Peame rõhutama, et kuigi rakus on palju erinevaid valguradasid, on see ette nähtud elu funktsioone, ainult nende radade omamine seda ei tee elu tekitada. Elu sõltub raku valguradade täpsest koordineerimisest ja reguleerimisest. Aju ja seda toetav närvisüsteem kujutavad endast regulatiivset mehhanismi, mis koordineerib kõiki neid paljusid eluteed pakkuvaid teid.
Niisiis. . . kus on raku aju? Noh, vastupidiselt sellele, mida te ilmselt teate, pole see geenides. Kui mõtlete tagasi keskkooli või kolledži bioloogiale, mäletate ilmselt, et raku suurimat organelli, tuuma, kirjeldatakse kui raku juhtimiskeskust või aju. Kuna eeldati, et geenid kontrollivad elu ja et geenid asuvad tuumas, ei olnud mõtet eeldada, et see organell esindab raku aju. Eelduste kurikuulsat olemust silmas pidades peame aga selle uskumuse õigsuses kahtluse alla seadma.
80 aastat tagasi avaldatud katsete vaatlused vaidlustavad eelduse, et geenid on operatsiooni ajud. Kui eemaldatakse aju elavalt isendilt-kanalt, pea maha lõigatud, vaatamata sellele-inimene sureb. Aga kui rakust eemaldatakse tuum, nimetatakse protsessi enukleerimine, rakk jääb ellu ja paljud saavad ilma geenideta elada kaks või enam kuud! Tegelikult jätkavad enukleeritud rakud normaalset tööd, kuni nad peavad asendama nende ellujäämiseks olulised valguosad.
Geenid on lihtsalt plaanid, mida kasutatakse valguosade valmistamiseks. Tuumatud rakud surevad lõpuks mitte geenide kohese puudumise tõttu, vaid seetõttu, et nad ei suuda oma kulunud valguosi asendada ja selle tagajärjel hakkavad nad paratamatult lagunema. Kui traditsiooniline mõtlemine on õpetanud meid uskuma, et tuum on raku aju, siis tegelikult on tuum raku sugunäärmete, selle reproduktiivsüsteemi funktsionaalne ekvivalent.
See eksitus on arusaadav. Läbi ajaloo on teadus olnud valdavalt „vana poiste klubi”. Kuna isased väidetavalt mõtlevad oma sugunäärmetega, on raku tuuma ja aju segamine selle eelarvamuse valguses arusaadav viga.
Niisiis, kui geenid pole aju, siis mis see on? Aju on tegelikult rakumembraan, samaväärne raku nahaga. Membraanile on sisse ehitatud valgulülitid, mis reageerivad keskkonnasignaalidele, edastades oma teabe sisemistele valguradadele. Peaaegu iga raku poolt tuvastatud keskkonnasignaali jaoks on olemas erinev membraanlüliti. Mõned lülitid reageerivad östrogeenile, mõned adrenaliinile, mõned kaltsiumile, mõned valguslainetele jne.
Kuigi raku membraanis võib olla sada tuhat lülitit, ei pea me igaüht neist eraldi uurima, sest neil kõigil on sama põhistruktuur ja funktsioon. Järgnevalt on toodud geneetilise membraanlüliti kontseptuaalne illustratsioon.
Joonis A: Igal rakul on retseptorvalgud ja efektvalgud, mis ulatuvad läbi rakumembraani, ühendades selle tsütoplasma ümbritseva keskkonnaga.
Metafoorselt toimivad need valgud lülititena
mis panid raku mootori ja hammasrattad liikuma.
Joonis B: Kui retseptorvalk saab a
Keskkonnast saadav signaal muudab seda
kuju ja ühendub efektorvalguga.
Iga membraanlüliti on tajuühik, mis koosneb kahest põhiosast, a retseptori valk jaefektorvalk. Retseptorvalk, nagu nimigi ütleb, võtab vastu või tajub signaale keskkonnast. Pärast esmase komplementaarse signaali (esmane signaal joonisel B) vastuvõtmist liigub nüüd aktiveeritud retseptor lüliti efektorvalgu külge ja on seega võimeline sellega seonduma.
Paremal oleval joonisel näib, et retseptorvalk ja efektvalk löövad kätt (nool joonisel B). Just see ühendus võimaldab väljastpoolt rakku saadetud teavet edastada lahtrisse, kus seda kasutatakse käitumise kaasamiseks.
Retseptori aktiveerimisel saadab efektorvalk sekundaarse signaali (sekundaarne signaal joonisel B) läbi raku sees oleva tsütoplasma, mis kontrollib valgu spetsiifilisi funktsioone ja radu. Membraanlülitite koordineeritud tegevus võimaldab rakul oma elu säilitada, korraldades ainevahetust ja füsioloogiat vastavalt pidevalt muutuvale keskkonnale.
Retseptorvalgud pakuvad rakule teadlikkust keskkonna elementidest, samal ajal kui lüliti efektvalgud genereerivad signaale, mis on raku spetsiifilisi funktsioone reguleerivad füüsilised aistingud. Koos pakuvad need rakumembraanis asuvad lülitid „teadlikkust keskkonna elementidest füüsilise aistingu kaudu.
Just see fraas pakub võtit elu saladuse avamiseks. Oled sa valmis?
Need sõnad on sõnastiku määratlus tajusõna ladina juurtega tähendab "mõistmist" või sõna otseses mõttes "sissevõtmist". Järelikult esindavad rakumembraanis olevad valgulülitid taju põhilisi molekulaarseid ühikuid. Kuna need lülitid kontrollivad raku molekulaarseid radu ja spetsiifilisi bioloogilisi funktsioone, võime seda kindlalt järeldada arusaamad kontrollivad käitumist!
Samuti, kallid lugejad-see, et tajud kontrollivad käitumist nii rakulisel kui ka inimese tasandil, on reaalneelu saladus!
Uue serva bioloogia järeldus #3
Rakumembraanis olevad valgu tajumise lülitid reageerivad keskkonna signaalidele, reguleerides rakkude funktsioone ja käitumist.