Ультраструктура

Субтитры

Думаю, все вы слышали слово «бактерия». Запишу: «бактерия». Обычно это слово ассоциируется у нас с плохими вещами. Вы можете сказать, что бактерии — это микробы. Поэтому обычно они ассоциируются у нас с микробами, на самом деле они и являются микробами и вызывают целый ряд негативных последствий. Обычно люди верят, что они вызывают целый ряд негативных явлений. Давайте просто перечислим их все, чтобы убедиться, что мы их знаем, и говорим с вами на одном языке. Итак, их плохое действие заключается в том, что они вызывают множество заболеваний: туберкулёз, лаймоборрелиоз. Я мог бы продолжать и далее. Тут надо быть внимательнее, ведь, хоть люди и думают, что причиной инфекции всегда являются бактерии, на самом деле многие из них могут быть вызваны вирусами. Вообще инфекция — это нечто, что проникает в вас и использует ваше тело для размножения, в процессе чего вы заболеваете. Давайте запишу: «бактериальные инфекции». Такое восприятие бактерий, возможно, является основной причиной того, почему сейчас очень часто на мыле можно увидеть надпись «антибактериальное» или что-то в этом роде. Антибактериальное. Просто производители мыла знают о традиционном мышлении, и что бактерии считаются чем-то плохим. Я знаю, вам уже не терпится сказать: «Да, Сал, я понимаю, к чему ты клонишь». Не все бактерии плохие. У бактерий есть и хорошие свойства. Например, я мог бы поместить несколько бактерий в йогурт, точнее в молоко, и это помогло бы произвести йогурт, все мы знаем, что это такое. Каждый пробовал йогурт. Ничего плохого в нём нет. Это действительно вкусный и полезный продукт питания. Вы можете сказать, что вам известно, что в вашем кишечнике тоже имеются бактерии. Они помогают переваривать пищу. И это правильно, но всё должно быть, как вы знаете, сбалансировано. Допустим, я всё ещё думаю, что бактерии — это плохо. Я не собираюсь спорить, так как я вообще хочу избежать споров в своих научных видео. Может быть я сделаю целый плей-лист, который посвящу исключительно спорам, но здесь не буду принимать ничью сторону. Я просто хочу указать, что в большей степени мы состоим из бактерий. А не только кишечник. Бактерии есть не только в нём, или в йогурте, или в налёте на зубах, который они вызывают. Бактерии как бы образуют пленку, которая вызывает кариес или другие болезни зубов. И на вашем лице не просто прыщи. Это тоже бактерии. Фактически бактерии представляют большинство клеток на вашем теле. И это, надо сказать, удивительный факт. На каждую клетку в человеческом теле, то есть на каждую клетку, у которой есть ваша ДНК и ядро (об этом мы поговорим через секунду), приходится 20 бактерий. Вы можете ответить, что всё нормально, так как такие бактерии намного меньше человеческой клетки... верно? Поэтому они должно быть составляют малую часть общей массы тела. И вы правы. Мы действительно не полностью состоим из бактерий, хотя мы полностью состоим из активных клеток. И даже если бы вы откачали всю воду из своего тела, масса бактерий составила бы примерно 10% от общей массы тела. Поэтому если я вешу почти 150 фунтов, то у меня 15 фунтов бактерий, которые во мне живут. Мы всегда думаем, что бактерии, живущие на нас, нас атакуют, но на самом деле наши отношения с ними — это своеобразный симбиоз. Мы как два существа, точнее как два вида существ, живущих вместе, так как на мне живёт не только один вид бактерий. На мне и во мне их тысячи. Великое разнообразие, малую часть которого мы затрагиваем с точки зрения их числа, а также видов и многообразий бактерий, которые существуют. Я уже много рассказал о бактериях, надеюсь, вы осознали, что они очень полезны для нашей ежедневной жизни. Просто для того, чтобы вы поняли их значимость, в предыдущем видео я сказал и сейчас повторю, что у нас где-то от 10 до 100 трлн человеческих клеток. Запишу это. И на каждую клетку у нас 20 бактерий, то есть в целом у нас где-то от 200 до 2 000 трлн бактерий. Поразительное число. Удивительно. Я чистоплотный человек. Я принимаю душ каждый день, но всё равно бактерии — неотъемлемая часть меня. Вы не можете избавиться от них таким образом. Более того, вам просто не нужно от них избавляться. Возможно, вы скажите мне: "Сал, я убедился, что бактерии важны. Как же они выглядят?" Бактерии — это маленькие одноклеточные организмы. Вот они. Они отличаются от клеток, из которых мы состоим. Когда я говорю «мы», я подразумеваю все растения, животных и даже грибы. Люди сразу же замечают одно большое различие, которое состоит в том, что у всех эукариотов, которые включают растения, животных, и грибы, ДНК находится в клеточных ядрах. У всех без исключения. Это наши ядра. Подпишу: «ядро» Вся наша ДНК обычно представлена в виде хроматина, который расположен подобным образом. У бактерий, которых люди изначально классифицировали на ядерные и безъядерные, вокруг ДНК нет мембраны. Поэтому у них просто есть большой пучок ДНК. Итак, у них там большой пучок ДНК. Такой, как я изобразил здесь... пучок ДНК. Иногда в виде петли или круга под названием нуклеоид. Нуклеоид. Если мы посмотрим на это, мы можем сказать, что у нас это есть; а у бактерии нет; мы можем предположить, что в какой-то степени мы их превосходим, что мы более развитые существа. Но на самом деле бактерии проникли в большее количество экосистем в каждом уголке планеты, нежели эукариоты. И среди бактерий наблюдается большее разнообразие, чем среди эукариот. Если вы действительно подумаете об этом, вы поймёте, что это более успешные организмы. Если земля столкнётся с кометой, упаси бог, то вероятнее всего выживут бактерии, а не эукариоты, которые сложнее, точнее организмы у которых есть ядра и мембраносвязанные органеллы, как митохондрии и тому подобное. Подробнее мы поговорим об этом позже. По большей части бактерии — это просто большие сумки цитоплазмы. У них есть ДНК. У них есть рибосомы, так как они должны кодировать протеины, как это делают все остальные существа. Некоторые из протеинов составляют часть бактерии, образуют такие жгутики, или хвостики, которые позволяют им двигаться. Также есть пилусы. Это множественное число слова «пилус». Это один из способов внедрения бактериями генетических вариаций в свои популяции. И через секунду мы с вами в этом убедимся. Я сделаю небольшую пометку вот здесь, сбоку. Я указываю бактерии, у которых нет клеточной стенки или оболочки. Фактически это ещё один класс, который был выделен, как вид бактерий, которые называются археи. Археи. В единственном числе - архея. Должен уделить им внимание. Они всегда были как бы приёмным ребёнком. Их называли бактерии археи, но сейчас люди поняли, когда посмотрели на их ДНК, так как когда они посмотрели на них изначально, то говорили: хорошо, у них нет ядер, но есть пучок ДНК, движущийcя по кругу, это бактерии. А теперь, когда мы действительно можем посмотреть на ДНК этих существ, и изучить её детальнее, мы видим, что на самом деле это всё абсолютно разные. И бактерии, и археи считаются прокариотами. Запишем это. Означает, что у них нет ядер. Нет ядер, и более того, у них нет мембраносвязанных органелл, которые есть у наших клеток. Далее вы скажете: "Как эти бактерии размножаются?" По большей части они делают то, что почти не отличается от митоза, хотя я не хочу называть это митозом. Это называется бинарным делением. Бинарное деление. Я не собираюсь углубляться в сложный механизм этого процесса, так как его суть довольно проста. Вот здесь у меня бактерия. Она реплицирует свою ДНК, так как у неё появляется два нуклеоида, затем делится цитоплазма, вот здесь появляется раскол. И так бактерия делится, и получаются две бактерии. Теперь бактерий две. При этом каждая из них может кодировать протеины, необходимые для производства всех дополнительных отростков, например, жгутика, который похож на длинный хвост и помогает им двигаться. Это действительно удивительно, так как это происходит в малом масштабе, и это похоже на работу мотора. Даже на таком микроуровне, используя достаточно примитивный (не буду говорить примитивный, так как это оценочное суждение), используя эти жгутики в размере нескольких нанометров, порядка десятков нанометров в ширину. То есть там не так много атомов, но всё ещё совершаются волнообразные движения, которые помогают бактериям двигаться. Теперь вы говорите: «Сал, в первом видео об эволюции, ты сказал мне, что мы видим эволюцию каждый день, и бактерии являются одним из её примеров». Когда мы используем антибиотики, мы думаем, что они помогут нам избавится от бактерий, но бактерии обладают определённой резистентностью, они выживут и приспособятся. Как же они меняются? Одним из способов, и таким образом может измениться всё что угодно, является мутация. Бактерии так быстро реплицируют, так быстро воспроизводятся, что даже если наблюдается одна мутация на каждую тысячу, то к моменту, когда у вас будет миллион бактерий, будет тысяча мутаций. Есть и ещё способ. Не хочу называть это половым размножением, потому что это не половое размножение. Они не образуют гамет, и гаметы не оплодотворяют друг друга, не производят зиготу. Но две бактерии могут подойти очень близко друг к другу, и пилусы одной бактерии (нарисую их вот здесь)... итак, пилусы. Вот эти маленькие структуры с боку бактерии, на самом деле это маленькие трубочки, они могут соединиться с другой бактерией, и получается смесь одной бактерии с другой бактерией. Позвольте я нарисую их нуклеоиды. Вот так. Затем у них появляются другие элементы ДНК, которые свисают и называются плазмидами. Плазмиды. Это просто круговая часть ДНК. Возможно, у них появляются дополнительные чистые плазмиды. Эта бактерия где-то её получила и теперь может делать то, что раньше делать не могла. Возможно, это R-плазмида, которая известна тем, что делает бактерии резистентными ко множеству антибиотиков. Происходит то, что фактически есть механизм, по которому бактерия узнает, что у второй бактерии нет R-плазмиды. Мы начинаем понимать, как на самом деле это работает. И так эта бактерия реплицирует себя и передаёт другой бактерии репликативную форму R-плазмиды. Также у них есть транспозоны, о которых я должен сделать целый ролик, так как у нас они тоже есть. Фактически это части ДНК, которые могут перепрыгивать с одной части ДНК на другую, и таким образом они могут попасть в другую бактерию. Поэтому мы имеем дело не с обычным половым размножением, а со связью, эти бактерии просто постоянно обмениваются ДНК друг с другом, ДНК прыгает туда-обратно, поэтому вы легко можете представить себе все виды сочетаний ДНК, которые могут возникнуть даже в одном виде бактерий, а вскоре и во множестве других видов, в результате чего бактерии становятся резистентными ко многим вещам. Если это делает бактерии резистентными к антибиотикам, они могут начать распространять информацию, чтобы произвести резистентные протеины или что-то ещё в этих бактериях. Вот так и появляются вариации бактерий. Поэтому когда происходит передача ДНК через этот пилус... это называется конъюгацией... конъюгацией бактерий. Запишу это. И последнее, о чём я хочу поговорить, так как вы много об этом слышали, — это антибиотики. Множество людей болеет. Первое, что больной человек хочет получить - это антибиотик. Антибиотик — это целый класс химических веществ и соединений, полученных естественным или лабораторным путём, которые убивают бактерии. Поэтому сейчас, если кому-то требуется операция и ему её делают, больше не надо волноваться о возможной инфекции, просто нужно принять антибиотик для предотвращения роста бактерий. Вопрос в том, как был открыт антибиотик, и как он появился? Фактически его обнаружил Александр Флеминг. Запишу его имя. Это важно, так как, на мой взгляд, открытие антибиотиков — самое важное открытие в медицине за всё время. Итак, Александр Флеминг. Александр Флеминг. Кажется, он исследовал стафилококк. Я забыл, какие у него были бактерии в чашке Петри. Он использовал чашку Петри. Давайте я нарисую её. Это маленький круг. В ней есть питательные вещества, на которых растут бактерии. Скажем, на этой чашке растут бактерии. Он вышел и вернулся в комнату, и увидел что появилась плесень и грибки, голубовато-зеленоватые грибки выросли в центре чашки Петри. При этом вот здесь... вот в этом месте было достаточно места, и бактерии не могли подойти ближе. Эту плесень, эти грибки и назвали пенициллиум, грибок-продуцент пенициллина. Он смог это выяснить. Он взял образец такого грибка и культивировал его, то есть позволил ему вырасти, а потом посмотрел, что же это за гриб. Это был пенициллиум. Он также выяснил, что эти грибки должны иметь какое-то химическое вещество, которое они выделяют, и которое действительно убивает бактерии вокруг него, то есть которое не позволяет бактериям приблизиться к себе. Вот так и открыли пенициллин. Запишем. Пенициллин. Кажется, без ошибок. Это было в конце 20-х годов 20-го века. Затем началась Вторая мировая война, люди получали огнестрельные ранения, им ампутировали конечности, делали другие операции, но впервые за всё время людям действительно могли дать антибиотик и не волноваться, ну, вернее они волновались, но им больше не нужно было беспокоиться так сильно, как раньше. Сейчас вы знаете, что, если у вас туберкулёз, лаймоборрелиоз или что-то ещё, лечение заключается в приёме антибиотиков. В наши дни существует много видов антибиотиков, которые получают из разных источников, но суть остается прежней. Вы хотите убить бактерии. Хотя, вы не хотите убивать все бактерии, так как некоторые из них хорошие. Фактически мы состоим из большого количества целого ряда бактерий. Не помню, говорил ли я это ранее. В нашей коже есть бактерии, которые помогают поглощать масло, увлажняют нашу кожу, делают её красивой и мягкой. Поэтому вы видите, что бактерии можно рассматривать или с отрицательной, или с положительной точки зрения, или и так, и так, но это действительно удивительная вещь. Особенно меня поражает, что мы живём с ними в симбиозе. Помню, видел эпизод «Звёздного пути», когда показывали много людей и все они чужеземцы, инопланетяне. На них наткнулся Жан-Люк Пикард. Они выглядели очень человекоподобными. Но выяснилось, что в стволовой части их мозга (позвольте я нарисую)... Итак, у них там жили маленькие жучки. В стволе их мозга жили такие насекомые, и эти насекомые начали инфицировать команду корабля «Энтерпрайз», контролировали их мозг и заставляли выполнять непонятные, вещи, и было дико подумать, что в нас живут инопланетные твари, которые управляют нашим мозгом и как-то на него влияют. Но если вы действительно задумаетесь об этом, на самом деле это не один маленький жучок, это порядка триллиона таких жучков. Сотни триллионов жучков живут с нами каждый день и фактически делают нас нами. Я имею в виду, что сейчас я записываю видео, а может, это бактерии записывают видео или частично контролируют процесс. Известно, что бактерии могут влиять на наше психическое состояние. Есть целый ряд исследований, доказавших, что определённые виды бактерий могут провоцировать шизофрению. Такие, например, как сифилис. Бактерии могут вызвать депрессию. Известно, что на последних этапах лаймоборрелиоза нарушается психическое состояние человека, которого поразила инфекция. Поэтому бактерии влияют на каждую часть нашего организма. Я имею в виду, что трудно говорить, что мы являемся людьми без этих 10% нашей массы или без 2000 трлн клеток, или 2000 трлн бактерий, которые действительно делают нас нами. Subtitles by the Amara.org community