Если вам кажется, что наш мир слишком однообразен, рекомендуем обратить внимание на удивительный и невидимый мир клеток. Этот невероятный микрокосмос полностью влияет на нашу жизнь. Все сошлось именно так, чтобы мы существовали здесь и сейчас. А зарываясь все глубже в эту тему, возникает лишь больше вопросов. Клетки обеспечивают нам жизнь, работают именно так и выполняют именно те функции, которые способны удерживать нашу жизнь на плаву. А вот то, как именно это работает, эти маленькие ребята не спешат раскрывать. И даже в их смерти есть определенная тайна. В наших телах миллионы клеток ежедневно встречают свой конец. Вопреки распространенному мнению, клетки не просто взрываются, когда умирают. Вместо этого определенный белок действует как триггер для разрыва клеточной оболочки. И вот, кажется, ученым удалось разгадать то, как и почему это происходит.
Внутри каждой клетки находится ядро, которое содержит генетическую информацию в виде ДНК.
Содержание
Жизненный цикл клеток
В целом начало жизни на клеточном уровне примерно такое же, как и у нас, но интереснее то, как именно все это происходит. И начинается этот путь с зарождения.
Все начинается с момента, когда клетка появляется в организме. Это может быть результатом деления одной клетки на две, или появления новой из других, называемых стволовыми. Когда клетка только что образовалась, она находится в стадии роста. В этот момент она активно поглощает питательные вещества и энергию, чтобы увеличиваться в размерах.
Некоторые клетки в нашем организме, такие как клетки кожи и кишечника, постоянно обновляются и заменяют старые и поврежденные клетки.
Когда клетка достигает определенного размера, она готова к делению. Процесс деления называется митозом. Во время митоза клетка делится на две другие. Каждая из этих клеток получает полный набор генетической информации, необходимой для функционирования. Это позволяет дочерним сохранить те же характеристики и функции, что и исходная.
После деления клетки могут продолжать расти и развиваться. Выполняя различные функции в организме, такие как образование новых тканей или замена поврежденных клеток. Некоторые из них могут продолжать делиться и образовывать еще больше клеток, в то время как другие могут переходить в состояние покоя.
С течением времени клетки стареют и могут умирать. Этот процесс называется апоптозом. Когда клетка умирает, она разлагается и ее компоненты могут быть использованы другими клетками для образования новых клеток.
Но и тут есть один нюанс – клетка же при делении перенимает все характеристики, верно? И тут начинается неприятная часть, иногда вместо смерти, когда подходит их конец, они могут начать хаотично делиться. Постоянное деление приводит к развитию рака и других опухолей. Правда наш иммунитет достаточно предусмотрителен и сразу же пытается остановить такое поведение, но и это не всегда выходит.
Именно поэтому самоликвидация клеток – жизненно важный процесс для всех живых организмов. Когда клетки повреждаются или заражаются вирусами, или бактериями, они запускают внутреннюю последовательность “самоуничтожения”. Этот механизм предотвращает потенциальный рост опухолей и распространение вредных патогенов по всему организму.
Как происходит смерть клеток?
Ученые рассмотрели новое понимание последнего этапа клеточной смерти, отличное от предыдущего представления, что клетки просто лопаются и умирают. Согласно исследованиям, опубликованным в научном журнале Nature, белок ninjurin-1 играет ключевую роль в этом процессе.
Белок ninjurin-1 формирует нити, которые напоминают молнии и вызывают разрыв клеточной мембраны, что приводит к распаду клетки. Эти новые открытия являются важным прорывом в нашем понимании клеточной смерти.
Они могут взаимодействовать с окружающей средой и адаптироваться к изменениям для поддержания равновесия в организме.
Ninjurin-1 действует как точка разрыва в клеточной мембране (оболочке). Различные сигналы, такие как бактериальные компоненты, активируют механизм клеточной смерти. В заключительной стадии этого процесса защитная мембрана клетки разрушается из-за мельчайших пор, позволяющих ионам проникать внутрь клетки.
Вместо того чтобы набухать и лопаться от давления, как воздушный шарик, белок ninjurin-1 обеспечивает точечный разрыв клеточной ткани, вызывая разрыв в определенных местах.
С использованием передовых методов, таких как высокочувствительные микроскопы и спектроскопия, ученые смогли исследовать механизм, при котором ninjurin-1 вызывает этот разрыв на уровне отдельных атомов. Интересно и то, что этот небольшой белок встроен в клеточную мембрану.
Когда клетка получает сигнал на самоуничтожение, два белка сначала соединяются в группы и проникают в оболочку. Затем множество дополнительных белков присоединяется к начальному «клину», что приводит к образованию больших повреждений и дыр в мембране. Таким образом, она отщепляется постепенно, пока клетка полностью не распадается.
После этого остатки клеток удаляются собственной системой очистки организма.
Как организм людей очищается от мертвых клеток?
Когда клетка становится мертвой, она отправляет сигналы окружающим, указывая, что она нуждается в удалении. Это происходит посредством выделения определенных молекул, называемых «сигналы фагоцитоза».
Клетки иммунной системы, такие как лимфоциты, борются с инфекциями и защищают организм от болезней.
Фагоцитоз – это процесс, при котором специальные клетки, называемые фагоцитами, поглощают и переваривают мертвые клетки. Фагоциты находятся в разных частях организма, включая кровь, ткани и лимфатическую систему. Они обладают способностью распознавать сигналы и присоединяться к мертвым клеткам.
Когда фагоцит цепляется к мертвой клетке, он ее поглощает внутрь себя. Затем происходит ее разложение с помощью ферментов внутри фагоцита. Этот процесс называется перевариванием. При переваривании мертвой клетки фагоциты разлагают ее компоненты на мелкие части, которые могут быть использованы другими клетками для обновления и восстановления тканей.
Важно отметить, что фагоцитоз не ограничивается только мертвыми клетками. Он также может удалять и другие вредные или избыточные структуры в организме, такие как бактерии, вирусы или поврежденные органы. Фагоциты выполняют ключевую роль в поддержании иммунной системы организма и обеспечивают его защиту от инфекций.
Значение понимания жизни клеток
Когда стало очевидно, что без ninjurin-1 клетки не лопаются, это указало на важность новой главы о клеточной смерти.
Более глубокое понимание клеточной смерти поможет найти новые цели для лекарственных препаратов. Это открывает возможности для терапевтических вмешательств в лечении рака, так как некоторые опухолевые клетки уклоняются от программированной клеточной гибели.
Кроме того, при преждевременной гибели клеток, которая наблюдается при нейродегенеративных заболеваниях, например, болезни Паркинсона, или угрожающих жизни состояниях, таких как септический шок, препараты, влияющие на этот процесс, могут стать потенциальным методом лечения.
