Мащаб на клетките

Докато изучаваме природонаучните дисциплини, обикновено категоризираме големи групи от обекти като неща, които са невъобразимо малки. Когато хората говорят за неща с атомен, молекулярен, белтъчен или клетъчен размер, често ги групират заедно и казват, че това са наистина много, много малки неща. В това видео искам да обясня, че макар всички неща, които споменах, да са много малки, има огромна разлика в техните размери. Надявам се, че по този начин ще можеш да оцениш колко сложно може да е нещо като клетката. Как може да има всички тези органели? Как може да е жив организъм или част от жив организъм? Тук на този мащаб съм нарисувал водна молекула. Имаме кислород в лилаво и два водородни атома, свързани с кислорода. Това ще е грубо около 0,275 нанометра. И само да си припомним, че един нанометър е една милиардна част от метъра. За да разбереш колко малко е това – Това е една милиардна от един метър. Това е един нанометър. Ако се опиташ да си го представиш, това ще е една милионна част от милиметъра. Ще го напиша, една милионна част от един милиметър. Тази дефиниция ми харесва, защото милиметър е най-малката мерна единица, която мога наистина добре да си представя визуално. Но една милионна от милиметъра е много над възможностите ми за визуализация. Това е диаметърът или широчината на водната молекула. Сега да минем към по-голям размер. Говорили сме много за белтъците и това тук е нашият старт приятел хемоглобина. Сега ще започнеш да разбираш мащабите по-добре – широчината на хемоглобина е около пет нанометра. Или пет милиардни от един метър. Това изглежда много малко, така че е добра идея да категоризираш тези обекти като изключително малки. Но е добре да можеш да оцениш, че хемоглобинът е много по-голям от водната молекула. Ако водната молекула беше поставена на този мащаб – Нарисувах предварително това малко нещо тук, това е опитът ми да нарисувам молекула вода в мащаба на хемоглобина. Дори когато преминем от водна молекула към белтък, имаме драматично увеличаване на размерите и на сложността на молекулите. Говорили сме много за структурата на белтъците, за това как могат да имат всички тези интересни форми и да изпълняват доста изненадващи и сложни функции в биологичните системи. Но нека да минем още едно стъпало нагоре. Следващото стъпало са вирусите. Това което съм се опитал да нарисувам тук, е доста добре познат вирус. Това е вирусът на ХИВ. Той е един от по-големите вируси, диаметърът му е около 120 нанометра. Ако нарисуваме този хемоглобин, белтъка хемоглобин в мащаба, в който съм нарисувал този вирус, ето това тук ще е хемоглобинът. А водната молекула няма да може да се види при този мащаб. Въпреки това вирусът е много, много малък. Това са 120 милиардни от един метър. Това все още е немислимо малък размер. Нека се изкачим още едно стъпало нагоре. Тази зловеща картинка тук е на Т-клетка. Това е рисунка, ако искаш да видиш цялата Т-клетка, тя е ето тук. Това е Т-клетка. А на тази зловеща картинка, синьото е Т-клетката, а жълтото показва ХИВ вируси, които излизат от Т-клетката и я използват за нуждите си. Затова е зловеща. Вирусът използва органелите на клетката, за да се репродуцира. На тази картинка веднага можеш да видиш колко малък е ХИВ вирусът в сравнение с Т-клетката. Всяко едно от тези малки неща, тези жълти точици, е вирусът ХИВ, който, както вече видяхме, е много по-голям от белтъка хемоглобин. Така че хемоглобинът няма да се вижда в този мащаб на фона на Т-клетката или ще бъде най-много един пиксел. Мащаб, подобен на Т-клетката имат червените кръвни клетки. Това тук е сравнение на двата вида клетки една до друга. За тази снимка е използван електронен микроскоп. Тук виждаш червената кръвна клетка, както и Т-клетката. Двете имат подобни размери. Или поне размерите им са в еднакъв мащаб. Червената кръвна клетка е около шест до осем микрометра широка. Това са шест до осем милионни части от метъра. Ако приемем, че средният размер е седем микрометра, седем милионни части от метъра – докато при атомите говорим за милионна част от милиметъра – сега говорим за седем милионни части от метъра. И за да сравниш размерите, вече сравнихме вируса на ХИВ с тази клетка. Видяхме как вирусът излиза от клетката. Всяка една от тези червени кръвни клетки ще съдържа близо 280 милиона молекули хемоглобин. Всяко червено кръвно телце съдържа приблизително 280 милиона молекули хемоглобин – това са милиони, милиони молекули хемоглобин във всяка една клетка. Надявам се, че вече започваш да разбираш, че дори да категоризираме клетките като невероятно малки неща, те всъщност са много по-големи, гигантски са в сравнение с други обекти, дори в сравнение с големи белтъци. И особено в сравнение с молекули и атоми. Затова клетките са толкова интересни. Много са сложни и комплексни. Сега ще обясним колко малки са и клетките, въпреки че преди малко описахме червените кръвни клетки и Т-клетките като цели светове сами по себе си. Те са много сложни. Ако нарисувам ширината на човешки косъм на този екран, в сравнение с размера на тези червени кръвни клетки, косъмът ще бъде с широчината на целия екран на видеото. Ако нарисувам човешки косъм, грубо казано, той ще започне от тук и ще стигне дотук. Има голямо разнообразие в ширината на човешките косми. Но ширината на човешки косъм ще прилича на това. Ако погледнеш мащаба на тази снимка тук с червените кръвни телца, ако погледнеш тези мащаби, косъмът ще е много, много по-голям. Можем да разглеждаме широчината на човешкия косъм като – Откъсни си един косъм и го разгледай, сложи го върху лист хартия. Трудно е дори да забележиш широчината му. А ние казваме, че широчината на косъма, сравнена с тези червени кръвни клетки, ще заеме ширината на целия екран на видеото. А както вече казахме, червените кръвни клетки и Т-клетките са светове сами по себе си, когато ги сравним с мащабите на вирусите и на молекулите.