Філіпп Деттмер - Дивовижний імунітет. Про антитіла, інфекції та інші цікавинки імунної системи

Наші клітини мають «органи», так звані органели, наприклад ядро, яке є інформаційним центром клітини. Це доволі велика структура із власним захисним бар’єром, у якій міститься ДНК, наш генетичний код. У клітині також є мітохондрії – генератори, які перетворюють їжу й кисень на хімічну енергію для підтримування роботи клітин. Є спеціалізована транспортна мережа, пакувальний центр, пристосування для перетравлення та переробляння продуктів, будівельні центри. Під час вивчення будови клітин їх часто зображують як такі собі пакети, наповнені цими органелами. Але така картина не дає достатнього уявлення про складні процеси, які вирують у клітині.

Озирніться кімнатою, де перебуваєте [3] Якщо ж ви читаєте на свіжому повітрі, то уявіть, будь ласка, що перебуваєте в якомусь приміщенні. . Уявіть, що всю її вщерть заповнюють різноманітні об’єкти – мільйони піщинок, мільйони рисових зернин, кілька тисяч яблук і персиків, ще й десяток великих кавунів. Приблизно так виглядає клітина всередині. Що це означає?

Кожна людська клітина заповнена десятками мільйонів різних молекул. Половина з них – молекули води. У нашій метафорі вони представлені піщинками, які надають внутрішньому вмісту клітини консистенції на кшталт м’якого желе. Це дає змогу іншим молекулам легко пересуватися, бо в такому масштабі вода вже не рідка, а в’язка, як мед [4] Ви можете запитати, чому так. Можна було б витратити чимало часу на пояснення, і це було б доволі цікаво. Але виникли б ускладнення. Тож скажемо просто, що тут має значення розмір. Для нас, у звичному для людини масштабі, вода – це однорідна речовина. Та якби ми мали розмір молекули білка, то молекула води була б для нас доволі великим предметом, на який можна наштовхнутися. Тож у такому разі нам було б набагато складніше плавати у воді. .

Інша половина вмісту клітин складається здебільшого з мільйонів молекул різних білків. Їх може бути від 1000 до 10 000 різних видів – залежно від функції та призначення. У нашому прикладі з кімнатою це будуть рис і більшість фруктів. Кавуни – це органели, які ми завжди бачимо на фотографіях клітин. Отже, наші клітини здебільшого складаються з білків і ними ж заповнені.

Тепер треба трохи поговорити про білки , тому що знання про них надзвичайно важливе для розуміння функціонування імунної системи, клітин і мікросвіту, у якому вони перебувають. Білки настільки важливі для клітин, що клітини можна було б назвати білковими роботами. Імовірно, вам доводилося чути про білки здебільшого в контексті харчування. Можливо, ви навіть перебуваєте на білковій дієті, особливо якщо багато тренуєтесь і намагаєтеся наростити м’язи. Це має сенс, оскільки найщільніші частини нашого тіла складаються переважно з білка (навіть кістки – це суміш білків і солей кальцію). Але білки потрібні не лише для нарощування м’язів. Це найважливіша органічна речовина, з якої складається та завдяки якій функціонує все живе на нашій планеті. Вони настільки потрібні й різноманітні, що клітини можуть використовувати їх для чого завгодно – від побудови простих стінок до надсилання сигналів і конструювання мікромеханізмів.

Білки складаються з ланцюжків амінокислот, які слугують своєрідними блоками під час побудови білкових молекул. Відомо про 20 видів амінокислот. Треба лише зв’язати їх у ланцюжок у потрібній послідовності. І вуаля! Білок готовий. Цей принцип дає змогу живим істотам утворювати приголомшливу кількість різноманітних білків. Наприклад, якщо ви хочете створити простий білок із ланцюжком із 10 амінокислот, яких є 20 видів, то кількість можливих білків вражає – 10 240 000 000 000.

Уявіть, що у вас є гральний автомат із 20 різними символами й 10 слотами. Доволі складно двічі отримати одну комбінацію символів на гральній машині з трьома слотами. Подумайте лише, скільки комбінацій може видати наш білковий «гральний автомат». До складу типового білка зазвичай входять від 50 до 2000 молекул амінокислот (що можна вважати еквівалентом грального автомата, який має від 50 до 2000 слотів), а найдовші з відомих білків складаються з 30 000 молекул амінокислот. Це дає мільярди мільярдів потенційно корисних білків, які можуть виробляти наші клітини.

Звісно, більшість із цих можливих білків були б ні для чого непридатними. За деякими підрахунками, лише одна з мільйона або, може, мільярда можливих комбінацій амінокислот дає корисний білок. Та оскільки можливих білків аж так багацько, то достатньо навіть одного з мільярда! Звідки наші клітини знають, у якій послідовності треба поєднувати амінокислоти, щоб виробляти потрібні білки?