يتفق كل من العلم التقليدي والعلوم الحديثة على أن الحياة ، في مستواها الأساسي ، مشتقة من الحركات الجزيئية داخل آلية كيميائية حيوية. للكشف عن السر الحقيقي للحياة الذي يكمن وراء الميكانيكا ، نحن ملزمون أولاً بفحص الطبيعة الميكانيكية لخلايانا. هذه المعلومات ذات صلة ببقائنا ، والتي أصبحت الآن سؤالًا أكثر من أي وقت مضى.
لتسهيل فهم الحياة وفقًا للعلم الحديث ، أنشأنا رسمًا توضيحيًا لخلية بأجزاء مجازية: مجموعة من التروس ، يقودها محرك ، ويتم التحكم فيها بواسطة مفتاح ، ومراقبتها بواسطة مقياس. (للقراء الذين لا يميلون ميكانيكيًا ، نطلب صبركم. هناك مردود.)
يتحكم المفتاح في الوظيفة عن طريق تشغيل الآلية وإيقافها. المقياس عبارة عن جهاز ملاحظات يقدم تقارير حول كيفية عمل الآلية. قم بتشغيل المفتاح ، تتحرك التروس ، ويمكن ملاحظة الوظيفة من خلال مراقبة المقياس.
إشارة من بيئة الخلية تضع التروس والمحرك والمفتاح والقياس في حالة حركة.
التروس: التروس هي الأجزاء المتحركة.
تسمى هذه الأجزاء المتحركة في الخلية جزيئات البروتينات. البروتينات هي لبنات بناء مادية تتجمع وتتفاعل لتوليد سلوكيات الخلية ووظائفها. كل بروتين له هيكل وحجم فريد. في الواقع ، هناك أكثر من 150,000 جزء بروتيني مختلف. في حين أن الآلات التي من صنع الإنسان يمكن أن تكون معقدة للغاية ، فإن التقنيات الميكانيكية البشرية تتضاءل مقارنة بالتكنولوجيا المتطورة داخل خلايانا.
يتم استدعاء مجموعات التروس البروتينية التي توفر وظائف بيولوجية محددة بشكل جماعي مسارات. يمثل المسار التنفسي مجموعة من البروتينات المسؤولة عن التنفس. وبالمثل ، فإن المسار الهضمي عبارة عن مجموعة من جزيئات البروتين التي تتفاعل مع هضم الطعام. يتكون مسار تقلص العضلات من بروتينات تنتج تفاعلاتها حركات الجسم.
استنتاج علم الأحياء الجديد رقم 1
توفر البروتينات بنية ووظيفة الكائنات الحية.
المحرك: يمثل المحرك القوة التي تحرك تروس البروتين.
المحرك ضروري لأن الحركة هي السمة الأساسية للحياة. في الواقع ، إذا توقفت البروتينات في جسمك عن الحركة ، فأنت على وشك أن تصبح جثة. لذلك ، تنشأ الحياة من القوى التي تضع جزيئات البروتين في الحركة ، وبالتالي تولد السلوك.
مفتاح: المفتاح هو الآلية التي تخبر المحرك بوضع التروس البروتينية في الحركة.
التبديل ضروري لأن الحياة تتطلب تكاملًا وتنسيقًا دقيقًا للسلوك الخلوي. فكر في وظائف الخلية - التنفس ، والهضم ، والإفراز ، وما إلى ذلك - كأدوات في الأوركسترا. بدون قائد ، ستنتج الأوركسترا نشازًا. في الكائنات الحية ، تمثل المفاتيح الموجودة في غشاء الخلية موصلًا يتحكم بشكل متناغم وينظم الأنظمة الوظيفية المختلفة للخلية.
المقياس: يمثل المقياس طريقة الجسم لمراقبة الوظائف الفسيولوجية للنظام بدقة.
المقاييس البيولوجية ضرورية للحفاظ على الحياة. فكر في المقاييس الموجودة في جسمك على أنها مثل المقاييس في سيارتك. على الرغم من وجود أجهزة قياس على لوحة القيادة ، وهي مركز قيادة القيادة الخاص بك ، فإن أجهزة القياس تعمل في المحرك وكذلك في جميع أنحاء السيارة. مثلما تُبلغ مقاييس سيارتك عن مستويات الزيت والوقود ، وشدة البطارية ، والسرعة ، كذلك يمنحك الجسم أيضًا ردود فعل لتنظيم السلوك والحفاظ على حياتك. ولكن على عكس المقاييس الميكانيكية ذات الإبر الموجهة أو قراءات LED ، فإن المقاييس البيولوجية تنقل المعلومات عبر إحساس.
هذه الأحاسيس تنبع من المواد الكيميائية الثانوية التي تخلقها الخلايا أثناء القيام بوظائفها الطبيعية. يتم إطلاق هذه المواد الكيميائية في البيئة داخل أجسامنا. تستخدم الخلايا المتخصصة في الجهاز العصبي مفاتيح غشائية ، مجهزة للتعرف على هذه الواسمات الكيميائية ، لمراقبة تركيز منتجات ثانوية محددة. عندما يتم تنشيط هذه الخلايا العصبية ، فإنها تترجم إشارة المنتج الثانوي إلى أحاسيس يمر بها وعينا كمشاعر أو عواطف أو أعراض. لمحاربة العدوى ، على سبيل المثال ، تطلق الخلايا المناعية المنشطة رسلًا كيميائيًا ، مثل الإنترلوكين 1 ، في الدم. عندما يتم التعرف على جزيئات إنترلوكين 1 بواسطة مستقبلات غشائية معينة على خلايا الأوعية الدموية في الدماغ ، فإن هذه الخلايا ترسل جزيء الإشارة البروستاغلاندين E2 إلى الدماغ. ينشط البروستاجلاندين E2 مسار الحمى وينتج في نفس الوقت الأعراض التي نشعر بها بارتفاع درجة الحرارة والرعشة.
تتمثل إحدى المشكلات الأساسية في نظام الرعاية الصحية لدينا اليوم في أن الصناعة الطبية تقيس النجاح من خلال مدى جودة تخفيف الأعراض. يصف الأطباء حبوب منع الحمل لتخفيف الألم وتقليل التورم أو خفض الحمى. ومع ذلك ، فإن تخدير أعراضنا يمكن أن يكون مدمرًا مثل وضع شريط لاصق على مقاييس سيارتنا. لا يحل المشكلة. يساعدنا على تجاهله - حتى تتعطل السيارة.
وبالمثل ، فإن تخدير الخلايا وإخفاء الأعراض يتجاهل الإشارات التي تقصف أجسادنا من البيئة الخارجية.