Волшебница-мембрана

Теперь, когда мы познакомились с работой белковых внутриклеточных механизмов, опровергли представление, что ядро клетки является ее «мозгом», и уяснили ключевую роль окружающей среды, пора рассмотреть одну довольно ценную штуку — нечто такое, что, вполне вероятно, поможет вам отыскать смысл вашей жизни и подскажет, как именно вы можете изменить ее к лучшему,

В этой главе вы познакомитесь с моим кандидатом на роль истинного «мозга» клетки — с клеточной мембраной. Я уверен, что, когда вам станет ясно, как она работает, вы вслед за мной будете называть ее волшебницей. Следующая глава даст вам возможность взглянуть на деятельность волшебницы-мембраны с точки зрения квантовой физики. Тогда вы окончательно поймете, насколько неправы были бульварные газеты в 1953 году. Истинная тайна жизни заключена вовсе не в пресловутой двойной спирали ДНК. Она — в элегантно простых биологических механизмах волшебницы-мембраны, преоб­разующих сигналы окружающей среды в поведение клеток.

В 1960х годах, когда я только начинал изучать цитологию, всякого, кто высказал бы мысль, что мембрана — это «мозг» клетки, подняли бы на смех. В те времена ученые не видели в ней ничего особенного. Клеточная мембрана была для них всего лишь трехслойной полупроницаемой упаковкой, не позволявшей вытечь цитоплазматическому содержимому клетки.

Одна из причин столь пренебрежительного отношения к клеточной мембране в том, что она очень тонка, ее толщина — всего лишь семь миллионных долей миллиметра. При такой толщине клеточную мембрану можно рассмотреть разве что в электронный микроскоп (кстати, изобретенный уже после Второй мировой войны). Так что до 50х годов XX века биологи даже не могли экспериментально подтвердить, что она вообще существует; многие ученые думали, что цитоплазма клетки не растекается только потому, что имеет желеобразную консистенцию.

* Прокариота — организмы, не имеющие оформленного клеточного ядра. Более высокоразвитые организмы, клетки которых содержат ядро, называются эукариотами.

Поразительные способности клеточной мембраны были открыты в процессе изучения самых примитивных организмов на нашей планете— прокариот*. Прокариоты состоят из капельки водянистой цитоплазмы, заключенной в клеточную мембрану. Однако при этом их существование вполне осмысленно! Они, точно так же как и более сложные клетки, поглощают пищу, переваривают ее, дышат, выделяют наружу отходы и даже демонстрируют «нервную» деятель­ность. Прокариоты чувствуют, где находится пища, и передвигаются к этому месту, распознают опасные для них вещества и микроорганизмы и целенаправленно их избегают. Иными словами, они демонстрируют вполне разумное поведение.

Но что придает клетке-прокариоте «разумность»? Ведь, в отличие от более высокоразвитых клеток-эукариот, в ее цитоплазме нет таких оформленных органелл, как ядро или митохондрии. Единственная клеточная структура прокариоты, которую можно рассматривать в качестве кандидата на роль ее «мозга», — мембрана.