’n Kykie deur die mikroskoop

DIE sel is al die grondeenheid van lewe genoem. Trouens, alles wat lewe—waaronder plante, insekte, diere en mense—bestaan uit selle. Deur die jare het wetenskaplikes die inwendige werking van die sel ondersoek en baie van die geheime van molekulêre biologie en genetika ontrafel. Kom ons stel bietjie van naderby ondersoek in en kyk wat die wetenskap omtrent hierdie fassinerende mikroskopiese eenhede van lewe ontdek het.

Die sel onder die mikroskoop

Selle verskil in vorm. Party is reghoekig; ander is vierkantig. Daar is ronde selle, eiervormige selle en party wat eenvoudig vormloos is. Dink byvoorbeeld aan die amoeba, ’n eensellige organisme wat geen bepaalde vorm het nie. Dit verander gedurig van vorm terwyl dit beweeg. Dit is interessant dat die vorm van ’n sel dikwels ’n aanduiding van sy funksie is. Sommige spierselle is byvoorbeeld lank en dun en trek saam terwyl hulle hulle werk doen. Senuselle—wat boodskappe deur die liggaam stuur—het lang vertakkings.

Selle verskil ook in grootte. Die meeste is egter te klein om deur die blote oog gesien te word. Om toe te lig hoe groot die gemiddelde sel is, kan ’n mens na die punt aan die einde van hierdie sin kyk. Ongeveer 500 selle van gemiddelde grootte kan op daardie klein kolletjie pas! As jy dink dit is klein, hou in gedagte dat party bakterieselle ongeveer 50 keer kleiner is. Wat van die grootste sel? Hierdie beskrywing pas die dooier van ’n volstruiseier—’n eensellige “reus”, wat omtrent die grootte van ’n bofbal of krieketbal is!

Omdat die meeste selle nie met die blote oog gesien kan word nie, gebruik wetenskaplikes instrumente, soos die mikroskoop, om hulle te bestudeer.a Selfs dan kan party van die fyner besonderhede van ’n sel nie duidelik waargeneem word nie. Dink hieraan: ’n Elektronmikroskoop kan ’n sel sowat 200 000 keer vergroot—’n vergroting wat ’n mier amper ’n kilometer lank sal laat lyk. Maar selfs met so ’n vergroting is van die sel se besonderhede onsigbaar!

Wetenskaplikes het dus gevind dat die sel ongelooflik ingewikkeld is. In sy boek The Fifth Miracle het die fisikus Paul Davies gesê: “Elke sel is vol klein meganismes wat lyk of dit direk uit ’n ingenieur se handleiding kom. Dit is vol piepklein tange, skêre, pompe, motore, hefbome, kleppe, pype, kettings en selfs voertuie. Maar die sel is natuurlik baie meer as net ’n versameling toestelle. Die verskillende komponente werk saam om ’n goed georganiseerde geheel te vorm, soos ’n groot produksiebaan van ’n fabriek.”

DNS—die erflikheidsmolekule

Mense sowel as meersellige plante en diere begin as ’n enkele sel. Nadat daardie sel ’n sekere grootte bereik het, verdeel dit en vorm dit twee selle. Dan verdeel hierdie twee selle en vorm dit vier selle. Namate die selle voortgaan om te verdeel, word hulle gespesialiseerd—met ander woorde hulle differensieer en verander in spierselle, senuselle, velselle, ensovoorts. Namate die proses voortgaan, begin baie van die selle saamgroepeer om weefsel te vorm. Spierselle span byvoorbeeld saam en vorm spierweefsel. Verskillende soorte weefsel vorm organe, soos die hart, die longe en die oë.

Onder die dun wand van elke sel is daar ’n jellieagtige vloeistof wat sitoplasma genoem word. Dan tref ’n mens die kern aan, wat deur ’n dun membraan van die sitoplasma geskei word. Die kern is al die sel se beheersentrum genoem omdat dit bykans alles beheer wat in die sel plaasvind. Binne-in die kern is die sel se genetiese program, wat in deoksiribonukleïensuur—of DNS—geskryf is.

DNS-molekules lê styf opgerol in die chromosome van die sel. Jou gene, wat dele van die DNS-molekules is, bevat al die inligting wat nodig is om jou te maak wat jy is. “Die genetiese program binne-in die DNS maak elke lewende ding anders as alle ander lewende dinge”, verduidelik The World Book Encyclopedia. “Hierdie program maak ’n hond anders as ’n vis, ’n sebra anders as ’n roos en ’n wilgerboom anders as ’n perdeby. Dit maak jou anders as enige ander mens op die aarde.”

Die hoeveelheid inligting in die DNS van net een van jou selle gaan die verstand te bowe. Dit kan omtrent ’n miljoen bladsye wat so groot soos hierdie een is, vul! Aangesien die DNS daarvoor verantwoordelik is om oorerflike inligting van een geslag selle na die volgende oor te dra, is dit al die meesterplan van alle lewe genoem. Maar hoe lyk DNS?

DNS bestaan uit twee drade wat om mekaar gedraai is en lyk soos ’n spiraalvormige trap of soos ’n gedraaide leer met sporte. Die twee drade word aanmekaargeheg deur kombinasies van vier verbindings wat basisse genoem word. Elke basis van een draad verbind met ’n basis op die ander draad. Hierdie basispare vorm die sporte van die gedraaide DNS-leer. Die presiese volgorde van die basisse in die DNS-molekule bepaal watter genetiese inligting dit dra. Eenvoudig gestel, hierdie volgorde bepaal feitlik alles omtrent jou, van die kleur van jou hare tot die vorm van jou neus.

DNS, RNS en proteïen

Proteïene is die algemeenste makromolekules wat in selle voorkom. Na raming verteenwoordig dit meer as die helfte van die droë gewig van die meeste organismes! Proteïene bestaan uit kleiner boustene wat aminosure genoem word. Sommige hiervan word deur jou liggaam gemaak; ander moet jy deur jou dieet inneem.

Proteïene het baie funksies. Daar is byvoorbeeld hemoglobien, ’n proteïen wat in rooibloedselle gevind word, wat suurstof deur jou liggaam vervoer. Dan is daar teenliggaampies, wat jou liggaam help om siektes te beveg. Ander proteïene, soos insulien, help jou om voedsel te verwerk, asook om verskillende selfunksies te reguleer. Daar kan altesaam duisende verskillende soorte proteïene in jou liggaam wees. Daar kan honderde in net een sel wees!

Elke proteïen doen ’n spesifieke werk wat deur sy DNS-geen bepaal word. Maar hoe word die genetiese inligting in ’n DNS-geen ontsyfer sodat ’n spesifieke proteïen gemaak word? Soos die bygaande diagram “Hoe proteïene gemaak word” toon, moet die genetiese inligting wat in die DNS geberg word eers van die kern van die sel na die sitoplasma oorgeplaas word, waar die ribosome, of proteïenvervaardigers, geleë is. Hierdie oordrag vind plaas deur middel van ’n tussenganger wat ribonukleïensuur (RNS) genoem word. Die ribosome in die sitoplasma “lees” die RNS-instruksies en sit dan die aminosure in die regte volgorde aanmekaar om ’n spesifieke proteïen te vorm. Gevolglik is daar ’n verhouding van onderlinge afhanklikheid tussen die DNS, RNS en die vervaardiging van proteïene.

Waar het dit begin?

Die studie van genetika en molekulêre biologie fassineer wetenskaplikes al dekades lank. Die fisikus Paul Davies is skepties oor die bestaan van ’n Skepper wat agter alles sit. Hy erken nietemin: “Elke molekule het ’n spesifieke werk en ’n bestemde plek in die hele stelsel sodat die korrekte voorwerpe vervaardig word. Daar is baie aktiwiteit binne-in ’n sel. Molekules moet deur die sel beweeg om ander op die regte plek en die regte tyd te ontmoet sodat hulle hulle werk behoorlik kan doen. Dit alles gebeur sonder ’n baas wat vir die molekules sê wat om te doen en hulle na hulle regte plekke stuur. Daar is nie ’n opsigter wat toesig hou oor hulle werk nie. Molekules doen eenvoudig wat molekules moet doen: hulle beweeg blindweg rond, stamp teen mekaar, beweeg uitmekaar, smelt met mekaar saam. . . . Op die een of ander manier kry al hierdie stomme atome dit reg om saam te span en die dans van die lewe met uitsonderlike presisie uit te voer.”

Baie wat die inwendige werking van die sel bestudeer het, het met goeie rede tot die gevolgtrekking gekom dat daar ’n intelligente krag moet wees wat vir die skepping daarvan verantwoordelik is. Kom ons kyk waarom.

[Voetnoot]

[Venster/Diagram op bladsy 5]

’n Kykie binne-in die sel

Binne-in elke sel is ’n kern—die sel se beheersentrum. Die kern bevat chromosome, wat uit styf opgedraaide DNS-molekules en proteïen bestaan. Ons gene kom op hierdie DNS-molekules voor. Ribosome, die proteïenvervaardigers, word aangetref in die sel se sitoplasma, wat buite die kern geleë is.

[Diagram]

(Sien publikasie vir oorspronklike teksuitleg)

Sel

Ribosome

Sitoplasma

Kern

Chromosome

DNS—die leer van die lewe

[Diagram op bladsy 7]

(Sien publikasie vir oorspronklike teksuitleg)

Hoe DNS dupliseer

Om die illustrasie eenvoudiger te maak, is die spiraalvormige DNS plat voorgestel

1 Voordat selle verdeel om die volgende geslag selle voort te bring, moet hulle die DNS dupliseer. Eerstens help proteïene om dele van die dubbeldraad-DNS soos ’n ritssluiter te laat oopgaan

Proteïen

2 Dan, in ooreenstemming met streng basispaarreëls, heg vry (beskikbare) basisse in die sel hulle aan hulle ooreenstemmende basisse op die twee oorspronklike drade

Vry basisse

3 Laastens word twee identiese kodeboeke gemaak. Wanneer die sel dus verdeel, kry elke nuwe sel ’n identiese DNS-kodeboek

Proteïen

Proteïen

Die DNS-basis-paarreël:

A altyd met T

A T Timien

T A Adenien

S altyd met G

S G Guanien

G S Sitosien

[Diagram op bladsy 8, 9]

(Sien publikasie vir oorspronklike teksuitleg)

Hoe proteïene gemaak word

Om dit eenvoudig te hou, illustreer ons ’n proteïen wat uit 10 aminosure bestaan. Die meeste proteïene het meer as 100

1 ’n Spesiale proteïen maak ’n deel van die DNS-drade soos ’n ritssluiter oop

Proteïen

2 Vry RNS-basisse verbind met die blootgestelde DNS-basisse op slegs een draad en vorm so ’n draad van boodskapper-RNS

Vry RNS-basisse

3 Die nuutgevormde boodskapper-RNS breek los en gaan na die ribosome

4 ’n Tussenganger-RNS tel ’n aminosuur op en bring dit na die ribosoom

Ribosome

Tussenganger-RNS

5 Terwyl die ribosome oor die boodskapper-RNS beweeg, word ’n ketting van aminosure aan mekaar geskakel

Aminosure

6 Terwyl dit gevorm word, begin die proteïenketting in die vorm vou wat nodig is om sy werk behoorlik te doen. Dan word die ketting deur die ribosome losgelaat

’n Tussenganger-RNS het twee belangrike punte:

Die een herken die boodskapper-RNS-kode

Die ander een bevat die korrekte aminosuur

Tussenganger- RNS

RNS-basisse gebruik eerder U as T, gevolglik verbind U met A

A U Urasiel

U A Adenien