Спонтанная эволюция: Позитивное будущее и как туда добраться - страница 19

Итак, функции клеточного мозга исполняют не гены. Но тогда что? Это делает клеточная мембрана — эквивалент кожи. В мембрану встроены протеиновые переключатели, которые реагируют на сигналы среды, перенаправляя полученную информацию во внутренние протеиновые пути метаболизма. Практически для каждого сигнала, распознаваемого клеткой, существует отдельный мембранный переключатель. Некоторые переключатели реагируют на эстроген, некоторые — на адреналин, некоторые — на кальций, некоторые — на световые волны и так далее.

Хотя в мембране каждой клетки может быть до сотни тысяч переключателей, нам не нужно изучать каждый из них по отдельности, поскольку их всех объединяют одни и те же функции и базовая структура. Ниже приводится схематическая иллюстрация того, как работает генетический мембранный переключатель.

Каждый мембранный переключатель представляет собой своего рода узел восприятия, состоящий из двух основных протеиновых частей: рецептора и нервного окончания. Рецептор принимает, или ощущает, сигналы из внешней среды. Приняв первичный комплиментарный сигнал (первичный сигнал на рис. Б), рецептор активизируется, приходит в движение и получает возможность соединиться с нервным окончанием.

На иллюстрации справа кажется, что рецептор и нервное окончание пожимают друг другу руки (стрелочка на рис. Б). Это та самая связь, которая позволяет информации из-за пределов клетки поступить в нее и стимулировать то или иное поведение.

После активизации рецептором нервное окончание посылает вторичный сигнал (см. рис. Б) через цитоплазму внутри клетки, которая контролирует соответствующие протеиновые функции и пути метаболизма. Скоординированные действия мембранных переключателей позволяют клетке поддерживать в себе жизнь, управляя метаболизмом и физиологическими процессами в соответствии с непрестанно изменяющимися условиями внешней среды.

Протеины-рецепторы обеспечивают клетке ее осознание явлений окружающей среды, а протеины — нервные окончания генерируют сигналы (физические ощущения), регулирующие функции клетки.

Итак, совместно эти переключатели, расположенные в клеточных мембранах, обеспечивают «осознание явлений окружающей среды через физические ощущения». Именно здесь таится ключ к секрету жизни. Вы готовы? Кстати, в кавычках приведено определение слова «восприятие» (perception), взятое из словаря. Это слово в английском языке происходит от латинского корня, означающего «постижение» или, буквально, «принятие внутрь». Таким образом, протеиновые переключатели в клеточных мембранах представляют собой первичные молекулярные узлы восприятия. И поскольку эти переключатели управляют молекулярными путями метаболизма в клетке и специфическими биологическими функциями, мы можем с уверенностью заключить, что восприятие управляет поведением!

Рисунок А: у каждой клетки есть протеины-рецепторы и протеины — нервные окончания, обеспечивающие связь внутриклеточной протоплазмы с окружающей средой. Образно говоря, эти протеины служат в качестве переключателей, которые приводят в движение мотор и шестеренки клетки.

Рисунок Б: когда рецептор принимает сигнал из окружающей среды, он изменяет свою форму и соединяется с нервным окончанием

Дорогие читатели, тот факт, что восприятие управляет поведением, как на клеточном уровне, так и на уровне деятельности человека, — истинная тайна жизни!

Передовая биология, вывод № 3: протеиновые переключатели восприятия в клеточных мембранах реагируют на сигналы среды, регулируя функции и поведение клеток.

Иногда естественная гармония тела нарушается, и тогда мы заболеваем, что является следствием неспособности нашего организма осуществлять нормальное управление своими функциональными системами. Поскольку поведение создается путем взаимодействия протеинов с их комплиментарными сигналами, может быть лишь два источника болезни: либо дефекты протеинов, либо искажение сигнала.

Около 5 % жителей Земли имеет врожденные дефекты, то есть у них есть мутировавшие гены, в которых закодированы дисфункциональные протеины. Структурно деформированные, или дефектные, протеины могут служить причиной «сбоев в работе мотора», нарушая нормальные пути метаболизма и снижая качество жизни человека. Однако 95 % людей приходят на эту планету с безупречно функциональным генетическим набором. И причиной заболеваний в этой весьма многочисленной группе, скорее всего, является качество сигнала. Существует три основные ситуации, когда сигнал порождает дисфункцию и болезнь.