![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
gul_filteredOriginally posted by ![[facebook.com profile]](https://www.facebook.com/favicon.ico)
dmitry.medved.35 on January 19 at 3:47 AM
"Взгляните на жизнь нашими глазами – и вы, эукариоты, перестанете задирать нос. Вы, двуногие обезьяны, и вы, бесхвостые землеройки, и вы, сушеные кистестеперые рыбы, и вы, позвоночные черви, и вы, губки с прокачанными Hox-генами*! Вы – новички на нашем районе, вы едва выделяетесь в толпе, вы – просто пена на поверхности бактериальной жизни. Даже клетки, из которых вы состоите, суть колонии бактерий, делающих то же, чему мы научились миллиард лет назад. Мы были здесь до вас, и мы останемся здесь, когда вас не будет."
- Монолог бактерии из книги Ричарда Докинза "Рассказ предка".
Бактерии, как известно, не просто одноклеточные, а очень маленькие, даже если сравнивать с клетками растений или животных, поэтому сначала люди про них вообще ничего не знали, а потом долгое время сильно их недооценивали.
Даже сейчас изучение бактерий - очень непростая задача, потому что подавляющее большинство бактерий никак не желают расти и размножаться на искусственных средах в лаборатории, и только современные методы анализа ДНК могут указать на присутствие чего-то, чего мы не знаем.
Еще более загадочны столь же мелкие, как бактерии, археи - их выращивать еще сложнее, потому что они, как темная материя, предпочитают не взаимодействовать с прочими биологическими объектами. К счастью для нас, потому что более стойких к чему угодно, чем археи, микроорганизмов, в природе, пожалуй, и не существует.
Бактерии реально умеют очень многое, и некоторые их навыки люди давно и успешно используют. Сыр, йогурт, уксус, разные современные биотехнологии. То, что бактерии - мастера в химии, навряд ли кого удивит. Химии очень сложной и очень тонкой, с длинными цепочками последовательных преобразований, причем промежуточные и побочные продукты могут быть реально опасными для самой бактериальной клетки, и с этой опасностью бактерии хорошо научились справляться. Вдобавок из-за маленького размера и плотной упаковки содержимое бактерии находится под довольно большим давлением - в десятки атмосфер, поэтому бактерии имеют поверх обычной тонкой мембраны еще и особую плотную оболочку, без которой они бы просто взорвались. И поддержание целостности и постоянная перестройка оболочки (бактерия еще и растет между делениями) отдельная, жизненно очень важная задача. Оболочка дает бактерии также дополнительную защиту, но есть и один минус - эти доспехи мешают двигаться. Бактерия не может, как амеба, выпускать ложноножки и вообще быстро менять форму форму, или шарик, или палочка, но плотная и относительно постоянная. А двигаться иногда нужно, или идти к новым источникам пищи, или уходить от разных неблагоприятных факторов, не надеясь, попутное течение не принесет все, что надо и не унесет то,что не надо.
Бактерии по-разному решают проблему подвижности, и одно из решений оказалось и самым красивым, и самым эффективным - бактерии придумали -
гребной винт с моторчиком.
С электрическим моторчиком. С валом, втулкой, ротором, статором, коробкой передач и даже сцеплением. Это и есть бактериальный жгутик, единственный** известный на сегодня подобный механизм в биологии.
Механизм уникальный по компактности, мощности и эффективности и работает за счет движущихся через него внутрь клетки протонов. На один оборот нужно всего около 1000 протонов, а скорость вращения достигает десятков и сотен оборотов в секунду. При этом при необходимости за четверть оборота бактерия может остановить жгутик и начать раскручивать его в обратную сторону, если по каким-то причинам нужно срочно скомандовать "Полный назад".
Сцепление нужно, если бактерия по каким-то причина решит задержаться на определенном месте. Например, чтобы поучаствовать в тусовке под названием биопленка. Вращающийся жгутик разрушил бы биопленку, поэтому его лучше на время остановить. Но при необходимости механизм сцепления позволяет очень быстро раскрутить жгутик, позволяя бактерии оперативно покинуть ставшее негостеприимным местообитание.
Как и прочие биологические механизмы, мотор жгутика состоит из белковых молекул. Внутри живой клетки белковые молекулы довольно быстро ломаются, поэтому мотор нуждается в регулярном ТО и даже капитальном ремонте. Недавно ученые обнаружили, что замена деталей не только статора, но и быстро вращающегося ротора происходит прямо на ходу, вращение жгутика не приостанавливается ни на долю секунды. Тут возможности бактерий превзошли возможности современной человеческой техники, люди пока еще не научили авиационные турбины самостоятельно заменять лопатки прямо в полете.
Такие необычные способности казалось бы примитивных бактерий опять вызвали разговоры о разумном замысле. Но результаты новых исследований говорят не в пользу креационизма. Жгутики существуют у разных видов бактерий, и их конструкция, при сохранении общих черт,
заметно различается. Разные бактерии "придумывали" разные фишки, есть моторчики более простые, есть более продвинутые. Определена связь с другими структурами клетки, и в целом картина происхождения жгутика более-менее ясна.
А вот как бактерии выращивают жгутики - это отдельная интересная тема для следующей пятницы.
* Hox-гены определяют план построения организма на самом верхнем уровне.
** Археи тоже умеют в жгутики. Их жгутики очень похожи по строению и функции, но произошли совершенно независимо и из других клеточных структур.
"Взгляните на жизнь нашими глазами – и вы, эукариоты, перестанете задирать нос. Вы, двуногие обезьяны, и вы, бесхвостые землеройки, и вы, сушеные кистестеперые рыбы, и вы, позвоночные черви, и вы, губки с прокачанными Hox-генами*! Вы – новички на нашем районе, вы едва выделяетесь в толпе, вы – просто пена на поверхности бактериальной жизни. Даже клетки, из которых вы состоите, суть колонии бактерий, делающих то же, чему мы научились миллиард лет назад. Мы были здесь до вас, и мы останемся здесь, когда вас не будет."
- Монолог бактерии из книги Ричарда Докинза "Рассказ предка".
Бактерии, как известно, не просто одноклеточные, а очень маленькие, даже если сравнивать с клетками растений или животных, поэтому сначала люди про них вообще ничего не знали, а потом долгое время сильно их недооценивали.
Даже сейчас изучение бактерий - очень непростая задача, потому что подавляющее большинство бактерий никак не желают расти и размножаться на искусственных средах в лаборатории, и только современные методы анализа ДНК могут указать на присутствие чего-то, чего мы не знаем.
Еще более загадочны столь же мелкие, как бактерии, археи - их выращивать еще сложнее, потому что они, как темная материя, предпочитают не взаимодействовать с прочими биологическими объектами. К счастью для нас, потому что более стойких к чему угодно, чем археи, микроорганизмов, в природе, пожалуй, и не существует.
Бактерии реально умеют очень многое, и некоторые их навыки люди давно и успешно используют. Сыр, йогурт, уксус, разные современные биотехнологии. То, что бактерии - мастера в химии, навряд ли кого удивит. Химии очень сложной и очень тонкой, с длинными цепочками последовательных преобразований, причем промежуточные и побочные продукты могут быть реально опасными для самой бактериальной клетки, и с этой опасностью бактерии хорошо научились справляться. Вдобавок из-за маленького размера и плотной упаковки содержимое бактерии находится под довольно большим давлением - в десятки атмосфер, поэтому бактерии имеют поверх обычной тонкой мембраны еще и особую плотную оболочку, без которой они бы просто взорвались. И поддержание целостности и постоянная перестройка оболочки (бактерия еще и растет между делениями) отдельная, жизненно очень важная задача. Оболочка дает бактерии также дополнительную защиту, но есть и один минус - эти доспехи мешают двигаться. Бактерия не может, как амеба, выпускать ложноножки и вообще быстро менять форму форму, или шарик, или палочка, но плотная и относительно постоянная. А двигаться иногда нужно, или идти к новым источникам пищи, или уходить от разных неблагоприятных факторов, не надеясь, попутное течение не принесет все, что надо и не унесет то,что не надо.
Бактерии по-разному решают проблему подвижности, и одно из решений оказалось и самым красивым, и самым эффективным - бактерии придумали -
гребной винт с моторчиком.
С электрическим моторчиком. С валом, втулкой, ротором, статором, коробкой передач и даже сцеплением. Это и есть бактериальный жгутик, единственный** известный на сегодня подобный механизм в биологии.
Механизм уникальный по компактности, мощности и эффективности и работает за счет движущихся через него внутрь клетки протонов. На один оборот нужно всего около 1000 протонов, а скорость вращения достигает десятков и сотен оборотов в секунду. При этом при необходимости за четверть оборота бактерия может остановить жгутик и начать раскручивать его в обратную сторону, если по каким-то причинам нужно срочно скомандовать "Полный назад".
Сцепление нужно, если бактерия по каким-то причина решит задержаться на определенном месте. Например, чтобы поучаствовать в тусовке под названием биопленка. Вращающийся жгутик разрушил бы биопленку, поэтому его лучше на время остановить. Но при необходимости механизм сцепления позволяет очень быстро раскрутить жгутик, позволяя бактерии оперативно покинуть ставшее негостеприимным местообитание.
Как и прочие биологические механизмы, мотор жгутика состоит из белковых молекул. Внутри живой клетки белковые молекулы довольно быстро ломаются, поэтому мотор нуждается в регулярном ТО и даже капитальном ремонте. Недавно ученые обнаружили, что замена деталей не только статора, но и быстро вращающегося ротора происходит прямо на ходу, вращение жгутика не приостанавливается ни на долю секунды. Тут возможности бактерий превзошли возможности современной человеческой техники, люди пока еще не научили авиационные турбины самостоятельно заменять лопатки прямо в полете.
Такие необычные способности казалось бы примитивных бактерий опять вызвали разговоры о разумном замысле. Но результаты новых исследований говорят не в пользу креационизма. Жгутики существуют у разных видов бактерий, и их конструкция, при сохранении общих черт,
заметно различается. Разные бактерии "придумывали" разные фишки, есть моторчики более простые, есть более продвинутые. Определена связь с другими структурами клетки, и в целом картина происхождения жгутика более-менее ясна.
А вот как бактерии выращивают жгутики - это отдельная интересная тема для следующей пятницы.
* Hox-гены определяют план построения организма на самом верхнем уровне.
** Археи тоже умеют в жгутики. Их жгутики очень похожи по строению и функции, но произошли совершенно независимо и из других клеточных структур.
