Читать «Нескучная биология» онлайн - страница 24

Откуда взялись вирусы? Среди неспециалистов довольно широко распространено даже не убеждение, а некое смутное ощущение, что вирусы, стоящие на грани живого и неживого, это некий прообраз первых форм жизни. На самом деле – ничего подобного. Вирусы – продукт весьма продвинутых созданий, стоящих на высокой ступени эволюционного развития. Предполагается, что вирусы – это куски генома вполне добропорядочных клеточных организмов, прокариот и эукариот, утерянные в результате различных несчастных случаев.

Прокариоты

Блеск и нищета прокариот

Хотя эубактерии и архебактерии, как выяснилось, две большие разницы, но по строению клетки, размножению и образу жизни многие из них похожи. Недаром, чтобы понять, что это очень разные формы жизни, пришлось углубляться в молекулярное строение и особенности обмена этих существ. Поэтому для начала мы расскажем об общих чертах прокариот.

Прокариота – клетка, но клетка более примитивная, чем любая клетка нашего с вами организма. Как и у всякой клетки, у прокариоты имеется плазматическая мембрана – это такая хитрая пленка, которая не дает содержимому клетки растекаться, обеспечивает поступление в клетку одних веществ и удаление других, а кроме всего прочего служит местом протекания множества биохимических реакций. Плазматическая мембрана – вещь непрочная и большинство прокариот одето поверх мембраны клеточной оболочкой. Оболочка также имеет сложный состав, и, как и мембрана, это не просто пузырь, предохраняющий клетку от различного рода неприятностей. Клеточная оболочка, скорее, похожа по своему назначению на кожу животного. Она участвует в газообмене, в поглощении и выделении различных веществ. Кроме того в клеточных оболочках часто идут процессы «пищеварения» бактериальной клетки – поглощение и ферментативная обработка питательных веществ. Поверх оболочки многие бактерии имеют еще слизистую капсулу.

Строение клетки прокариот: 1 – клеточная стенка; 2 – клеточная мембрана; 3 – рибосомы; 4 —кольцевая молекула ДНК в цитоплазме; 5 – складки наружной мембраны; 6 – жгутики

Некоторые бактерии способны в неблагоприят-ных условиях отращивать особо толстую оболочку и «впадать в спячку». Такие «спящие» бактерии называются цистами. Другие – создают внутри себя толстостенную капсулу, содержащую в «сжатом» виде копию материнской клетки. Это образование называется эндоспорой. В случае всякого рода неприятностей носители эндоспор гибнут, но сами споры могут сохранять жизнеспособность в самых невообразимых условиях десятки, сотни, и даже тысячи лет, выжидая, пока судьба повернется к ним лицом.

Внутреннее содержимое прокариотной клетки – вода, белки, углеводы, нуклеиновые и рибонуклеиновые кислоты – вся сложная смесь, необходимая для биохимической кухни, обеспечивающей жизнь и размножение бактерии. Но вот внутренних мембран в прокариотных клетках нет и, соответственно, нет и органелл – митохондрий, пластидов, эндоплазматической сети и самого ядра. Большинство реакций синтеза идет на плазматической мембране. Все это не значит однако, что метаболизм у прокариот менее сложен, чем у эукариот, у которых есть и ядро, и митохондрии и все прочее. Мало того, в области синтеза прокариоты способны на такие штуки, которые недоступны их потомкам, эукариотам. Например, только прокариоты (не все) могут фиксировать атмосферный азот. Поскольку азот – одна из важнейших составляющих белковых молекул, то существование всех остальных организмов планеты зависит от азотфиксирующих бактерий. Серы в живых организмах содержится, конечно, меньше, чем азота. Но и сера необходимый компонент ряда аминокислот и, соответственно, белков. И ни один живой организм, кроме прокариот, не может использовать серу в каком-либо ином виде, кроме как в виде солей серной кислоты – сульфатов. А практически все сульфаты, находящиеся в почвах естественных экосистем – продукт деятельности прокариот. И, наконец, только среди прокариот есть создания, способные извлекать энергию из минеральных веществ, таких, как азот, сера, соединения железа, водород, сероводород.