A sejteknek van agyuk?

[link]

"Elsődleges funkciója a sejt genetikai anyagának, a kromoszómáknak a tárolása és elkülönítése a citoplazmától, valamint a gének kifejeződésének szabályozása..."

A sejteknek nincs agyuk. A sejtek biológiai gépekként végzik a rájuk bízott feladatot, nem saját elhatározásból, akarattal, tudatosan, mert nem gondolkodnak, nem is tudnának.

Mint ahogyan azt már sokan leírták, a sejtek életfolyamatainak szabályozása a DNS-be van kódolva. Modern ismereteink szerint a DNS-nek 1-2 százaléka hordoz genetikai információt, további 8-9 % pedig a gének kifejeződésének szabályozását tartalmazza.

Hogy a sejtekben a folyamatok hogyan mennek végbe maguktól, szabályszerűen, a sejtek nem létező "akarata" nélkül, szerintem alkothatunk egy megközelítő képet az operon működéséből.

Az operon a génműködés szabályozását leíró modell. Elsőként 1952-ben írta le két francia kutató, akik Nobel-díjat kaptak érte. Az általuk leírt operon (lac-operon) a laktóz bontásáért felelős enzim "gyártását" szabályozza, ugyanis ha nincsen laktóz a szervezetben, akkor nem termelődik az az enzim. (Fontos megjegyezni, hogy ez egy, többek között az emberek belében is élő BAKTÉRIUM génműködését írja le, egy baktériumsejt pedig eléggé eltér és jóóóval egyszerűbben működik mint egy állati sejt.) De lássuk, hogyan működik a lac-operon!

A lac-operon DNS-szakaszhoz tartozik három strukturális gén, ezek a laktózbontó enzim fehérjéinek aminosav-sorrendjét kódolják. Van egy promóter régió, ide kapcsolódik az RNS-polimeráz. (Az RNS-polimeráz enzim választja szét a DNS két szálát, hogy az aktív szálon megindulhasson az mRNS átírása.) És van egy operátor régió, ide tud kapcsolódni egy gátlófehérje, ami megakadályozza a gének átírását. Na mármost, ha nincsen laktóz a sejtben, akkor a gátlófehérje miatt nem íródnak át a laktózbontó enzim struktúrgénjei. Ha laktóz jut a sejtbe, akkor az megköti a gátlófehérjét, így az leválik a DNS-ről, ezáltal megkezdődhet a laktózbontó enzim fehérje aminosav-kódjainak átírása. Ha sikerült lebontani a laktózt, a gátlófehérje visszakapcsolódhat a DNS-re tovább gátolva az átírást. A sejt nem pazarol energiát a laktózbontó enzim gyártására, ha a laktóz nincs a sejtben. Milyen okos, pedig nincs is agya, nem önszántából csinálja!

Továbbra is hangsúlyozom, hogy ez egy BAKÉRIUMFAJban mutatja be a génműködést, az állati sejtek ennél bonyolultabban működnek. Illetve nem minden folyamatot szabályoznak így operonok, egyáltalán nem ilyen az összes génműködés és sejten belüli folyamat.

Csak szerintem ennek a megértése segíthet elképzelni, milyen szabályok alapján mennek végbe a sejtben a folyamatok, milyen utakon működnek a sejtek biogépekként, agy nélkül. Egy körülbelüli, tág képet adhat szerintem az operon megértése.

Hogy az operonban vázolt folyamatok még részletesebben hogyan történnek, hogyan kötődik a gátlófehérje a DNS-hez, hogyan köti meg a laktóz a gátlófehérjét, hogy az leváljon a DNS-ről, hogyan végzi munkáját az RNS-polimeráz, vagy akár hogy hogyan íródnak át a DNS bázisai adeninről uracilra, guaninról citozinra, az mind-mind már magas szintű biokémia.

És a még nehezebb kérdés, hogy például az operon működése, vagy a DNS hogyan alakult ki az évmilliárdok során, arra még most sem tudjuk a választ, és szerintem egy ideig még nem is fogjuk megtudni.

Van olyan film, ami egy ilyen folyamatot mutat be?

Szerintem az lenne ide a legjobb.

Sajnos ezt lefilmezni nem nagyon tudják, mert nagyon kicsiben történik az egész. Ezek a folyamatok nanométeres szinten történnek. 1 nm 10 ^-9 (tíz a mínusz kilencediken) méter, azaz egy milliomod milliméter. A több száz nanométeres vírusokról vannak szerintem a legkisebb "fotók", elektronmikroszkóppal készített képek. Ezek is homályosak, csak az alakjuk meg a mozgásuk kivehető, ráadásul az egész fekete-fehér, mert az elektronmikroszkópos kép olyan.

Viszont van néhány animáció, ami jól bemutatja a folyamat lényegét (azért a lényegét, mert ezek a modellek nagyon egyszerűek, nem adják vissza az enzimek, a fehérjék meg a DNS kinézetét):

https://www.youtube.com/watch?v=IyRMEcAo-_s

https://www.youtube.com/watch?v=oBwtxdI1zvk