Но вот в чем загвоздка – существуют организмы, состоящие всего из одной клетки. Таковы бактерии, простейшие животные, вроде амеб, и одноклеточные грибы – дрожжи. Если у этих организмов существует апоптоз, то это значит, что у них есть программа самоубийства всего организма, так как в данном случае клетка и организм – одно и то же.
Представляешь, дорогой читатель, если бы не апоптоз, то у нас с вами были бы, например, перепонки между пальцами, как у человека-амфибии! Да-да, в определенный момент развития эмбриона человека между пальцами образуются перепонки, которые затем рассасываются при помощи апоптоза.
Программа самоуничтожения действительно была обнаружена у дрожжей, причем совсем недавно – в первые годы XXI века (кстати, главную роль в этом открытии сыграли российские биологи из МГУ, чем мы очень гордимся!). Оказалось, что внешним сигналом, запускающим программу смерти, может быть феромон – вещество, выделяемое особями другого пола с целью привлечения партнера.
Среди всех организмов, состоящих всего из одной клетки, наверное, наиболее известна амеба
Мы не будем вдаваться в подробности полового процесса дрожжей, а сформулируем лишь главную мысль. Совершенно естественное вещество – феромон, запускающее половой процесс у грибов, убивает дрожжевую клетку, если что-то идет не так, как надо. Причем делает это не потому, что оно ядовито. К тому же количество феромона образуется совсем незначительное. Нет, дрожжи умирают потому, что феромон связывается со специальным белком-рецептором на поверхности дрожжевой клетки и тем самым запускает сложнейший каскад «самораскручивающихся» реакций, в конце концов приводящих к смерти этого одноклеточного организма.
Дрожжи, как и все остальные грибы, а также растения, животные и люди относятся к эукариотам – организмам, в клетках которых есть ядро и другие органеллы. Органеллы – это как бы «органы клетки», то есть структуры, специализирующиеся на выполнении тех или иных физиологических задач, важных для жизни клетки. Одноклеточные организмы, клетки которых не имеют органелл, называются прокариотами.
Биологический смысл убийства полового партнера у дрожжей с помощью феромона мог бы состоять в очистке популяции от клеток-«неудачников», неправильно склеившихся при попытке передачи ДНК от клетки-донора к клетке-реципиенту. Выполнению «убийственной» функций феромона в этом случае должно способствовать его длительное выделение в узкую щель между половыми партнерами.
Если вы найдете в себе силы читать нашу книгу дальше, то узнаете, что половое размножение и смерть идут рука об руку у целого ряда видов живых существ. И в этом есть глубокий биологический смысл.
Помимо дрожжей, существует огромный мир микроорганизмов, также одноклеточных, но устроенных гораздо проще. Это так называемые прокариоты – эубактерии и архебактерии, или археи. У них также обнаружены механизмы самоликвидации, хотя и работающие иначе, чем у наших клеток или у дрожжей.
Например, у бактерий существуют системы типа «долгоживущий токсин – короткоживущий антитоксин», когда клетка медленно синтезирует белок, потенциально способный ее уничтожить. Такого убийства не происходит «в тучные годы», пока аминокислоты – вещества, необходимые для синтеза белков, находятся вокруг в достаточном количестве: клетка успевает быстро синтезировать белок-противоядие – антитоксин, который связывается с токсином и нейтрализует его. Токсины не только медленно синтезируются, но и медленно распадаются. А вот антитоксин распадается быстро. В результате «в тощие годы», когда аминокислот начинает не хватать для синтеза новых белков, короткоживущий антитоксин распадается и исчезает, в то время как количество токсина уменьшается лишь незначительно. Итог печален: токсин, освобождаясь из комплекса с антитоксином, убивает бактерию.