dụng cho các nhu cầu của cơ thể. Các hoạt động thu nhập và chi phí này được thực hiện bởi "năng lượng chính" của tế bào - axit adenosine triphosphoric, viết tắt là ATP. Hơn nữa, điều thú vị là cả con người và vi khuẩn đều tích trữ năng lượng dự trữ trong cùng một phân tử - trong ATP. Khi có nhu cầu về năng lượng - đối với một người, ví dụ, đối với hoạt động cơ bắp, đối với mai dương - đối với lá cuốn, đối với đom đóm - đối với sự phát sáng, ở cá đuối gai độc - để hình thành điện tích - các yêu cầu đến với ty thể, và điều phối tiết kiệm - các enzym đặc biệt được tách ra từ một hoặc hai phân tử ATP lớn - một nhóm nguyên tử có chứa phốt pho. Tại thời điểm tách ra, năng lượng được giải phóng.

Các bức ảnh hiển vi điện tử của các tế bào được chụp cách đây vài năm cho thấy rõ mạng lưới kéo dài từ nhân đến màng - một tập hợp toàn bộ các ống, roi, màng, ống. Thậm chí 30 năm trước, khi việc làm quen với tế bào chỉ có thể diễn ra với sự trung gian của kính hiển vi ánh sáng, không ai thực sự nhìn thấy mạng.Tuy nhiên, các nhà khoa học cảm thấy có "thứ gì đó" ở đây và kiên trì vẽ một số ô trong lồng. Kính hiển vi điện tử đã thấy những gì các nhà khoa học đã dự đoán trước: hóa ra nó thực sự là một mạng lưới, và nó được gọi là endoplasmic, tức là nội chất.

Mạng lưới này bao quanh chặt chẽ nhân, ti thể và các bào quan vẫn còn xa lạ với chúng ta - ribosome. Ribosome là nhà máy sản xuất tế bào protein. Tất cả các sinh vật được cung cấp cùng với các sản phẩm của họ. Với tầm quan trọng chiến lược của những cơ sở này, thiên nhiên đã đảm bảo rằng công việc ở đó diễn ra suôn sẻ. Năng suất của nhà máy protein là rất lớn: trong một giờ hoạt động, mỗi ribosome tổng hợp nhiều protein hơn so với trọng lượng của chính nó.

Cái lồng là gì Nhưng giống như mọi doanh nghiệp khác, ribosome hoạt động dưới sự lãnh đạo nghiêm khắc, không khoan nhượng. Đơn đặt hàng đến từ nhân, từ bộ điều khiển chính của quá trình tổng hợp protein - nhiễm sắc thể.

Nhiễm sắc thể có trong nhân của mọi sinh vật: vi khuẩn, thực vật, động vật. Các nhiễm sắc thể của con người trông khác với loài bướm đêm, nhưng ở mọi nơi chúng đều phục vụ cùng một dịch vụ: chúng kiểm soát quá trình tổng hợp protein. Các phân tử axit deoxyribonucleic - DNA - nằm trong nhiễm sắc thể. Chúng, giống như một cuốn sách dạy nấu ăn, chứa các công thức để chuẩn bị rất nhiều loại protein được sử dụng cho nhu cầu của chính tế bào và để "xuất khẩu". Hoạt động bình thường của cơ thể dựa trên tính đặc hiệu nghiêm ngặt của hàng chục nghìn loại protein. Để giữ khuôn mặt của bạn trong cuộc sống hối hả và nhộn nhịp này, bạn cần phải nhớ kỹ cấu trúc của chính mình. Bản thân những con sóc không nhớ anh ta; tế bào làm điều đó cho họ với sự trợ giúp của DNA. Một trong những phân tử của nó lưu trữ cấu trúc của hàng chục loại protein. Mỗi nhiễm sắc thể được giải phóng một lượng DNA xác định nghiêm ngặt cho một sinh vật nhất định. DNA trong nhiễm sắc thể được đóng gói rất chặt chẽ: chiều dài của nhiễm sắc thể được tính bằng phần nghìn milimet, và chiều dài của các phân tử DNA được đặt trong đó tính bằng mét.

Bây giờ, khi chúng ta xem xét một tế bào đang nghỉ ngơi, không phân chia, các nhiễm sắc thể có thể nhìn thấy rất kém: chúng hoạt động và vì vậy chúng phải tối đa hóa bề mặt của chúng - chúng kéo dài và do đó thu hẹp.

Tuy nhiên, thời gian này không kéo dài như vậy (đối với chúng tôi) - chỉ 10-20 giờ. Sau một thời gian làm việc căng thẳng, chi bộ bắt đầu chuẩn bị phân chia; các nhiễm sắc thể cũng đang chuẩn bị cho nó: chúng xoắn lại, dày lên và xếp thành hàng trên một mặt phẳng - tại thời điểm này, có thể dễ dàng nhìn thấy chúng. Khi người đọc đến phần mô tả sự phân chia tế bào, các nhiễm sắc thể sẽ được nhìn thấy rõ ràng, và chúng tôi, tận dụng lợi thế này, sẽ kể về chúng một cách chi tiết hơn.

Đây là phần cuối của chuyến du ngoạn vào bên trong tế bào. Nhưng điều này hoàn toàn không có nghĩa là chúng ta đã vắt kiệt cái lồng; nhiều chi tiết của nó vẫn nằm ngoài sự chú ý của chúng tôi. Nhưng chúng tôi đã chọn điều chính, nếu thiếu nó sẽ rất khó để tiếp tục con đường đến mục tiêu cuối cùng của chúng tôi. Và, chuyển sang một bước nữa, chúng ta cần rút ra khỏi chương này một ý tưởng rõ ràng về ba cấu trúc của tế bào - nhà máy điện, nhà máy sản xuất protein và nhiễm sắc thể. Nếu người đọc hiểu được, anh ta sẽ được chuyển sang chương tiếp theo.

Azernikov V.Z. - Mã được làm sáng tỏ