Биология на убежденията

Функцията на мембраната да си взаимодейства „разумно" със средата, за да се определя поведението на клетката, я прави истинският мозък на клетката. Да подложим мембраната на същия
„мозъчен" тест, на който подложихме ядрото. Когато унищожите мембраната, клетката умира също както, ако ви премахнат мозъка. Дори и да оставите мембраната непокътната, унищожаването дори само на рецепторните й протеини, което в лабораторна среда лесно може да се направи с помощта на храносмилателни ензими, води до „мозъчна смърт". Клетката изпада в кома, защото спира да получава външни сигнали, които са й необходими, за да действат вътрешните й процеси. Резултатът е същият, ако рецепторните протеини на мембраната не са засегнати, но са обездвижени ефекторните.
За да се държат „разумно", клетките се нуждаят от функционираща мембрана с действащи рецепторни (познание) и ефекторни (действие) протеини. Тези протеинови комплекси са основополагащите единици на клетъчния разум. Формално казано, те могат да се нарекат сектори на
„възприятието". Определението за възприятие е „опознаване на елементите на околната среда чрез физическо усещане". Първата част на дефиницията описва функцията на рецепторните ИПМ. Втората
- създаването на „физическо усещане" - обобщава ролята на ефекторните протеини.
С изучаването на тези основни елементи на възприятието започнахме едно крайно редукционистко упражнение - свеждането на клетката до съставните й части. В тази връзка е важно да се отбележи, че във всеки един момент в клетъчната мембрана се случват хиляди подобни трансформации. Следователно поведението на една клетка не може да бъде определено с проследяването само на една отделна трансформация. Поведението на клетката може да бъде разбрано само ако се разгледа дейността на всички трансформации, които протичат в конкретен момент. Това е холистичен - не редукционистки - подход, който ще доразвия в следващата глава.
На клетъчно ниво историята за еволюцията е до голяма степен история за увеличаването на броя на основните „разумни" единици - рецепторните и ефекторните протеини в мембраната. Клетките стават все по-интелигентни чрез все по-разумното използване на външната повърхност на мембраната и чрез разширяването на тази повърхност, за да могат все повече ИПМ да се съберат в нея. При примитивните прокариотни организми ИПМ извършват всички основни физиологични функции, включително храносмилане, дишане и отделяне. По-нататък в еволюционния процес частите от мембраната, които извършват тези физиологични функции, се преместват от вътрешната страна, формирайки мембранните органели, характерни за еукариотната цитоплазма. По този начин по-голяма площ от повърхността на мембраната е на разположение за повече интегрални протеини.
Освен това еукариотните клетки са хиляди пъти по-големи от прокариотните, което означава, че площта на мембраната неимоверно се увеличава, тоест има много повече място за ИПМ. Крайният резултат е повече информация, която се превръща в по-големи възможности за оцеляване.
Чрез еволюцията повърхността на клетъчната мембрана се увеличава, но това разрастване има физически лимит. Идва момент, в който тънката клетъчна мембрана няма повече сили да удържа огромната цитоплазмена маса. Сещате се какво става, когато пълните балон с вода. Когато балонът не е препълнен, той е достатъчно здрав, за да го подхвърляте. Само че ако надхвърлите капацитета му, балонът се пука лесно, разливайки съдържанието си, също както е неизбежно спукването на мембрана, изпълнена с прекалено голямо количество цитоплазма. Когато клетъчната мембрана достигне своя критичен обем, еволюцията на отделната клетка стига до своя предел. Това е причината през първите три милиарда години еволюция самостоятелните клетки да са единствените организми, населяващи планетата. Ситуацията се променя чак когато клетките откриват нов начин да увеличат приеманата информация. За да станат по-умни, клетките започват да се обединяват помежду си и да формират многоклетъчни общества, вътре в които да обменят информация, както вече обясних в първа глава.
Да преговорим: функциите, които една клетка трябва да извършва, за да оцелее, са същите, необходими и за една цяла клетъчна общност. Но при групирането си в многоклетъчни организми клетките започват да се специализират. В многоклетъчните общества съществува разделение на труда. Това е видно при тъканите и органите, които изпълняват специализирани функции. Например в отделната клетка дишането се извършва от митохондриите. В многоклетъчния организъм, еквивалентът на митохондриите са милиардите специализирани клетки, които формират белите дробове. Ето и още един пример: в едноклетъчния организъм движението се осъществява чрез взаимодействието между цитоплазмените протеини, наречени актин и миозин. В многоклетъчния организъм общества от специализирани мускулни клетки служат за генериране на движение и всяка от тях съдържа огромни количества актин и миозин.

Повтарям вече казаното в първа глава, защото искам да подчертая, че докато в едноклетъчния организъм да черпи информация от околната среда е задължение на мембраната, в човешкото тяло тези функции се изпълняват от специализирана група клетки, която наричаме нервна система.
Въпреки че сме изминали дълъг път от едноклетъчните организми, аз вярвам, както вече споменах, че изучаването на отделните клетки е много полезен метод за изследване на комплексните многоклетъчни организми. Дори и най-сложно устроеният човешки орган, мозъкът, ще ни разкрие тайните си много по-лесно, ако знаем колкото може повече за мембраната - неговият клетъчен еквивалент.

Изтегляне 1.49 Mb.

Сподели с приятели: