Vi må understreke at selv om det store utvalget av proteinveier i cellen sørger for livets funksjoner, bare å ha disse banene gjør det ikke generere liv. Livet er avhengig av nøyaktig koordinering og regulering av cellens proteinveier. Hjernen og det støttende nervesystemet representerer reguleringsmekanismen som koordinerer alle disse mange veiene som gir liv.
Så. . . hvor er cellehjernen? Vel, i motsetning til det du sikkert vet, ligger det ikke i genene. Hvis du tenker tilbake på videregående skole eller høyskolebiologi, husker du sannsynligvis at cellens største organell, kjernen, blir beskrevet som kontrollsenteret eller hjernen i cellen. Fordi det ble antatt at gener kontrollerer livet og at genene er plassert i kjernen, var det ikke bra å anta at denne organellen representerte cellens hjerne. I lys av antagelsene beryktede, må vi imidlertid stille spørsmålstegn ved nøyaktigheten av denne troen.
Observasjoner fra eksperimenter publisert for 80 år siden utfordrer antagelsen om at genene er hjernen til operasjonen. Når man fjerner hjernen fra et levende individ - kylling med hodet avskåret til tross - den personen dør. Men hvis en kjerne fjernes fra en celle, kalles en prosess enukleation, cellen overlever, og mange kan leve i to eller flere måneder uten gener! Faktisk vil enukleare celler fortsette å fungere normalt til de trenger å erstatte proteindeler som er viktige for deres overlevelse.
Gener er ganske enkelt tegninger som brukes til å lage proteindeler. Enukleare celler dør til slutt, ikke på grunn av et umiddelbart fravær av gener, men fordi de ikke kan erstatte deres utslitte proteindeler, og som et resultat begynner de uunngåelig å forfalle. Mens tradisjonell tenkning har lært oss å tro at kjernen er cellens hjerne, er kjernen faktisk den funksjonelle ekvivalenten til cellens kjønnsorganer, dets reproduksjonssystem.
Denne feilrepresentasjonen er forståelig. Gjennom historien har vitenskap overveiende vært en "old boy's club." Fordi menn visstnok tenker med kjønnsorganene, er det en forståelig feil å forveksle cellens kjerne med hjernen, i lys av denne skjevheten.
Så hvis genene ikke er hjernen, hva er det? Hjernen er faktisk den cellemembran, ekvivalent av cellens hud. Innebygd i membranen er proteinbrytere som reagerer på miljøsignalene ved å videreformidle informasjonen til interne proteinveier. Det finnes en annen membranbryter for nesten alle miljøsignaler som gjenkjennes av en celle. Noen brytere reagerer på østrogen, noen på adrenalin, noen på kalsium, noen på lysbølger og så videre.
Selv om det kan være hundre tusen brytere i en celles membran, trenger vi ikke å studere hver enkelt av dem individuelt, fordi de alle har samme grunnleggende struktur og funksjon. Følgende er en konseptuell illustrasjon av en genetisk membranbryter.
Figur A: Hver celle har reseptorproteiner og effektorproteiner som strekker seg gjennom cellens membran, og forbinder cytoplasma med omgivelsene.
Metaforisk fungerer disse proteinene som brytere
som setter cellens motor og gir i bevegelse.
Figur B: Når reseptorproteinet får en
signal fra miljøet, endrer det dets
form og kobles til effektorproteinet.
Hver membranbryter er en oppfatningsenhet, som består av to grunnleggende deler, a reseptorprotein og eneffektorprotein. Reseptorproteinet, som navnet tilsier, mottar, eller sanser, signaler fra miljøet. Ved mottak av sitt primære komplementære signal (Primært signal i figur B) beveger den nå aktiverte reseptoren seg til og er dermed i stand til å binde seg til bryterens effektorprotein.
I illustrasjonen til høyre ser det ut som om reseptorproteinet og effektorproteinet håndhilser (pil i figur B). Det er denne forbindelsen som gjør at informasjon fra utsiden av cellen kan overføres til cellen der den brukes til å engasjere atferd.
Når den aktiveres av en reseptor, sender effektorproteinet et sekundært signal (Sekundært signal i figur B) gjennom cytoplasmaet inne i cellen som styrer spesifikke proteinfunksjoner og -veier. Den koordinerte aktiviteten til membranbrytere gjør at cellen kan opprettholde sitt liv ved å organisere metabolisme og fysiologi som svar på et stadig skiftende miljø.
Reseptorproteiner gir cellen en bevissthet om miljøelementene, mens bryterens effektorproteiner genererer signaler, som er fysiske opplevelser som regulerer spesifikke cellefunksjoner. Sammen gir disse bryterne, som ligger i cellemembranen, "en bevissthet om elementene i miljøet gjennom en fysisk følelse.
Selve uttrykket gir nøkkelen til å låse opp livets hemmelighet. Er du klar?
Disse ordene er ordboksdefinisjonen av persepsjon, et ord som er latinske røtter, betyr "forståelse" eller, bokstavelig talt, "et inntak." Følgelig representerer proteinbryterne i cellemembranen grunnleggende molekylære oppfatningsenheter. Fordi disse bryterne styrer cellens molekylære veier og spesifikke biologiske funksjoner, kan vi med sikkerhet konkludere med det oppfatninger kontrollerer atferd!
Også, kjære lesere - det faktum at oppfatninger styrer atferd både på mobil og menneskelig nivå - er det ektelivets hemmelighet!
New-Edge Biology Conclusion # 3
Proteinoppfattelsesbrytere i cellemembranen reagerer på miljøsignaler ved å regulere cellefunksjoner og atferd.