Innanför cellmembranet

Våra kroppar består av billiontals celler så små att 40 000 ryms på ett knappnålshuvud. De är de grundläggande byggstenarna i levande vävnad och de minsta enheterna av det som gör oss till människor. Men under ytan på varje cell finns en värld som är märkvärdigare än någon sience fiction historia. En värld där miljarder mikroskopiska maskiner alla har sin roll, där de arbetar i samklang under varje sekund av vårt liv. Arbetarna i den här fantastiska världen är proteiner, kedjor av komplexa kemikalier som kan länkas ihop för att bygga spektakulära maskiner.

Andra arbetar för att skapa otroliga strukturer som det interna skelett som håller ihop cellen. De här enorma fackverken anpassar sig hela tiden i tryck och spänning. De byggs och byggs om för att ge cellen dess form och styrka. Sen har vi motorproteinerna, transportörerna som använder cellskelettet som motorväg för att leverera föda, kemikalier och livets grundläggande byggmaterial var helst det kan behövas. Det är några av de häpnadsväckande mikroskopiska maskiner som får det här samhället att fungera. Det som driver all den här aktiviteten är cellens kraftverk.

Inuti de här obundna strukturerna, så kallade mitokondrier, snurrar turbiner i över 1000 varv per minut och laddar därigenom upp miljarder av pyttesmå kemiska batterier. Allting vi gör, varje hjärtslag, varje rörelse, varje tanke drivs av batterierna som laddas upp av cellkraftverken.

Bild: Kinesin protein rör sig längs en mikrotub som utgör en motorväg i cellskelettet.

(https://www.youtube.com/watch?v=y-uuk4Pr2i8)

Allt i den här världen arbetar efter en generalplan som ligger skyddad långt inne i varje cells hjärta. Kärnan är bankvalvet som innehåller livets instruktionsbok, DNA. DNA är en kedja av kemikalier organiserade i gener. Varje gen innehåller instruktioner för ett specifikt protein. Dubbelhelixen innehåller mer än 20 000 instruktioner för våra celler, vad de ska tilverka och när och hur de ska organisera inte bara sig själva utan hela kroppen. Men den här kedjan av kemikalier vore helt oanvändbar utan den armé av mikroskopiska maskiner som ständigt vandrar längs med den, för att reparera och transkribera, för att omvandla DNA till instruktioner som cellen kan förstå.

När en gen har blivit kopierad förs instruktionerna ut från cellkärnan. Här läser mobila fabriker av dessa och gör om dem till proteiner. Det finns upp till 2 miljoner olika typer av proteiner var och en med sitt specifika utseende och syfte.

Bild: Proteiner består av långa kedjor av aminosyror.

(https://ehinger.nu/undervisning/index.php/kurser/bioteknik/lektioner/proteinernas-struktur-och-funktion/357-proteiner-ar-mycket-stora-molekyler.html)

Väldigt lite går till spillo i cellen. Använda och defekta proteiner märks upp för återvinning. Sedan tuggas de sönder av kraftfulla kringströvande rivare, så kallade proteasomer och bryts ner till små byggstenar som kan användas till att bygga upp nya proteiner. Men varje cell ingår i ett större samhälle av celler och alla konverserar ständig med varandra. Fragment av nerbrutna proteiner transporteras hela tiden till cellens yta, där de ställs upp för inspektion. De ska undersökas av väktare från kroppens immunförsvar, vita blodkroppar. Dessa soldatceller läser av proteinfragmenten och kan därigenom se tecken på skada eller infektion.

För tillfället är allt som det ska. Varje mänsklig cell innehåller en hel värld av förbluffande komplexitet som organiseras i cellkärnans maskineri. Där sker ett ständigt arbete utifrån instruktionerna nerskrivna i vårt DNA.

Bild: Proteasomer tuggar sönder defekta använda proteiner och återvinner dessa återuppbyggnad.

(https://www.youtube.com/watch?v=4DMqnfrzpKg)

Forskare tror att mitokondrier en gång i tiden var fristående enkla celler. Sen svaldes en av dessa av en annan cell och det utlöste ett av evolutionens största språng mot komplext liv. Inuti varje mitokondrie finns tusentals små turbiner som drivs av maten vi äter och luften vi andas. Turbinerna laddar upp miljardtals små batterier som är så avgörande för vår egen existens att vi laddar upp vår kroppsvikt. I varje cell matar hundratals mitokondrier för att driva det nätverk av proteiner som gör oss till de komplexa varelser vi är idag. I hjärtat av varje cell finns cellkärnan, som är en helt unik värld. Utanför cellen finns en hel skvadron av mobila proteinfabriker, så kallade ribosomer.

Ribosomerna följer instruktionerna till punkt och pricka. Varje protein viks ihop till en given form, var och en med sin speciella uppgift. Bit för bit bygger ribosomerna alla delar som behövs och i kärnan i var och en av dem finns en indentisk kopia över vårt DNA. Vi ärver DNA från våra föräldrar och deras föräldrar, bakåt genom oräkneliga generationer. DNA bildar ett släkt träd som går tillbaka över 3 miljarder år till den allra första cellen. En cell som fanns långt före människan, långt före däggdjuren, långt före dinosarierna. Genom detta släktträd är vi sammankopplade med alla levande djur och växter på jorden. Alla kommer vi från samma förhistoriska stamfader, en cell som innehöll den DNA sträng som startade allt.

Bild: Mitokondrien är cellens kraftverk som används till alla energikrävande processer.

(https://ndla.no/nn/node/126521)

Film: drive.google.com/file/d/0B2VSNOWBAXckNlF5RDJqUmFJTjQ/view?usp=sharing