Ученые веками пытаются дать всеобъемлющее определение понятию – «жизнь». Но, увы, к настоящему времени единой формулировки, устраивающей всех: биологов, генетиков, медиков, химиков, физиков, философов и иных ученых, так и не появилось. Поэтому разговор о жизни поведем, исключительно, с биологической точки зрения, используя исследования, наблюдения и характеристики Сэра Пола Нерса – известного всему миру ученого, генетика, лауреата Нобелевской премии в области медицины и физиологии. В разные годы занимал ряд ключевых постов в Оксфордском, Рокфеллеровском и Бристольском университетах. В настоящее время является членом академии наук США, Великобритании, Китая. Награжден множеством премий разных государств. Словом, в сегодняшнем обсуждении будем обращаться к весьма авторитетным утверждениям и формулировкам.
Итак, в основе всех живых организмов на земле находится клетка, причем существуют вполне себе самостоятельные организмы, состоящие всего из одной клетки. Как атомы являются единицей в материальном мире, так клетка – основная единица жизни, причем как атомы имеют меньшие составляющие, так и клетка содержит свой набор составляющих.
В основе существования живой клетки находятся гены. Именно гены кодируют инструкции, которые каждая клетка использует для построения своих структур и организации их работы. Каждая около тридцати триллионов человеческих живых клеток представляет собой самостоятельный живой организм. Биологи активно используют эту феноменальную особенность. Они берут клетки из многоклеточных тел животных или растений и сохраняют их живыми в специальных емкостях. Из этих клеток выращиваются клеточные тканевые линии, с помощью которых в лабораториях по всему миру изучают биологические процессы, что позволяет избежать трудностей работы с организмами целиком.
Клетки могут возникать исключительно делением изначальной клетки надвое. На делении клеток основан рост и развитие всех живых организмов. Не стоит забывать, что каждый из нас был одиночной клеткой, образованной в момент зачатия при слиянии яйцеклетки и сперматозоида. Это ли не чудо?
Однако с бесконечным ростом и делением клеток связано одно из страшных заболеваний современности – онкология или просто – рак, который наносит огромный вред телу и может его убить. В сущности, можно смело утверждать, что истоки большинства болезней лежат в нарушении функционирования клеток. Определение и устранение неисправностей в клетке ложится в основу разработки новых лекарственных препаратов, методов лечения и разработки сложнейшей аппаратуры.
Если вообразить, что получили уникальный шанс проникнуть в живую клетку, то от того что творится в мире молекул можно подвинуться рассудком. Одновременно, ежесекундно осуществляются многие тысячи химических реакций. На самом деле химическая жизнь буквально клокочет и бурлит, тем самым поддерживая жизнь во всем организме. Одни клетки обладают электрическим зарядом, другие совершенно нейтральны. Одни представляют собой кислоты, другие – щелочи.
Желудок и кишечник усваивают химические вещества из пищи, печень устраняет токсичное воздействие химических веществ и лекарств, сердце пользуется химической энергией для перекачки крови и т.д. Все эти функции, как вы понимаете, выполняются специализированными клетками, которые образуются из стволовых клеток и являются самостоятельными зонами, а проще говоря, образуют отдельные органы. И об этом мы еще будем говорить.
Теперь же вернемся к генам, которые лежат в основе существования клетки. Каждый из генов представляет собой пару, унаследованную по одному от обоих родителей. Хромосомы – это физические структуры, которые есть во всех клетках содержащих гены. Половина хромосом находится в мужской половой клетке, половина – в яйцеклетке. Полный набор генетического материала, как известно, формируется, когда они сливаются, чтобы получить оплодотворенную яйцеклетку.
В свою очередь, каждая из хромосом имеет одну цельную молекулу ДНК. В наших крохотных клетках находится сорок шесть хромосом, что составляет более двух метров ДНК. В результате «чудесной упаковки» все это размещается в клетке диаметром всего в несколько тысячных миллиметра. Если каким-то образом соединить, а потом растянуть все ДНК, свернутые в нескольких триллионах клеток человеческого тела, в одну тонкую нить, длина ее составит порядка двадцати миллиардов километров. Этого хватит, чтобы протянуть ее от Земли до Солнца и назад шестьдесят пять раз!
Современные биологи научились определять местоположение генов на конкретных хромосомах, извлекать их и перемещать между хромосомами. В заключение хотелось бы отметить: все индивиды рождаются с относительно малым числом новых генетических вариаций т.е. с иным вариантом гена, которые большей частью возникают случайным образом и не являются общими ни с одним из биологических родителей. Жизнь постоянно экспериментирует, вносит новшества и приспосабливается к изменениям окружающего мира, и мир, в свою очередь, сам изменяется в соответствии с этим.