Закономерные чудеса - [19]

Нобелевская премия — высокая оценка деятельности ученого. Пожалуй, одна из самых высоких в мире. В 1931 году О. Варбургу была присуждена Нобелевская премия по медицине за работы, связанные с изучением так называемых железосодержащих ферментов — биохимических ускорителей реакций, которые играют большую роль в процессах дыхания.

В 1910 году исследователь обнаружил, что окислительные процессы в живой клетке сосредоточены в относительно небольшой ее части. Он взял ткань лабораторного животного и растер в кашицу. Затем подверг эту кашицу центрифугированию. На дно пробирок осели частицы клеток, которые обладали способностью к окислению органических кислот.

А дальше повторилась история, которая часто наблюдается в науке. Никто не обратил внимания на это открытие. Сейчас это кажется странным, но действительно в течение долгого времени никто из ученых всерьез не задумывался, почему способностью к окислению обладает только определенная составная часть клеток.

Прошло два десятилетия. Усовершенствовалась техника центрифугирования, да и сами центрифуги стали несоизмеримо совершеннее. Были разработаны новые методы разделения клетки на составные части. Ведь все они имеют свои размеры, плотность, свой, говоря житейским языком, вес. И эти их особенности легко использовать для разделения клеток на составные части.

Если ротор центрифуги вращается медленно, то на дно пробирок оседают тяжелые частицы. При быстром вращении будут оседать более легкие. И так далее. В таком случае биохимики говорят, что они получают различные фракции составных частей клетки.

Конечно, при этой процедуре фракция тяжелых частиц всегда бывает загрязнена частицами другой. Но препятствие легкопреодолимо. Их можно "почистить". Для этого фракцию тяжелых частиц снова подвергают центрифугированию при разных скоростях вращения ротора. Операцию можно повторять снова и снова. И так шаг за шагом получают наконец однородную, или, как говорят биохимики, очень чистую' фракцию индивидуальных составных частиц живой клетки.

Именно таким путем было обнаружено, что практически вся необходимая для жизнедеятельности энергия поставляется мельчайшими образованиями клетки, митохондриями.

Ключ для расшифровки

Эта история в свое время произвела настоящую сенсацию. В течение долгого времени исследователи во многих странах не могли прочитать египетские иероглифические надписи. Выбитые на камне ровные ряды загадочных знаков, несмотря на все усилия ученых, хранили молчание. И вот в 1799 году во время египетского похода Бонапарта близ маленького городка Розетты была найдена массивная плита из черного базальта. Когда ее очистили от въевшейся в камень грязи, увидели надписи на трех языках. Одна была сделана на древнеегипетском языке — иероглифами, вторая — скорописью на египетском языке, третья — на греческом. Во всех надписях, высеченных на камне в 196 году до нашей эры, фигурировало имя Птолемея V Епифана. Это помогло французскому ученому Ж. Шампольону расшифровать тайну египетских иероглифов. Розеттский камень положил начало изучению древнеегипетской иероглифической письменности.

Митохондрии, мельчайшие образования внутри клеток млекопитающих, могут служить своего рода розеттским камнем при расшифровке всех процессов превращения энергии в клетках. И конечно, с митохондриями целесообразно познакомиться поближе. Для этого их необходимо выделить из клетки.

Если бы мы захотели получить их сами, то пришлось бы тепло одеться: на ноги натянуть валенки с галошами, под медицинский халат — ватную куртку, а на голову шапку. Ничего не поделаешь: придется работать в так называемой холодной комнате, в которой постоянно поддерживается температура от 0 до 4 градусов тепла. Митохондрии — нежные внутриклеточные образования, и при комнатной температуре они легко могут разрушиться.

Когда мы придем в холодную комнату, соответствующие растворы, инструменты и оборудование уже должны быть приготовлены. Ведь их температура должна быть не выше 4 градусов по Цельсию.

Затем берут какой-нибудь орган экспериментального животного, например, печень крысы. Ткань ополаскивают в слабом растворе сахарозы с некоторыми добавками, сушат фильтровальной бумагой и режут ножницами на мелкие кусочки. Промытые тем же раствором сахарозы кусочки печени переносят в стеклянный узкий стакан и с помощью вращающегося пестика растирают в однородную с виду массу. Конечно, в этой массе, помимо митохондрий, много лишнего: обрывки тканей, неразрушенные клетки и все другие их составные части.

Теперь нужно освободиться от "мусора". Для этого кашицу разливают в пробирки, включают центрифугу и начинают вращать пробирки со сравнительно небольшой скоростью в течение 10 минут. При ускорении 600 g почти весь "мусор" оседает на дно пробирки, а нужные нам митохондрии остаются сверху над осадком. Они при таких ускорениях не оседают. Экспериментатор пользуется этим свойством митохондрий. Дождавшись, когда центрифуга перестала вращаться, он осторожно сливает раствор в чистые пробирки. В этом растворе содержатся митохондрии.

Но вот задача. А если с митохондриями находятся другие, еще более легкие, чем сами митохондрии, частицы? Надо посмотреть. Однако сделать это далеко не просто. Митохондрия настолько мала, что в обычный школьный микроскоп ее не увидишь. Но в любой современной лаборатории есть еще и так называемые фазово-контрастные и электронные микроскопы. А разрешающая способность последних такова, что детально рассмотреть митохондрию не представляет особого труда.