Юный техник 1964-05, страница 29

химия живой КЛЕТКИ

г

Заманчиво продлить жизнь человека. Но где предел жизни: сто лет, а может быть, тысяча? Что такое вообще жизнь, в чем ее тайна?

Мы мечтаем не только строить новые автоматы, но и вмешиваться в свой собственный организм, улучшать его, исправлять. Биофизика и биохимия как раз и стремятся понять принцип живого и прежде всего клетки как основы жизни.

ИЗ ЧЕГО СОСТОЯТ ОРГАНИЗМЫ?

Чтобы изучить химию живой клетки, в большинстве случаев ее нужно разрушить: растолочь в ступке, обработать солевым раствором или каким-либо другим растворителем, а затем полученный раствор анализировать, призвав на помощь физику и химию. Но можно ли быть уверенным, что, вмешавшись грубо в жизнь клетки, мы не нарушили само существо жизни? И не изучаем ли мы в этом случае химические процессы умершего, а не живого организма? Многие биологи еще 50—80 лет назад считали, что достаточно разрушить клетку, как находящиеся там вещества прореагируют друг с другом и все, что ученый хотел изучить, исчезнет. Но страхи оказались напрасными.

В конце XIX и начале XX века стало известно, что можно «разбирать организм», сохраняя жизнедеятельность его частей. Орган, выделенный из организма и помещенный в соответствующие условия, продолжал жить. Кусочки печени или мышцы способны продолжать свою жизнедеятельность в искусственных условиях. Биологи научились выращивать в питательной среде целые группы — колонии клеток, полученных из органов. Так экспериментаторы проникли в интимные стороны обмена клеток. Выяснилось, что и клетку можно разобрать на отдельные агрегаты, например, выделить ее митохондрии — «энергетические станции» (см. «ЮТ» № 7, 1963 г.).

Почему же организм допускает такую разборку?

Попробуем демонтировать химический завод таким же грубым методом: начнем разбивать все оборудование молотками. Произойдет взрыв и пожар, все будет уничтожено, и изучать окажется нечего.

А как же клетка?

Стойкость клетки объясняется двумя 'причинами. Ученые выяснили, что в клетках почти не содержится химически активных веществ. Если взять питательные вещества и продукты их превращений и смешать все в едином растворе, то при температуре тела огромное большинство этих продуктов останется неизменным. Такую смесь, если ее защитить от микробов, можно хранить десятки месяцев, а быть может, и годы; при этом осуществится довольно мало химических реакций.

Вы уже знаете, что каждая клетка имеет набор катализаторов—специфических ускорителей, химических реакций. (Об этом писалось в «ЮТе» № 10, 1963 г.). Эти особые белковые вещества получили название ферментов. Присутствие ферментов и позволяет клетке «работать» без таких сильных реактивов, как серная кислота или фосфорный ангидрид. Если несколько упростить существо дела, то окажется, что на каждую единичную химическую реакцию, осуществляемую в клетке, имеется свой специальный фермент. При определенных условиях — температура в пределах 0—40° С, отсутствие сильнодействующие* химических веществ — ферменты устойчивы. Их можно выделять в мягких химических условиях, Получать в чистом виде, долго хранить в виде сухого порошка и при их посредстве осуществлять химические реакции, свойственные клетке.

Когда науке открылись эти факты, возник следующий вопрос. Чтобы разобраться в химических процессах, проходящих в клетке, может быть, достаточно выделить и изучить содержащиеся в ней катализаторы-ферменты?

Очень многое в расшифровке механизма обмена веществ стало возможным благодаря именно ферментологии.

евишщ