Взаимодействие клеток в многоклеточном организме.

Клетки постоянно поддерживают связь друг с другом. Соседние клетки во многих тканях связаны специальными каналами так, что вещества с небольшой молекулярной массой могут непосредственно переходить из клетки в клетку. С помощью таких контактов достигается согласованная работа многих клеток. Кроме этого, клетки могут обмениваться сигналами на расстоянии, синтезируя специальные химические вещества. Молекулы этих веществ могут очень быстро разрушаться или поглощаться соседними клетками, и тогда сигнал будет воспринят только близко расположенными клетками. Но есть такие вещества, которые по кровеносному руслу способны достигать самых отдаленных клеток, влияя на их функции. К ним относятся гормоны - продукты желез внутренней секреции. У человека и других млекопитающих их известно несколько десятков. Под контролем гормонов протекают все этапы жизнедеятельности организма от его зарождения до старости. На тот или иной гормон реагируют клетки, в плазматической мембране которых или внутри клетки имеется соответствующий рецептор, способный связываться с молекулой гормона. Взаимодействие гормона с рецептором является сигналом для начала синтеза новых или изменения скорости синтеза уже существующих белковых молекул. Синтез самих гормонов регулируется сигналами о состоянии организма, поступающими от всех его рецепторов в промежуточный мозг и далее в гипофиз - центральную железу внутренней секреции. Гормоны известны не только у позвоночных, но и у высокоразвитых беспозвоночных животных: моллюсков, ракообразных, насекомых. Насекомые, в частности виды рода Drosophila, оказались удобной моделью для изучения механизмов действия гормонов на такие важные этапы онтогенеза, как рост, линька, метаморфоз и половое размножение.

Клетки многоклеточного организма объединены в различные органы и ткани и специализированы на выполнении разных функций. В зависимости от выполняемых функций клетки организованы по-разному. Они могут отличаться размерами и формой, набором и относительным количеством органоидов, наличием специфических гранул и т. п. . Так, в секретирующих клетках хорошо представлены эндоплазматическая сеть с рибосомами, аппарат Гольджи и различные гранулы, в мышечных клетках - митохондрии и миофибриллы - специальные белковые волокна, обеспечивающие движение, и т. д. Еще более значительные различия клеток из разных тканей выявляются при анализе внутриклеточных белков и информационных РНК. Хотя ДНК в ядрах всех клеток организма одинакова, однако в каждом конкретном типе клеток и-РНК считывается с различных участков ДНК. Следовательно, и белки, синтезированные на рибосомах с этих РНК, будут разными. Другими словами, в ядерной ДНК имеется информация о работе всех частей организма, но в каждой отдельной клетке используется только часть этой информации, как правило, очень небольшая. Так, для тканей цыпленка показано, что в клетках печени и яйцевода считывается информация всего с 2,05% и 1,8% ДНК соответственно. При этом синтезируемая РНК на три четверти одинакова в обоих типах клеток. Расчеты показывают, что примерно 12 тыс. генов считывается и в печени, и в яйцеводе, 5 тыс. генов - только в печени и 3 тыс. генов - только в яйцеводе. Гены, транскрипция которых происходит в клетках всех типов, очевидно, обеспечивают выполнение общеклеточных функций. Их иногда называют генами домашнего хозяйства, в противоположность тем генам, которые определяют выполнение специализированных функций клеток. Приспособленные к выполнению определенных функций клетки не могут выполнять все остальные функции и для нормальной жизнедеятельности должны пользоваться результатами работы других клеток. Так, клетки кишечника обеспечивают клетки всего организма строительными материалами, но сами нуждаются в кислороде, который им поставляют эритроциты, и т. д. Таким образом, все клетки организма оказываются взаимозависимыми. Координация работы клеток достигается сложной системой их взаимоотношений.