Math Science Chemistry Economics Biology News Search
Ξενάγηση σε ένα προκαρυωτικό κύτταρο
Catherine Konstantiniakou
Το σώμα μας είναι μια από τις πιο πολυπλοκότερες κατασκευές στο σύμπαν. Αποτελείται από περίπου 100 τρισεκατομμύρια μικροσκοπικά κύτταρα. Μάλιστα, υπάρχουν 200 και πλέον διαφορετικά είδη κυττάρων στο σώμα μας. Παρά την καταπληκτική ποικιλομορφία όσον αφορά το σχήμα και τη λειτουργία, τα κύτταρα σχηματίζουν ένα περίπλοκο, ενιαίο δίκτυο. Καμιά ανθρώπινη εφεύρεση δεν μπορεί να συναγωνιστεί την ευφυΐα που είναι εμφανής στη δομή ακόμη και των πιο απλών κυττάρων.
Όλα τα κύτταρα ανήκουν σε δύο κύριες κατηγορίες:
Σε αυτά που έχουν πυρήνα
Και σε αυτά που δεν έχουν.
Τα ανθρώπινα, τα ζωικά και τα φυτικά κύτταρα έχουν πυρήνα. Τα βακτηριακά κύτταρα δεν έχουν. Τα κύτταρα που έχουν πυρήνα λέγονται ευκαρυωτικά, ενώ όσα δεν έχουν είναι γνωστά ως προκαρυωτικά.
Για να καταλάβουμε καλύτερα την λειτουργία των προκαρυωτικών κυττάρων, θα κάνουμε μια ξενάγηση σε ένα τέτοιο κύτταρο.
μέσα στο κύτταρο. Το εσωτερικό ενός πρoκαρυωτικού κυττάρου είναι γεμάτο με υδατοειδείς υγρό πλούσιο σε θρεπτικές ουσίες, άλατα και άλλα συστατικά. Το κύτταρο χρησιμοποιεί αυτές τις πρώτες ύλες για να παρασκευάσει τα προϊόντα που χρειάζεται. Το κύτταρο, σαν ένα καλά διοικούμενο εργοστάσιο, συντονίζει χιλιάδες χημικές αντιδράσεις ώστε να γίνονται με συγκεκριμένη σειρά και σύμφωνα με ένα καθορισμένο χρονοδιάγραμμα.
Όπως οι λειτουργίες ενός εργοστασίου μπορεί να συντονίζονται από ένα κεντρικό ηλεκτρονικό πρόγραμμα, έτσι και πολλές λειτουργίες του κυττάρου συντονίζονται από ένα «ηλεκτρονικό πρόγραμμα», η κώδικα, γνωστό σε όλους μας ως DNA. Από το DNA το ριβόσωμα παίρνει ένα αντίγραφο των λεπτομερών οδηγιών που του λένε ποια πρωτεΐνη να παρασκευάσει και πώς.
Αυτό που συμβαίνει καθώς παρασκευάζεται η πρωτεΐνη είναι καταπληκτικό!!! Κάθε πρωτεΐνη διπλώνεται σε ένα μοναδικό τρισδιάστατο σχήμα. Αυτό ακριβώς το σχήμα καθορίζει ποια συγκεκριμένη εργασία θα κάνει η πρωτεΐνη. Εκπληκτικό είναι ότι αν μια πρωτεΐνη δεν παρασκευαστεί με ακρίβεια και δεν διπλωθεί ακριβώς στο κατάλληλο σχήμα τότε δεν θα μπορέσει να λειτουργήσει σωστά και ίσως βλάψει το κύτταρο.
Πώς βρίσκει η πρωτεΐνη το δρόμο της από το σημείο παραγωγής της προς το σημείο όπου είναι απαραίτητη; Κάθε πρωτεΐνη που παρασκευάζει το κύτταρο έχει μια ενσωματωμένη «ετικέτα προορισμού», η οποία διασφαλίζει ότι θα παραδοθεί εκεί πού είναι απαραίτητη5. Αν και χιλιάδες πρωτεΐνες παρασκευάζονται και παραδίδονται κάθε λεπτό, η κάθε μια φτάνει στον σωστό προορισμό.
Τα βακτήρια αποτελούνται από 40 περίπου πρωτεΐνες, οι οποίες μπορούν να παρομοιαστούν με τα εξαρτήματα ενός κινητήρα. Το εκπληκτικό είναι που μπορούν να αυτοσυναρμολογηθούν σε μόλις 20 λεπτά! Το μαστίγιο τους είναι στερεωμένο στο κυτταρικό τοίχωμα του βακτηρίου και περιστρέφεται δίνοντας στο μικροοργανισμό την δυνατότητα να προχωρεί, να σταματάει, να κινείται προς τα πίσω και να αλλάζει κατεύθυνση.
Πολλοί διάσημοι ερευνητές μελέτησαν την λειτουργία των βακτηρίων. Ενδεικτικά, σημαντικός σταθμός στην ιστορία των βακτηρίων ήταν το 1683 όπου και πρωτοανακαλύφθηκαν από τον Δανό Antony van Leeuwenhoek. Το 1773 επίσης, όπου από μια ομάδα επιστημών, αναγνωρίζονται τα σπειρύλλια και οι Βάκιλοι. Το 1872 ο γερμανός βοτανολόγος Ferdinand Cohn θέτει τα θεμέλια της Βακτηριολογίας.
Άλλο ένα παράδειγμα είναι ο Robert Koch o οποίος με τις μελέτες και
εργασίες του προσέφερε ανεκτίμητη βοήθεια στην πρακτική Ιατρική και έγινε ο θεμελιωτής της βακτηριολογίας. Το 1905 τιμήθηκε για την προσφορά του με το βραβείο Νόμπελ της Ιατρικής. Ακόμα ένα παράδειγμα αποτελεί ο François Jacob, γάλλος ερευνητής, ο οποίος μαζί με τον Jacques Monod κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ο έλεγχος των επιπέδων ενζυμικής ποσότητας στα κύτταρα είναι το αποτέλεσμα που ανατροφοδοτεί τη μεταγραφή των ακολουθιών του DNA. Μοιράστηκαν το Βραβείο Νόμπελ το 1965. Μετά από αυτή την εξέταση και την ιστορική αναδρομή στην λειτουργία των «απλών» κυττάρων είδαμε πόσο υπέροχη είναι η ανθρώπινη ζωή!!
Bibliography
- Princeton Weekly Bulletin.”Nuts, Bolts Of Who We Are” By Steven Schultz, May 1, 2000
- “The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2002” Press Release, October 7, 2002.
- “The Origin of Life-Five Questions Worth Asking.” By Watch Tower Bible and Tract Society of Pennsylvania, 2010.
- Encyclopedia Britannica, CD 2003 “Cell”, “The Mitochondrion and the Chloroplast”, subhead, “The Endosymbiont Hypothesis”
- Molecular Biology of the Cell, Second Edition, by Bruce Alberts et al, 1989, p 405
- Molecular Human Reproduction, “The role of Proteomics in Defining the Human Embryonic Secretome” By M. G. Katz-Jaffe, S. Mc Reynolds , D.K Gardner, and W. B Schoolcraft, 2009, p 271.
- http://sfrang.com/selides/mm1/html/Koch.htm
- http://en.wikipedia.org/wiki/Jacques_Monod
Iconography
| Experimental School of University of Macedonia, Thessaloniki, Greece |
| Catherine Konstantiniakou |
