Бактериальная клетка бессмертна, а человеческая - нет. Почему?
21 сентября
1,6 тыс. дочитываний
2,5 мин.
Да, это факт: человеческая клетка делится 50 раз и... всё! Более к самовоспроизведению она не способна. Это число максимальных делений - 50 - ещё в 1960 году определил экспериментальным путём Леонард Хейфлик - профессор анатомии Калифорнийского университета в Сан-Франциско, вице-председатель Американского геронтологического общества. Именно
предел Хейфлика ставит предел нашей жизни. Отсамовоспроизводившись со своё, природой отпущенное, человеческая клетка погибает. Одна за другой гибнут клетки - отмирают ткани в органах. Становится нефункциональным из-за отмирания большей части тканей жизненно важный орган - умирает организм...
А вот бактерии почти бессмертны. Они делятся примерно каждые 20 минут и могут это делать бесконечное число раз пока не столкнутся с невыносимыми для себя условиями (экстремально высокой или низкой температурой, жёстким ультрафиолетовым излучением, дезинфицирующими химическими веществами и т.п.). Но и тогда многие из них, укутавшись в толстенную оболочку, превращаются в
спору и в таком "безжизненном" состоянии дожидаются возврата к хорошему, а, дождавшись, делятся себе дальше!
Почему? Ну почему так? Чем они заслужили?!
Всё дело в хромосомах. У нас они совсем не такие, как у бактерий. Под "нами" подразумеваются не только люди, но и все
эукариотические (ядерные) организмы: растения, животные, грибы. У эукариотов хромосомы линейные, похожи на палочки, а у
прокариотов (доядерных организмов, к ним бактерии и относятся) всего одна хромосома, замкнутая в кольцо. Такая единственная бактериальная кольцевая хромосома называется
нуклеоид (не путать с нуклеотидом - мономером нуклеиновых кислот).
А теперь о том, чего же лишили себя эукариоты, отказавшись от замкнутого кольца нуклеоида и перейдя ко множеству хромосом-"палочек".
Пара линейных хромосом эукариотического организма. Источник иллюстрации:
https://kot.sh/sites/default/files/i...arrish-2.jpgВы ведь знаете, что в хромосомах заключена вся наследственная информация? Перед каждым самовоспроизведением-делением клетки эта информация должна быть продублирована, чтобы потом отправиться в каждую из двух новых клеток. Для этого каждая хромосома на себе самой собирает точную свою копию из свободно плавающих в плазме ядра запчастей - нуклеотидов. Подробно о процессе
репликации (самокопировании) хромосом можно почитать
здесь. Но есть одно но: сборка идёт на протяжении всей хромосомы кроме самых её кончиков - 4-5 нуклеотидов на концевых участках (концевые участки хромосом называются
теломерами). Эти кончики абсолютно игнорируют подошедшие к ним нуклеотиды и отказываются вступать с ними во взаимодействие, потому остаются нескопированными. К чему это приводит? Догадались? С каждым делением клетки хромосомы всё короче и короче, пока не достигают такого размера, при котором и вовсе уже репликация хромосом становится невозможной, отменяется и деление клетки. Если хотите понять, зачем природа наделила кончики хромосом безразличием к новым нуклеотидам, читайте вот
эту статью, из неё узнаете, что данное, на первый взгляд вредное, свойство имеет свой биологический смысл.
Спойлер: данное свойство защищает хромосомы от склеивания друг с другом этими самыми кончиками, что привело бы к патологии клеток
Но за всё в жизни нужно платить, и за защиту от хромосомных мутаций клетки эукариотов платят ограниченным количеством своих делений, а значит ограниченной продолжительностью жизни своих организмов.
Бактериальные клетки. Схема. Голубые кольца внутри - нуклеоиды. Каждая "буква" в нуклеоиде - это нуклеотид (мономер ДНК). Источник иллюстрации:
https://innovation.ox.ac.uk/wp-conte...twork-SPL.jpgА что бактериальная хромосома? Что там с нуклеоидом? А он тоже добросовестно самокопирует сам себя перед каждым новым делением бактериальной клетки. Да только вот в чём дело-то - у него нет теломеров-кончиков (он же - кольцо). Нет тех частей, которые не способны к самокопированию, потому абсолютно вся бактериальная хромосома воспроизводит себя. Вся, до последнего нуклеотида. Именно в полноте скопированной хромосомной информации залог своеобразного бессмертия бактерий. Этому стоило бы у них поучиться нашим хромосомам. И они учатся, точнее их пытаются научить генетики-геронтологи. Пытаются научить не терять концевые нуклеотиды. Но это уже тема для другой статьи.
Древовидный вид