Предыстория
Погрузимся в историю изучения клетки нашего организма
Тело человека состоит из тканей и органов, которые, в свою очередь, состоят из большого количества клеток.
В организме их насчитывается около 220 млрд, каждая имеет очень сложную структуру и выполняет важные функции. Кроме своей основной задачи - деления, они еще выполняют и функции того органа, которому принадлежат.
С развитием нано-технологий, учёным доступно исследование систем и органов человека на любом уровне. А еще 300 лет назад клетка представлялась как какой-то шарик, заполненный непонятно чем. Но если этот «шарик», например, клетку крови - эритроцит, мысленно увеличить в объеме в сотни миллионов раз, то мы окажемся в пространстве, размером, равным примерно площади небольшого городка или заводика. В таком городке есть свои коммунальные службы, своя логистика, путепроводы, очистные сооружения, склады и помещения, в которых живут клеточные обитатели.
В организме их насчитывается около 220 млрд, каждая имеет очень сложную структуру и выполняет важные функции. Кроме своей основной задачи - деления, они еще выполняют и функции того органа, которому принадлежат.
С развитием нано-технологий, учёным доступно исследование систем и органов человека на любом уровне. А еще 300 лет назад клетка представлялась как какой-то шарик, заполненный непонятно чем. Но если этот «шарик», например, клетку крови - эритроцит, мысленно увеличить в объеме в сотни миллионов раз, то мы окажемся в пространстве, размером, равным примерно площади небольшого городка или заводика. В таком городке есть свои коммунальные службы, своя логистика, путепроводы, очистные сооружения, склады и помещения, в которых живут клеточные обитатели.
Окунувшись в этот удивительный мир, мы обнаружили очень много интересного. И увидели, насколько согласована и точна работа всех органелл. У них практически не бывает сбоев.
Их работоспособность колоссальна: в клетке ежесекундно происходит 1011-1012 различных биохимических реакций! Эти биохимические процессы подчиняются определенным законам и требуют отдельного рассмотрения.
Каждая клетка имеет мембрану. Это её оболочка, которую можно представить, как таможню. Она позволяет только определённым веществам проникать в клетку или выходить из неё в соответствие с потребностями клетки.
Происходит это следующим образом.
Эти два вида рецепторов образуют своеобразную решетку, ячейки которой могут сужаться или расширяться, пропуская или не пропуская определенные виды белковых молекул.
У каждого из нас имеется свой индивидуальный набор мембранных рецепторов.
Их работоспособность колоссальна: в клетке ежесекундно происходит 1011-1012 различных биохимических реакций! Эти биохимические процессы подчиняются определенным законам и требуют отдельного рассмотрения.
Каждая клетка имеет мембрану. Это её оболочка, которую можно представить, как таможню. Она позволяет только определённым веществам проникать в клетку или выходить из неё в соответствие с потребностями клетки.
Происходит это следующим образом.
- По обеим сторонам клеточной мембраны расположены белковые молекулы.
- На внешней поверхности мембраны белки являются рецепторами, воспринимающие внешние воздействия, в том числе и биохимические изменения в организме, вызванные нашими эмоциями и мыслями.
- Эти внешние рецепторы влияют на белки, находящиеся на внутренней стороне мембраны, изменяя их структуру.
Эти два вида рецепторов образуют своеобразную решетку, ячейки которой могут сужаться или расширяться, пропуская или не пропуская определенные виды белковых молекул.
У каждого из нас имеется свой индивидуальный набор мембранных рецепторов.
В каждой клетке обязательно находится ядро. Это «мозг» клетки.
Ядро отделено от цитоплазмы ядерной мембраной. Внутри ядра расположены хромосомы - длинные, нитеобразные тела, которые состоят из протеинов и химического вещества, называемого ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты).
ДНК - химическая составляющая хромосомы (супермолекула), переносящая генетическую информацию, необходимую для самовоспроизводства клетки.
Если расшифровать информацию ДНК всего одной человеческой клетки и перевести на современный язык, то она заполнит энциклопедию из 1000 томов по 600 страниц каждый. Переводя это на современный язык информационных технологий, полное количество информации в молекуле ДНК человека составляет примерно 108 бит (12 Мега байт), а разместиться она сможет в условном контейнере размером с обычную таблетку аспирина.
Очевидно, что ДНК является программой, подобной компьютерному коду, но по своей величине и сложности превосходящей программы, созданные человеком. Об этом говорил и разработчик Microsoft Билл Гейтс: «Человеческая ДНК подобна компьютерной программе, только бесконечно совершеннее».
Ядро отделено от цитоплазмы ядерной мембраной. Внутри ядра расположены хромосомы - длинные, нитеобразные тела, которые состоят из протеинов и химического вещества, называемого ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты).
ДНК - химическая составляющая хромосомы (супермолекула), переносящая генетическую информацию, необходимую для самовоспроизводства клетки.
Если расшифровать информацию ДНК всего одной человеческой клетки и перевести на современный язык, то она заполнит энциклопедию из 1000 томов по 600 страниц каждый. Переводя это на современный язык информационных технологий, полное количество информации в молекуле ДНК человека составляет примерно 108 бит (12 Мега байт), а разместиться она сможет в условном контейнере размером с обычную таблетку аспирина.
Очевидно, что ДНК является программой, подобной компьютерному коду, но по своей величине и сложности превосходящей программы, созданные человеком. Об этом говорил и разработчик Microsoft Билл Гейтс: «Человеческая ДНК подобна компьютерной программе, только бесконечно совершеннее».
Так что же такое теломеры?
Теломеры - это концевые участки наших хромосом.
В каждом цикле деления теломеры клетки укорачиваются из-за неспособности ДНК-полимеразы синтезировать копию ДНК с самого конца. Она в состоянии лишь добавлять нуклеотиды к уже существующей 3’-гидроксильной группе.
По этой причине ДНК-полимераза нуждается в праймере, к которому она могла бы добавить первый нуклеотид.
Данный феномен носит название концевой недорепликации и является одной из важнейших причин биологического старения.
По мере их укорочения возможность организма поддерживать обновление клеток снижается. Это ведет к возрастным изменениям. Теломеры укорачиваются - мы стареем. Они отвечают за старение кожи и появление седины. У людей, которые выглядят старше своего возраста, теломеры более короткие.
Оказывается, чем короче теломеры, тем выше риск развития сердечно-сосудистых заболеваний - одной из главных причин смертности. Помимо всего короткие теломеры с возрастом снижают умственные способности своего хозяина.
Чем теломеры длиннее, тем дольше мы молоды и здоровы
В каждом цикле деления теломеры клетки укорачиваются из-за неспособности ДНК-полимеразы синтезировать копию ДНК с самого конца. Она в состоянии лишь добавлять нуклеотиды к уже существующей 3’-гидроксильной группе.
По этой причине ДНК-полимераза нуждается в праймере, к которому она могла бы добавить первый нуклеотид.
Данный феномен носит название концевой недорепликации и является одной из важнейших причин биологического старения.
По мере их укорочения возможность организма поддерживать обновление клеток снижается. Это ведет к возрастным изменениям. Теломеры укорачиваются - мы стареем. Они отвечают за старение кожи и появление седины. У людей, которые выглядят старше своего возраста, теломеры более короткие.
Оказывается, чем короче теломеры, тем выше риск развития сердечно-сосудистых заболеваний - одной из главных причин смертности. Помимо всего короткие теломеры с возрастом снижают умственные способности своего хозяина.
Чем теломеры длиннее, тем дольше мы молоды и здоровы
