Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
Синие «планеты» — ядра клеток. Зелёные провода, оплетающие их со всех сторон, — цитоскелет, внутренний каркас. И всё это происходит прямо сейчас. Внутри вас. Пока вы читаете эту фразу.
Вы замечали, как много фоток из космоса подозрительно напоминают биологию микромира?
Больше всего мне нравится это фото — сравнение нейронной структуры нашего мозга с крупномасштабной структурой Вселенной.
Что ж, к этим интересным совпадениям я еще вернусь. А пока давайте посмотрим на уникальное устройство нашего организма.
Если начать вдумываться в эти факты и цифры, что я сейчас приведу — невольно начнешь восхищаться, как это все работает. Функционирует и порождает поток сознания, который заставляет меня сейчас писать этот текст, а вам — интересно его читать. А нам с вами — вообще наслаждаться жизнью в этом мире.
Цифры, которые рвут шаблон
Начнём с масштаба. В вашем теле от 30 до 40 триллионов клеток. Число выглядит красиво на бумаге, но мозг его не чувствует — слишком большое. Попробуем иначе.
Прямо сейчас, пока вы сидите и никуда не торопитесь, в вашем теле рождается и умирает около 3,8 миллиона клеток каждую секунду. Это подсчитали учёные Института Вейцмана.
Получается, одна клетка меняется каждые 38 миллисекунд. За минуту погибает порядка 300 миллионов. За час — 18 миллиардов. Ваш организм обновляет сам себя с такой скоростью, которая делает любой конвейер Генри Форда просто какой-то медленной игрушкой.
84% этого потока — клетки крови. Кишечный эпителий добавляет ещё 12%. Остальное — кожа, лёгкие, сосуды. При этом гибель клетки совсем не катастрофа. Большинство клеток умирают через строго запрограммированный процесс: клетка сжимается, аккуратно разбирается на части, и специальные иммунные клетки подбирают всё до крошки. Никакого воспаления, никакого мусора. Идеальная ликвидация. А ее кусочки разбираются на аминокислоты, которые потом активно используются.
Теперь о ДНК. В ядре каждой вашей клетки — той самой синей «планеты» с фотографии — упаковано около двух метров ДНК. Два метра.
В ядро диаметром шесть микрометров. Если увеличить ядро до размеров обычной комнаты четыре на четыре метра, эти два метра ДНК нужно было бы туда уместить — и при этом сохранить возможность в любой момент прочитать любой участок. Это не просто упаковка. Это искусство.
Достигается такая плотность через иерархическую систему сворачивания: ДНК наматывается на белковые катушки — гистоны, те собираются в нити, нити — в петли, петли — в домены.
Получаем полный чертёж организма, свёрнутый до размеров бактерии. У вас в каждом пальце уже есть инструкция, как собрать вас целиком.
Зелёные провода: что это такое
Цитоскелет — то самое зелёное, что видно на заглавном снимке, — не декорация и не обёртка. Это одновременно скелет, мышцы и транспортная система клетки. Три вида нитей делят эти обязанности между собой.
Актиновые микрофиламенты толщиной 5–9 нанометров образуют плотную сеть прямо под оболочкой клетки. Они отвечают за форму и за движение. Микротрубочки — полые цилиндры диаметром 25 нанометров — служат рельсами: по ним внутри клетки ездят грузы, как вагонетки в шахте. Промежуточные филаменты — самые прочные — держат механическое напряжение: без них клетки кожи рассыпались бы под первым же давлением.
Клетка умеет ходить по-настоящему. Она выбрасывает вперёд псевдоподию — ложноножку из актиновых нитей, цепляется за поверхность, подтягивает тело и отрывает хвост.
Весь цикл управляется белками. Один миозиновый «мотор» развивает усилие в 1–4 пиконьютона и за один «шаг» перемещается на 5–10 нанометров.
Миллионы таких моторов одновременно — и клетка ползёт, а мышца сокращается с усилием, достаточным, чтобы поднять ваш собственный вес.
Кстати, актин и миозин — те же белки, что работают в ваших мышцах. Эволюция нашла удачное решение однажды и не стала его менять.
Фабрика, которую не видно
Внутри каждой клетки идёт химическое производство, от которого крупнейшие заводы мира отстают на несколько порядков.
Только на рибосомах — молекулярных машинах для сборки белков — за минуту происходит около 60 миллионов химических реакций. Рибосома добавляет к белковой цепочке до 20 аминокислот в секунду. Белок средней длины собирается за 10–80 секунд.
Энергию для всего этого поставляют митохондрии. В одной клетке их от 80 до 2000 штук — в зависимости от того, насколько клетке нужна энергия. В клетках сердечной мышцы митохондрии занимают треть объёма.
Они производят АТФ — молекулу-батарейку, которую клетка тратит буквально на всё: на движение, на синтез, на передачу сигналов, на поддержание нужной концентрации солей.
Цифра суточного производства АТФ выглядит неправдоподобно: около 40 килограммов в день на один организм. Это сопоставимо с весом организма — и всё это синтезируется, сжигается и синтезируется снова. Каждая молекула АТФ живёт меньше минуты и за сутки успевает пройти 2000–3000 циклов перезарядки. Не батарейка, а прям ядерный реактор какой-то.
Фермент каталаза расщепляет 44 000 молекул перекиси водорода в секунду при обычной температуре тела. Без него та же реакция шла бы в миллиард раз медленнее. Эволюция не просто придумала биохимию — она отточила её до такого совершенства, что любой химик-технолог смотрит на это с завистью.
Паразиты или клетки?
Мы смотрим на звёзды и думаем: вот где настоящий космос, вот масштаб. А потом оказывается, что нейроны вашего мозга устроены статистически так же, как галактические нити. Что и там, и там — примерно 30% активного вещества и 70% пассивной среды. Что информационная ёмкость сопоставима.
И да простят меня коллеги по цеху, ученые за смелые философские гипотезы (ибо они — недоказуемы и умозрительны, а такое ученых всегда раздражает) — но иногда мне кажется, что космос — это все-таки и есть некая внутренность исполинского организма.
Если организм может быть устроен по тем же принципам, что и Вселенная — не напрашивается ли вопрос в обратную сторону? Что если Вселенная — это что-то вроде организма, и мы в ней не просто пылинки, а нечто более функциональное?
И я вот думаю, кем тогда являемся мы, паразитами или ценными «клетками» в его недрах? Я амбициозно полагаю, что всё-таки второе — ибо мы пока, судя по всему, единственная сила во Вселенной, способная спасти ее от энтропии своей деятельностью.
Паразиты — это те, кто берёт и не отдаёт. Клетки — те, кто встроены в систему, выполняют работу, поддерживают её порядок. Пока что мы единственные существа в известной Вселенной, которые осознают её существование, описывают её законы и — пусть пока в очень скромных масштабах — противостоят энтропии своей деятельностью. Это больше похоже на функцию, чем на паразитизм.
А значит мы — как человечество — наделены важной миссией. И просто обязаны преодолеть мелкие внутренние дрязги и отправиться осваивать космос.
И если это так, то осваивать космос — не роскошь и не прихоть технарей с комплексом бога.
Это, возможно, самая естественная вещь, которую вообще может сделать мыслящая материя.
Потому что Вселенная, похоже, очень долго шла к тому, чтобы одна её часть наконец смогла посмотреть на всё остальное и сказать:
«Так, ну что тут у вас происходит?»
Поделись видео: