Рожденная веком

Клетка является ареной, где развертываются основные драматические события, следующие за поглощением энергии в атомах и молекулах. Сюда и совершим мы наш нынешний экскурс, который облегчит понимание радиобиологического парадокса.

Современная цитология — наука о клетках, оснащенная самым совершенным оборудованием и методами исследования, такими, как электронная и сканирующая микроскопия, спектральный и рентгеноструктурный анализ, микроавторадиография и др., достигла огромного прогресса. В четвертом издании капитального труда по общей цитологии, написанного тремя маститыми учеными— Де Рббертисом (Буэнос-Айрес), Виктором Новинским (Техас) и Франциско Саэсом (Монтевидео, Уругвай), авторы справедливо замечают по этому поводу: «Хотя научный прогресс является непрерывным эволюционным процессом и его успехи неразрывно связаны с предшествующими достижениями, скорость этого процесса далеко не постоянна... Бурное развитие биологии в наше время объясняется двумя причинами: 1) высокой разрешающей способностью аппаратуры... и 2) содружеством с другими направлениями биологических исследований, главным образом с генетикой, физиологией и биохимией». Продолжая дальше эту мысль, добавим радиобиологию, взаимовлияние которой с цитологией стало особенно плодотворным в последние 10—15 лет2.

Рассказ о клетке — этой элементарной и в то же время бесконечно сложной, удивительно устроенной природой единице жизни — уведет очень далеко от основной цели наших странствий. Этой увлекательной теме посвящены специальные книги самого различного уровня и объема. Здесь же обратим внимание на отличие клетки от отдельных, хотя и очень важных, сложных звеньев жизни, таких, как молекулы белков, нуклеиновых кислот, ферментов и др. Это — элементы живого, но до живого им еще далеко, даже в случае, если речь идет об их синтезе в пробирке, ибо «...жизнь начинается там, где возникает совершенно особым образом организованная автономная, саморегулирующая и самовоспро-изводящая система, как бы автоматически координирующая все звенья химических, в частности, синтетических процессов». Это слова академика Глеба Михайловича Франка, посвятившего много лет жизни изучению биофизики клетки. Наряду с гигантскими клетками, например амёбами, существуют клетки-пигмеи, размер которых в 1000 раз меньше и составляет 0,12—0,25 мк (0,0001—0,00025 мм),— это микоплазмы, возбудители плевропневмонии у скота, обнаруженные еще великим Пастером (их диаметр лишь в 1000 раз превышает диаметр атома водорода). Большинство клеток млекопитающих имеют диаметр от 10 до 30 мк. Таким образом, по диаметру клетки варьируют в тысячу раз, а по объему — в миллиард раз. Независимо от этого в каждой из них работают много сотен ферментов, управляющих громадным числом химических соединений. Все эти вещества поддерживаются в динамическом равновесии благодаря постоянно идущим в клетке великолепно устроенным и слаженным процессам синтеза и химических превращений, меняющих свое направление, удельный вес и скорость в зависимости от обстоятельств и нужд клетки.

Чему же обязана клетка наличием свойств, кажущихся при рассмотрении ее функции «чудесными»? Свойства эти заложены уже в биологических молекулах — их своеобразной пространственной конфигурации и в значительной степени связанной с ней строгой функционально-структурной упорядоченности многочисленных клеточных органелл. Предельно упрощая ситуацию, назовем лишь основные из них. Это клеточное ядро (хранитель генетической информации и главный управляющий) и цитоплазматический аппарат, состоящий из многочисленных митохондрий (энергостанций), рибосом (фабрик белка) и эндоплазматической сети (транспортных путей). Особое значение имеют внешние и внутренние поверхности клетки и ее органелл — мембраны, одновременно разделяющие и связывающие деятельность всей клетки в целом и ее отдельных частей (рис. 7).

Рис. 7. Общая схема ультраструктуры «идеальной» животной клетки. В центре — ядро клетки с ядрышком и хромосомами; в цитоплазме множественные органеллы. 1 — агранулярная эндоплазматическая сеть; 2 — базальная мембрана; 3 — центриоль; 4 — хромосома; 5 — ресничка; 6 — корешок реснички; 7 — десмосома; 8 — комплекс Гольджи; 9 — гранулярная эндоплазматическая сеть; 10 — лизосомы; 11 — выпячивание мембраны; 12 — митохондрии; 13 —микроворсинки; 14 — ядрышко; 15 — пора; 16 — плазматическая мембрана; 17 - пиноцитозный пузырек; 18 — рибосомы; 19 — секреторные пузырьки

Вся эта удивительная, сверхсложная, подвижная система реагирует на различные внешние воздействия, не теряя жизнеспособности, проявления своих специфических функций и самого поразительного свойства — способности к бесконечному размножению, в ходе которого дочерние клетки наследуют все признаки и функции их «предков». Увлекательнейший рассказ о наследственности и механизмах ее передачи читатель найдет в книге видного радиационного генетика Николая Викторовича Лучника «Почему я похож на папу», а также в книге Валерия Николаевича Сойфера «Арифметика наследственности».