Eesti Looduse fotovõistlus
2011/10



   Eesti Looduse
   viktoriin


   Eesti Looduse
   fotovõistlus 2012




   AIANDUS.EE

Eesti Loodus
Võimas valk EL 2011/10
Valk, mis lammutab raku pilbasteks

Kui saapad ühel päeval käigu pealt pooleks läksid, oli Ann päris rõõmus: viimaks ometi saab midagi pista prügikonteinerisse! Kokkuhoidliku ja kasina perenaisena on Ann selle täitmisega alatasa püstihädas ja suurema osa aastast passibki 80liitrine kastike värava kõrval tühja kõhuga.

Anne majas lihtsalt ei teki palju prügi, ja naabrite käest laenama ta seda ka ei hakka. Tegelikult kükitaks üleaedsetegi konteinerid sisutult, kui nood jaksaks samamoodi prügiga jännata kui Ann.
Jah, kui hambapastatuubist enam ussikest välja ei meelita, tuleb see taara päris minema visata. Ja vahel pole tõesti mõtet hakata lihaverist kilekotti puhtaks küürima. Selle pressib Ann vürfliks ja pistab kasutu pastatuubi kõrvale. Sääraseid jäätmeid koguneb Anne elamises kuu jooksul nii palju, et need mahuvad lahedasti vanasse tühja kohvipakki. Ülejäänud kraam kaob kõik kas taaraautomaati, pakendikirstu, ahju või kompostihunnikusse.
Loodus priiskamist ei salli, teab Ann.

Viisaastakuga uueks inimeseks! Näidet, kuidas loodus on kokkuhoidlik ja säästlik, roheliselt mõtlev peremees, ei pea kaugelt otsima. Hakatuseks on hea vaadata enda sisse.
Just sel sekundil sünnib miljonites rakkudes teie kehas eeskujulik jäätmekäitlus: raku osised võetakse pilbasteks, sorditakse ja pakendatakse – põhimõtteliselt prügikottidesse.
Tegelikult võiks kirjeldatud toimingut nimetada ka ökomatuseks, sest see on raku planeeritud surma ehk apoptoosi lõppfaas.
„Iga päev sureb meie kehas ära 10 astmes 11 rakku,” loendab Toivo Maimets, Tartu ülikooli molekulaar- ja rakubioloogia instituudi rakubioloogia professor. „Ma ikka ütlen naisele, et rakkude surma statistika järgi on inimene viie aasta pärast täiesti uus, ega vastuta oma vanade pattude eest.”
Laias laastus on rakkudel koolmiseks kaks teed: nekroos ehk kärbumine ja apoptoos.
Nekroos on organismile ootamatu ja valus. Näiteks on lugu läinud füüsiliseks: rakk on lõigutud toore jõuga ribadeks või siis põletatud tulise rauaga lombakaks. Samas võib nekroos alguse saada ka bakteri või mõne muu patogeense pahalase mürkidest; häiretest immuunsüsteemi ning vereringe töös; muudest organismi jaoks anomaalsetest sündmustest.
„Nekroos on rakule problemaatiline surm, sest sellega kaasneb rakkude lagunemine: nende sisu valgub välja ja see häirib teisi rakke,” dotseerib Maimets.
Lekkiv tanker põhjustab merereostuse, lekkivate rakkude tagajärg on põletik. Kes end kordki kõrvetanud või kriimustanud, teab ja tunneb seda häda.

Miks peab rakke hukkama? Apoptoos on aga hoopis teine teema. Kui nekroos saab alguse õnnetusest, siis apoptoosi käivitab organismi otsus: mingi hulk rakke on oma aja ära elanud, vigased või muidu jalus ja peavad seetõttu surema. Rakkude õigeaegne kontrollitud suremine on organismi kasvu, arengu ja tervise seisukohalt sama oluline kui nende sündimine ja töötamine.
Kui inimene on alles pisike punn ema kõhus, meenutavad tema käed aerusid või lauatennisereketeid. Ühel kenal embrüonaalse arengu päeval tõmbab aga organism käemõlale neli jutti peale ja ütleb: nende joonte alla jäävad rakud koolgu maha! Algab apoptoos, mille lõpuks sirgub aeruga sarnaneva käe asemele viie sõrmega käsi. Sihipärane suunatud rakkude suretamine on igati kasulik: tipi sa arvutisse doktoritööd või sisesta säästupoe kassas hindasid, kui sõrmede asemel lohiseb randmest allapoole loib!
Samalaadne rakkude hukkamine käib kogu organismis looteeast surmani.
„Väidetavalt on sünnimomendiks inimeses juba ära surnud kolme ajumahu jagu närvirakke,” illustreerib Maimets apoptoosi haaret.
Käsk surra võib tulla mõne signaalmolekuliga väljastpoolt rakku, aga suitsiidiotsuse suudab langetada ka rakk ise: kui ta leiab, et temaga on midagi väga kehvasti. Hooletu päevitaja nahas marsivad miljonid rakud vabasurma, sest päikesekiirgus on kärsatanud nende DNAsse augud. Lubada vigase pärilikkusainega rakul jaguneda on aga suur risk, sest aukliku DNAga rakk on potentsiaalne vähikolle.
Samamoodi tõmbab rakk ise endale paela kaela mõne mitokondriaalse haiguse puhul. Mitokonder on kunagi kauges minevikus eeltuumsesse rakku sattunud bakter, kes leidis evolutsiooni käigus rakus kasutust energiaallikana. Sisuliselt on mitokonder midagi pisikese tuumajaama taolist, mis pideva kontrolli all olevate liinide kaudu väljastab energiat. Loomulikult ei saa võõrad tuumajaama niisama sisse jalutada. Ja nagu tuumajaama sisu ei tohi muu maailmaga kokku puutuda, nii peab ka mitokondri, endise bakteri koostis püsima seespool mitokondri membraani.
Kui siiski juhtub õnnetus ja mitokonder lekib, töötavad mõned talle omased valgud rakus surmakutsaritena: teatavad, et nüüd on katastroof, tõmbame heaga ise stepsli seinast välja.

Kuidas vanast rakust uus saab. Apoptoosi puhul on võtmeküsimuseks surmata rakud nii, et ei tekiks põletikku. Piltlikult öeldes: rakkude sees olev sodi ei tohi sattuda rakkudevahelisse ruumi ekslema ega segadust tekitama. Seetõttu käib apoptoosi määratud rakus keskkonnateadlik jäätmekäitlus.
Kui ühel või teisel moel on saabunud korraldus vaikselt hukkuda, ekspresseeruvad geenid, mis vastutavad rakku seestpoolt lagundavate valkude valmistamise eest.
Jämedates joontes võib sellised valgud jagada kaheks: nukleaasid teevad tükkideks DNA ehk pärilikkusaine; proteaasid lammutavad pilbasteks rakus olevad valgud. DNA-d lõhkuvaid ensüüme on omakorda mitut masti: mõned hakkavad pärilikkusainet viilutama otstest, teised saevad teda väiksemateks juppideks keskelt.
Ka proteaase on spetsiifilisemaid ja universaalseid.
„Mittespetsiifilised hakkavad kohe õgima seda valku, mille nad on parajasti kätte saanud, aga tihti pole vaja, et kõik ära õgitaks,” seletab Maimets. „Ja siis on olemas spetsiifilisemad proteaasid, kes tunnevad ära teise valgu kindla aminohappejärjestuse – võtavad sealt kinni ja teevad klõpsu.”
Kui DNAst ja valkudest on järel piisavalt pisikesed klotsid, sorditakse need ja pakendatakse membraanseinaga kotikestesse: et sureva raku jäätmed ei jääks pilla-palla. Täpselt nagu eeskujulik prügisortija paneb klaastaara ühte kotti, plekkpurgid teise, paberi virna ja ohtlikud jäätmed hoopis omaette.
Prügikotid visatakse mõistagi selleks ette nähtud konteineritesse. Organismis tähendab see seda, et näiteks fagotsüüdid – needsamad rakud, kes neelavad ja lagundavad haigustekitajaid – söövad raku algosi sisaldavad membraanpaunakesed ära.
Fagotsüütide vahendusel viib organism jäätmekäitluse lõpule. Surnud raku materjal valmistatakse ette uue raku meisterdamiseks: tellised ja torud sorditakse, vajaduse korral veel tükeldatakse ja puhastatakse – ning saadetakse siis taaskasutusse.
„Vabad aminohapped või nukleotiidid või nukleotiidide eellased lähevad algainetena sisse tavalisse ainevahetusse,” täpsustab Maimets.
Nii saab sihipäraselt tapetud ja eeskujulikult lahti monteeritud rakust uue. Järgimist vääriv kokkuhoid.

Rainer Kerge (1977) on õppinud bioloogiat, töötab Õhtulehes ajakirjanikuna. Varem portreteerinud valke Tarkade Klubis.

KLOTS
Kontrollitud rakusurma aitas paljastada pisike uss
Hiirte-rottide ja äädikakärbse kõrval on üks teadlaste lemmikloomi varbuss (Caenorhabditis elegans) – umbes millimeetri pikkune ümaruss, kelle päris kodu on mullas ja kes sööb baktereid. Laboris söödavad teadlased teda sageli kolibakteritega.
Varbuss on geneetikas ja neurobioloogias mudelorganismina tänuväärne seetõttu, et tema rakkude arv on konstantne: hermafrodiitidel on 959, isastel 1031 rakku. Iga üksik ussike läbib arengus ühesuguse rakkude jagunemise ja diferentseerumise.
Just varbussi uurides avastati ettemääratud rakusurm ehk apoptoos ja paljastati skeem, kuidas see käivitub.
„Tema embrüonaalses arengus läheb apoptoosi 131 rakku. Selle pärast on ta hea mudel, näitamaks geenide kaskaade, mis aktiveerivad valkude perekondi, kes rakud lõpuks apoptoosi viivad,” selgitab rakubioloogia professor Toivo Maimets. „Nüüd on imetajas, kaasa arvatud inimeses, leitud kõikidele varbussi apoptoosivalkudele analoogid.”
Apoptoosi uurimine aitab mõista osa vähkkasvajate teket: miks vigase, näiteks päikesepõletatud DNAga rakk ei sure, vaid ikkagi jaguneb ja paljundab oma invaliidset pärilikkusainet.
2002. aastal said teadlased Brenner, Horvitz ja Sulston rakusurma uurimise eest Nobeli meditsiinipreemia.



Rainer Kerge
28/11/2012
26/11/2012
05/10/2012
09/07/2012
26/06/2012
26/06/2012
22/05/2012

Loe Uudistajat
E-posti aadress:
Liitun:Lahkun: 
Serverit teenindab EENet