Увлекательная биология. Детская энциклопедия - Ольга Жаховская

сахаров: глюкозы и фруктозы. Ну а сахара – это общее название нескольких веществ, которые служат источником энергии. Для клетки важнейшим сахаром является глюкоза.

– А другие большие молекулы в клетке есть?

– Есть. Аминокислоты и нуклеотиды. В клетке они используются как строительный материал.

– И что из них строится?

– Очень длинные цепочки соединённых между собой повторяющихся звеньев. Эти цепочки называются биополимерами.

– Интересно, из аминокислот какие биополимеры собираются?

– Белки. Они основа всей жизни на Земле и очень важны для клетки, потому что выполняют множество разнообразной работы.

– Чем же занимаются белки?

– Например, структурные белки придают клетке форму. Белки-ферменты ускоряют расщепление и создание сложных молекул, а когда новых веществ становится много, ферменты прекращают их производство. Белки, называемые гормонами, передают особые химические сообщения. Ещё белки выполняют двигательную функцию.

– А как они это делают?

– Цепочки из белков могут укорачиваться, удлиняться и менять форму, реагируя на энергию. Транспортные белки отвечают за пропуск внутрь клетки и выпуск наружу различных веществ. А ещё есть белки-защитники. Их называют антителами, которые узнают чужеродные вещества и связывают их. Все белки состоят только из двадцати видов аминокислот, но при этом они очень разнообразны.

– Как так получилось?

– Дело в том, что свойства белков зависят от порядка аминокислот в цепочке. По количеству же в разных белках может быть от пары десятков до нескольких десятков тысяч аминокислот.

– Ого! Тогда, наверное, такие белки получаются очень длинными. Как же они помещаются в малю-у-усенькой клетке?

– Благодаря своей способности плотно закручиваться в спираль, которая дополнительно свёртывается в крохотный комок. Какая удача, Чевостик! В клеточной стенке я наконец обнаружил пору. Через неё мы сможем проникнуть в клетку. Как только минуем мембрану, считай, мы внутри.

– Погоди, что за мембрана?

– Это тоненькая плёнка сразу за клеточной стенкой. Само слово пришло из латыни и переводится как «кожица». Через мембрану клетка обменивается энергией и веществами с окружающей средой.

– Ура! Мы миновали узкий проход, и вот наш лётоплавонырь уже внутри клетки, по другую сторону мембраны. Почему он нырнул… в желе? Где мы?

– То, что ты назвал желе, – это цитоплазма. Она заполняет всё пространство клетки.

СТРОЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ

– Похоже, цитоплазма всё время движется. А почему в ней плавают какие-то острова?

– Это органеллы клетки, у них есть ещё одно название – органоиды. Но я буду пользоваться словом «органеллы». Органеллы находятся в цитоплазме клетки постоянно, и каждая выполняет свою работу.

– Дядя Кузя, я заметил в цитоплазме что-то похожее на крохотную горошинку.

– Эта горошина на самом деле очень важная органелла – рибосома. Рибосомы, хоть и маленькие, но заняты чрезвычайно нужным делом: они производят белки.

– Помню, из аминокислот. А это что за фасолина?

– Это ещё одна органелла, митохондрия. Митохондрии образно называют энергетическими станциями.

– А почему?

– В них вырабатывается топливо, которое даёт клетке энергию для жизни.

– Как интересно! А что это за зелёные пластинки в бесцветной цитоплазме?

– Это хлоропласты – настоящие фабрики по производству сахара. В клетках растений их много, по несколько десятков. Хлоропласт имеет такой цвет, потому что содержит зелёный пигмент, хлорофилл. Именно он придаёт зелёный цвет листьям.

– Ой, мы сейчас едва не врезались во что-то огромное! Это ещё одна органелла?

– Да, вакуоль. В ней хранится запас питательных веществ. Они растворены в клеточном соке, который заполняет вакуоль. Чем старше клетка, тем больше вакуоль.

– Какие клетки запасливые! Теперь мы проплываем мимо чего-то странного… Похоже на стопку сложенных мешочков.

– Это аппарат Гольджи. Здесь производятся и сортируются вещества для строительства и обмена. А дальше ты видишь другую органеллу – эндоплазматическую сеть.

– Дядя Кузя, осторожнее, в ней легко запутаться!

– Не волнуйся, мы уменьшим скорость лётоплавоныря и сможем маневрировать.

– Зачем клетке сеть с таким сложным названием?

– Эндоплазматическая сеть участвует в обмене веществ и создании клеточных мембран.

– Раньше я не представлял, что внутри клетки растения так много помещается! А у животных? Их клетки такие же?

– Растительные и животные клетки, хоть и сходны по функциям, немного отличаются по строению. Например, у животных клеток нет жёсткой клеточной стенки, только эластичная мембрана. Вакуоли животной клетки маленькие, зато митохондрии больше по размерам, чем в растительной клетке. А вот хлоропластов в животных клетках нет вообще.

– Дядя Кузя, а что за большой шар виднеется за сетью?

– Это ядро, по латыни «нуклеос». Ядро надёжно отделено от цитоплазмы ядерной оболочкой, а оболочка образована двойной мембраной.

– Двойной?! Похоже, проникнуть в ядро будет сложно: сначала сеть, потом два слоя мембраны. Настоящий сейф. Почему ядро так хорошо защищено?

– Потому что там хранится код жизни.

Задание

Давай смастерим растительную клетку. Вырежи из цветной бумаги заготовку – это будет клетка. Теперь нарисуй несколько органелл, вырежи их, раскрась и помести внутрь крупной заготовки. Как называются органеллы, которые ты изобразил? Что они делают в клетке?

Код жизни. Что такое ДНК?

– Дядя Кузя, постой, разве в живых организмах есть код, как в компьютерах?!

– Всё не так просто. В клетке, помимо аминокислот, есть и ещё строительные молекулы, нуклеотиды.

– Точно! Мы о них только что вспоминали. А зачем они нужны?

– Из них собираются другие важные биополимеры, нуклеиновые кислоты. В природе есть всего два типа этих кислот – рибонуклеиновая кислота и дезоксирибонуклеиновая кислота. У них разный состав, строение и функции.

– Ого, как сложно называются!

– Не переживай, Чевостик, их названия легко запомнить в сокращённом виде: РНК – для рибонуклеиновой кислоты и ДНК – для дезоксирибонуклеиновой кислоты. РНК состоит из тысяч нуклеотидов, которые соединяются в одну цепочку. А ДНК состоит из двух соединённых нуклеотидных цепочек, и нуклеотидов в них могут быть миллионы.

– Ничего себе, как много! А зачем нужна ДНК?

– В ДНК содержится закодированная наследственная информация клетки. И к ней имеет доступ только РНК и некоторые белки, которые помогают копировать ДНК и переносить информацию от ДНК к РНК.

СТРУКТУРА РНК

– Почему эта информация такая секретная?

– Потому что она слишком ценная, чтобы делать её доступной напрямую.

– Тогда надо сделать копию, и все, кому нужно, смогут её использовать.

– Именно так и происходит в клетке. Изготовлением копии с ДНК и транспортировкой скопированной информации как раз и занимается РНК.

– Так вот зачем она нужна клетке! Но, по-моему, ДНК всё-таки ценнее. Значит, и хранить её надо в самом надёжном месте. Подожди-ка, раз ядро имеет столько степеней защиты, то ДНК хранится в нём, как игла в яйце у Кощея Бессмертного?

Хромосома

– Правильно сообразил. Молодец, Чевостик. ДНК действительно хранится в ядре, в виде мельчайших плотно скрученных структур – хромосом. Их название произошло от двух греческих слов: «хрома», оно означает «цвет» и «сома» – «тело».

– Получается, это «цветные тела». А с виду они вовсе не цветные. Почему их так назвали?

– Потому что хромосомы очень хорошо окрашиваются с помощью красителя при исследовании.

– Погоди, дядя Кузя, а почему ДНК в хромосомах скручивается?

– Я уже говорил, что ДНК – это очень длинное последовательное соединение простых молекул. Если ДНК одной из клеток человека распрямить, длина такой линии будет более двух метров.

СТРУКТУРА ДНК

– Ничего себе! Какая длинная! И так сильно уменьшается!

– Секрет в том, что ДНК очень тонкая, поэтому её можно уложить в крохотные хромосомы, различимые только в сильный микроскоп.

– И сколько таких хромосом в ядре?

– Различное количество. На нашей планете есть как организмы всего с двумя хромосомами, так и те, у кого их больше тысячи. У человека, например, сорок шесть хромосом.

– И все они содержатся в ядре. Значит, ядро – самая важная органелла клетки.

– В этом я с тобой не соглашусь, Чевостик. В клетке важны все органеллы. Хотя клеточные организмы разделяют именно по наличию ядра.