Ćelije Život kao industrija

piše: Luka Mihajlović

Nedavno sam pitao grupu srednjoškolaca kako bi opisali ćeliju sedmogodišnjem detetu. U moru raznih odgovora iskristalisao se jedan koji predstavlja vrlo prigodnu analogiju. Ćelije su: minijaturne fabrike koje čine sva živa bića. Svaka ćelija se u osnovi sastoji od jedra, membrane i citoplazme sa organelama, ćelijskim odeljcima koji poseduju sopstvenu membranu. Prosečan ljudski organizam sadrži oko 100 biliona (1014) ćelija. Sve ćelije u organizmu nastaju od jedne oplođene jajne ćelije – zigota, koji se pod uticajem spoljnih faktora deli i diferencira u preko 250 tipova ćelija koji sačinjavaju čoveka. Veličina ćelija jako varira. Tako je, recimo, nojevo jaje samo jedna jedina ćelija. S druge strane, u jednom mililitru krvi se nalaze desetine miliona krvnih ćelija. Prosečna veličina ćelije je nekoliko mikrona – hiljaditih delova milimetra. Na tačku na kraju ove rečenice može komotno da stane nekoliko hiljada ćelija, a za objašnjenje funkcionisanja ove izuzetno komplikovane strukture potrebno je bar nekoliko pasusa koji slede posle nje.

Fabrika

Na ulazu u većinu fabrika srećemo ogradu i čuvare. Ovu funkciju u ćeliji obavlja ćelijska membrana, u koji su uronjene kapije – različiti proteinski molekuli koji imaju funkciju da selektivno propuštaju različite materije koje su ćeliji potrebne. Dok neke supstance imaju slobodan prolaz (npr. gasovi), druge zahtevaju pratnju – njihov ulazak u ćeliju je posredovan različitim proteinima.

Direktor

Kao što je red, počećemo obilazak od kancelarije direktora. Ćelijsko jedro je deo ćelije u kom se nalazi nasledni materijal – DNK, sa kog se prepisuju instrukcije za sintezu svih produkata i regulaciju svih procesa u ćeliji. Slobodno se može reći da instrukcije sa DNK upravljaju funkcionisanjem ćelije, a sadrže kodirane informacije o praktično svemu što čini individuu – od visine, boje očiju, kose, tipa insulinskih receptora, a delimično određuju i osobine kao što su inteligencija ili crte ličnosti.

Proizvodna traka

Proteini su molekuli koji se sastoje od dugačkih lanaca aminokiselina, koji vrše većinu funkcija u ćeliji. Proteini su glavni "proizvod" svake ćelije. Oni koji potpomažu hemijske reakcije nazivaju se enzimi, a veliki broj učestvuje u izgradnji komponenata ćelije. Informacija o redosledu aminokiselina koja određuje funkciju proteina se nalazi kodirana na DNK i "očitava" se u procesu koji se naziva transkripcija. Redosled nukleotida se sa DNK prepisuje na RNK (koja je blizak rođak DNK) i transportuje iz ćelijskog jedra u citoplazmu. Na molekulskoj mašini koju nazivamo ribozom, počinje sinteza proteina.

Energija

Kao i svaka proizvodnja, i ova zahteva energiju. Ćelija ima sopstvenu elektranu, koja za pogon koristi različita goriva. To može biti glukoza, masne kiseline, čak i aminokiseline u slučaju kada ništa drugo nije raspoloživo. Ćelijska elektrana je organela koja se naziva mitohondrija. Mitohondrije su mesto gde se odigrava ćelijsko disanje – u kom se dovršava razgradnja hranljivih materija i gde se iz njih "ekstrahuje" energija. Ova energija je u ćeliji skladištena u formi molekula adenozin trifostfata – ATP, koji sadrži visoko energetske hemijske veze.

Transport

Transport većine supstanci unutar ćelije se vrši "kamionima", vrećicama supstanci, koje se kreću po ćelijskim autoputevima – elementima citoskeleta. U pitanju su dugački, vlaknasti molekuli proteina, koji se nalaze po čitavoj unutrašnjosti ćelije. Pomoću ovih molekula se sadržaj vrećica izvozi van ćelije, što je posebno bitno kod ćelija koje proizvode, na primer, hormone ili enzime koji vare hranu. Iz ove kratke analogije se može zaključiti da su ćelije izuzetno kompleksne strukture. Nijedan deo ćelije ne funkcioniše izdvojeno, već su svi međusobno uslovljeni i komuniciraju razmenom različitih supstanci. Iako su nam osnovni principi funkcionisanja ćelija dobro poznati, veliki broj činjenica tek čeka da bude otkriven i upotrebljen u nauci, medicini i proizvodnji. Do tada – čuvajte vaše male fabrike!

Za sledeći red veličina – tekst "Organizmi"