Jedna od odredbi ćelijske teorije je. Osnovne odredbe ćelijske teorije. Odredbe Schleiden-Schwannove ćelijske teorije
Prošlo je skoro 400 godina od otkrića ćelija, pre nego što je formulisano trenutno stanje ćelijske teorije. Prvi put ćeliju je istraživao jedan prirodnjak iz Engleske 1665. Uočivši ćelijske strukture na tankom dijelu plute, dao im je ime ćelije.
U svom primitivnom mikroskopu, Hooke još nije mogao vidjeti sve karakteristike, ali kako su se poboljšali optički instrumenti i pojavile metode za bojenje preparata, naučnici su postajali sve više uronjeni u svijet finih citoloških struktura.
Kako je nastala ćelijska teorija?
Znakovito otkriće koje je uticalo na dalji tok istraživanja i trenutno stanje teorije ćelije napravljeno je 30-ih godina. godine XIX veka. Škot R. Brown, proučavajući list biljke svjetlosnim mikroskopom, pronašao je slične zaobljene pečate u biljnim ćelijama, koje je kasnije nazvao jezgrima.
Od tog trenutka pojavila se važna karakteristika za međusobno poređenje strukturnih jedinica. raznih organizama, što je postalo osnova za zaključke o jedinstvu porijekla živih. Nije uzalud da čak i trenutna pozicija ćelijske teorije sadrži referencu na ovaj zaključak.
Pitanje porijekla ćelija pokrenuo je 1838. njemački botaničar Matthias Schleiden. Masovno proučavajući biljni materijal, primijetio je da je u svim živim biljnim tkivima prisustvo jezgara obavezno.
Njegov zemljak zoolog Theodor Schwann izveo je iste zaključke o životinjskom tkivu. Nakon što je proučio rad Schleidena i uporedio mnoge biljne i životinjske ćelije, zaključio je: uprkos raznolikosti, sve one imaju zajednička karakteristika- ukrašeno jezgro.
Ćelijska teorija Schwanna i Schleidena
Objedinivši dostupne činjenice o ćeliji, T. Schwann i M. Schleiden iznijeli su glavni postulat koji se sastojao u činjenici da se svi organizmi (biljke i životinje) sastoje od ćelija koje su slične po građi.
Godine 1858. napravljen je još jedan dodatak ćelijskoj teoriji. dokazao da tijelo raste povećanjem broja ćelija dijeljenjem izvornog majčinog. Čini nam se očiglednim, ali za ono vrijeme njegovo otkriće bilo je vrlo napredno i moderno.
U to vrijeme, trenutna pozicija Schwannove ćelijske teorije u udžbenicima je formulirana na sljedeći način:
- Sva tkiva živih organizama imaju ćelijsku strukturu.
- Životinjske i biljne ćelije nastaju na isti način (ćelijska dioba) i imaju sličnu strukturu.
- Tijelo se sastoji od grupa ćelija, svaka od njih je sposobna za samostalan život.
Postavši jedno od najvažnijih otkrića 19. stoljeća, ćelijska teorija je postavila temelj za ideju o jedinstvu porijekla i zajedničkosti evolucijskog razvoja živih organizama.
Dalji razvoj citoloških znanja
Poboljšanje istraživačkih metoda i opreme omogućilo je naučnicima da značajno prodube svoja znanja o strukturi i životu ćelija:
- dokazana je povezanost strukture i funkcije pojedinih organela i ćelija u cjelini (specijalizacija citostruktura);
- svaka ćelija pojedinačno pokazuje sva svojstva svojstvena živim organizmima (raste, razmnožava se, razmjenjuje materiju i energiju sa okolinom, mobilna je u jednom ili drugom stepenu, prilagođava se promjenama, itd.);
- organele ne mogu pojedinačno pokazivati slična svojstva;
- kod životinja, gljiva, biljaka nalaze se organele identične strukture i funkcije;
- Sve ćelije u telu su međusobno povezane i rade zajedno na obavljanju složenih zadataka.
Zahvaljujući novim otkrićima, odredbe teorije Schwanna i Schleidena su dorađene i dopunjene. Moderna naučni svet koristi proširene postulate temeljne teorije u biologiji.
U literaturi možete pronaći različit broj postulata moderne ćelijske teorije, a najkompletnija verzija sadrži pet točaka:
- Ćelija je najmanji (elementarni) živi sistem, osnova građe, razmnožavanja, razvoja i života organizama. Nećelijske strukture ne mogu se nazvati živim.
- Ćelije se pojavljuju isključivo dijeljenjem postojećih.
- Hemijski sastav i struktura strukturnih jedinica svih živih organizama su slični.
- Višećelijski organizam se razvija i raste dijeljenjem jedne/više izvornih ćelija.
- Slična ćelijska struktura organizama koji naseljavaju Zemlju ukazuje na jedan izvor njihovog porijekla.
Originalne i moderne odredbe ćelijske teorije imaju mnogo zajedničkog. Duboki i prošireni postulati odražavaju trenutni nivo znanja o strukturi, životu i interakciji ćelija.
1) Nove ćelije nastaju samo od bakterijskih ćelija.
2) Nove ćelije nastaju samo kao rezultat deobe prvobitnih ćelija.
3) Nove ćelije se formiraju iz stare ćelije
4) Nove ćelije nastaju jednostavnom podjelom na pola.
A2. Ribosom sadrži
1) DNK 2) i-RNA 3) r-RNA 4) t-RNA
A3. Lizozomi se proizvode u ćeliji
1) endoplazmatski retikulum 2) mitohondrije 3) ćelijski centar 4) Golgijev kompleks
A4. Za razliku od hloroplasta, mitohondrije
1) imaju dvostruku membranu 2) imaju svoj DNK 3) imaju granu 4) imaju kriste
A5. Koja je funkcija ćelijskog centra u ćeliji?
1) učestvuje u deobi ćelije 2) je čuvar naslednih podataka
3) odgovoran je za biosintezu proteina 4) je centar sinteze šablona ribosomske RNK
A6. Koja je funkcija lizosoma u ćeliji?
1) razgrađuje biopolimere do monomera 2) oksidira glukozu do ugljičnog dioksida i vode
3) vrši sintezu organskih supstanci 4) vrši sintezu polisaharida iz glukoze
A7. Prokarioti su organizmi kojima nedostaje
1) citoplazma 2) jezgro 3) membrana 4) DNK
A8. Organizmi kojima nije potreban kiseonik za preživljavanje nazivaju se:
1) anaerobi 2) eukarioti 3) aerobi 4) prokarioti
A9. Potpuna razgradnja tvari kisikom (3. faza energetskog metabolizma) događa se u:
1) mitohondrije 2) lizozomi 3) citoplazma 4) hloroplasti
A10. Skup reakcija za biološku sintezu tvari u ćeliji je
1) Disimilacija 2) Asimilacija 3) Glikoliza 4) Metabolizam
A11. organizmi, organska materija iz okoline se nazivaju:
1) Heterotrofi 2) Saprofiti 3) Fototrofi 4) Autotrofi
A12. Fotoliza vode se dešava u ćeliji
1) mitohondrije 2) lizozomi 3) hloroplasti 4) endoplazmatski retikulum
A13. Tokom fotosinteze, kiseonik se proizvodi kao rezultat
1) fotoliza vode 2) razgradnja ugljičnog dioksida 3) razgradnja glukoze 4) sinteza ATP
A14. Primarna struktura proteinske molekule, data nizom nukleotida mRNA,
formirana u procesu
1) prevod 2) transkripcija 3) reduplikacija 4) denaturacija
A15. Dio DNK koji kodira informacije o sekvenci aminokiselina u primarnoj
struktura proteina se naziva:
1) gen 2) triplet 3) nukleotid 4) hromozom
A16. Proces diobe somatskih stanica uz očuvanje diploidnog seta hromozoma je
1) Transkripcija 2) Prevod 3) Reprodukcija 4) Mitoza A17. Koji triplet na DNK odgovara UGC kodonu na mRNA?
1) THC 2) AHC 3) TCH 4) ACH
A18. Uništavanje nuklearnog omotača i formiranje fisijskog vretena se događa u
1) Anafaza 2) Telofaza 3) Profaza 4) Prometafaza
A19. Udvostručavanje svih organela se dešava u
1) Anafaza 2) Telofaza 3) Interfaza 4) Metafaza
U zadacima B1-B2 Odaberite tri tačna odgovora od šest ponuđenih. Upišite svoj odgovor u formular
nizovi brojeva. 2 boda za tačno obavljen zadatak
U 1. Od predloženih karakteristika odaberite one koje se odnose na mitohondrije
1) Sadrži DNK 4) Reguliše sve procese sinteze proteina, metabolizma i energije
2) Učestvuju u sintezi proteina 5) Sintetizuju organske supstance iz neorganskih
3) Pokriven sa dve membrane 6) Unutrašnja membrana ima izbočine - kriste
U 2. Autotrofi za razliku od heterotrofa
1) Sintetizirati organske tvari 4) Koristiti energiju sunca
2) Upija organsku materiju izvana 5) Sadrži hloroplaste
3) Hrane se mrtvim organizmima 6) Postoje živim organizmima
Odgovori
1. Svi živi organizmi na Zemlji sastoje se od ćelija slične strukture, hemijski sastav i funkcionisanje. Ovo govori o odnosu (zajedničkom porijeklu) svih živih organizama na Zemlji (o jedinstvu organskog svijeta).
2. Ćelija je:
- strukturna jedinica (organizmi se sastoje od ćelija)
- funkcionalna jedinica (funkcije tijela se obavljaju zahvaljujući radu ćelija)
- genetska jedinica (ćelija sadrži nasljedne informacije)
- jedinica rasta (organizam raste umnožavanjem svojih ćelija)
- jedinica reprodukcije (razmnožavanje se događa zahvaljujući zametnim stanicama)
- jedinica vitalne aktivnosti (u ćeliji se odvijaju procesi plastičnog i energetskog metabolizma) itd.
3. Sve nove ćelije kćeri formiraju se od postojećih matičnih ćelija diobom.
4. Rast i razvoj višećelijskog organizma nastaje usled rasta i reprodukcije (mitozom) jedne ili više početnih ćelija.
Momci
gook otvorene ćelije.
Leeuwenhoek otkrivene žive ćelije (spermatozoidi, eritrociti, cilijati, bakterije).
Brown otvorio kernel.
Schleiden i Schwann izneo prvu ćelijsku teoriju („Svi živi organizmi na Zemlji sastoje se od ćelija slične strukture“).
Metode
1. Svetlosni mikroskop povećava se do 2000 puta (obična škola - od 100 do 500 puta). Možete vidjeti jezgro, hloroplaste, vakuolu. Moguće je proučavati procese koji se odvijaju u živoj ćeliji (mitoza, kretanje organela, itd.).
2. Elektronski mikroskop povećava se do 10 7 puta, što vam omogućava proučavanje mikrostrukture organela. Metoda ne radi sa živim objektima.
3. Ultracentrifuga.Ćelije se uništavaju i stavljaju u centrifugu. Komponente ćelija podijeljene su po gustini (najteži dijelovi se skupljaju na dnu cijevi, najlakši - na površini). Metoda omogućava selektivnu izolaciju i proučavanje organela.
Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Navedite formulaciju jedne od odredbi ćelijske teorije
1) Ljuska ćelije gljive sastoji se od ugljikohidrata
2) Životinjskim ćelijama nedostaje ćelijski zid
3) Ćelije svih organizama sadrže jezgro
4) Ćelije organizama su slične po hemijskom sastavu
5) Nove ćelije nastaju deljenjem prvobitne matične ćelije
Odgovori
Odaberite tri opcije. Koje su odredbe ćelijske teorije?
1) Nove ćelije nastaju kao rezultat deobe matične ćelije
2) Polne ćelije sadrže haploidni skup hromozoma
3) Ćelije su slične po hemijskom sastavu
4) Ćelija - jedinica razvoja svih organizama
5) Ćelije tkiva svih biljaka i životinja su iste građe
6) Sve ćelije sadrže DNK molekule
Odgovori
1) biogena migracija atoma
2) odnos organizama
4) pojava života na Zemlji prije oko 4,5 milijardi godina
6) odnos žive i nežive prirode
Odgovori
Odaberite jednu, najispravniju opciju. Koja metoda vam omogućava da selektivno izolirate i proučavate ćelijske organele
1) bojenje
2) centrifugiranje
3) mikroskopija
4) hemijska analiza
Odgovori
Odaberite jednu, najispravniju opciju. Zbog činjenice da se prehrana, disanje i stvaranje otpadnih tvari odvijaju u bilo kojoj ćeliji, smatra se jedinicom.
1) rast i razvoj
2) funkcionalni
3) genetski
4) građu tijela
Odgovori
Odaberite tri opcije. Glavne odredbe ćelijske teorije nam omogućavaju da izvučemo zaključke o
1) uticaj okoline na kondiciju
2) odnos organizama
3) porijeklo biljaka i životinja od zajedničkog pretka
4) razvoj organizama od jednostavnog do složenog
5) slična struktura ćelija svih organizama
6) mogućnost spontanog stvaranja života iz nežive materije
Odgovori
Odaberite tri opcije. Slična struktura biljnih i životinjskih ćelija je dokaz
1) njihov odnos
2) zajedničko porijeklo organizama svih kraljevstava
3) porijeklo biljaka od životinja
4) komplikacije organizama u procesu evolucije
5) jedinstvo organskog svijeta
6) raznovrsnost organizama
Odgovori
Odaberite jednu, najispravniju opciju. Ćelija se smatra jedinicom rasta i razvoja organizama.
1) ima složenu strukturu
2) tijelo se sastoji od tkiva
3) mitozom se povećava broj ćelija u tijelu
4) gamete su uključene u seksualnu reprodukciju
Odgovori
Odaberite jednu, najispravniju opciju. Ćelija je jedinica rasta i razvoja organizma.
1) ima jezgro
2) pohranjuje nasljedne podatke
3) sposoban je za dijeljenje
4) tkiva se sastoje od ćelija
Odgovori
1. Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su oni naznačeni. Uz pomoć svjetlosne mikroskopije u biljnoj ćeliji može se razlikovati:
1) endoplazmatski retikulum
2) mikrotubule
3) vakuola
4) ćelijski zid
5) ribozomi
Odgovori
2. Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su oni naznačeni. U svjetlosnom mikroskopu, možete vidjeti
1) ćelijska dioba
2) Replikacija DNK
3) transkripcija
4) fotoliza vode
5) hloroplasti
Odgovori
3. Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Kada se proučava biljna ćelija pod svetlosnim mikroskopom, može se videti
1) ćelijska membrana i Golgijev aparat
2) ljuska i citoplazma
3) jezgro i hloroplasti
4) ribozomi i mitohondrije
5) endoplazmatski retikulum i lizozomi
Odgovori
Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Sljedeći ljudi su doprinijeli razvoju ćelijske teorije:
1) Oparin
2) Vernadsky
3) Schleiden i Schwann
4) Mendel
5) Virchow
Odgovori
Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Metoda centrifugiranja dozvoljava
1) odrediti kvalitativni i kvantitativni sastav supstanci u ćeliji
2) odrediti prostornu konfiguraciju i neka fizička svojstva makromolekula
3) pročistiti makromolekule uklonjene iz ćelije
4) dobiti trodimenzionalnu sliku ćelije
5) dijele ćelijske organele
Odgovori
Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Koja je prednost korištenja elektronske mikroskopije u odnosu na svjetlosnu?
1) veća rezolucija
2) sposobnost posmatranja živih objekata
3) visoka cijena metode
4) složenost pripreme leka
5) sposobnost proučavanja makromolekularnih struktura
Odgovori
Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Koje su organele pronađene u ćeliji pomoću elektronskog mikroskopa?
1) ribozomi
2) jezgra
3) hloroplasti
4) mikrotubule
5) vakuole
Odgovori
Identifikujte dvije karakteristike koje „ispadaju“ sa opće liste i kao odgovor zapišite brojeve pod kojima su označene. Glavne odredbe ćelijske teorije nam omogućavaju da to zaključimo
1) biogena migracija atoma
2) odnos organizama
3) porijeklo biljaka i životinja od zajedničkog pretka
4) pojava života na Zemlji prije oko 4,5 milijardi godina
5) slična struktura ćelija svih organizama
Odgovori
1. Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su navedeni u tabeli. Metode koje se koriste u citologiji
1) hibridološki
2) genealošku
3) centrifugiranje
4) mikroskopija
5) praćenje
Odgovori
© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019
Ćelije su strukturne jedinice organizama. Termin je prvi upotrijebio Robert Hooke 1665. godine. Do 19. veka, trudom mnogih naučnika (posebno Matijasa Šlajdena i Teodora Švana), razvila se ćelijska teorija. Njegove glavne tačke bile su sljedeće:
Ćelija je osnovna jedinica građe i razvoja svih živih organizama;
Ćelije svih organizama slične su po građi, hemijskom sastavu i osnovnim manifestacijama vitalne aktivnosti;
Svaka nova ćelija nastaje kao rezultat deobe prvobitne (majčinske) ćelije;
U višećelijskim organizmima ćelije su specijalizirane prema svojoj funkciji i formiraju tkiva. Tkiva se sastoje od organa koji su usko povezani i podložni regulatornim sistemima.
Gotovo sva tkiva višećelijskih organizama sastoje se od ćelija. S druge strane, sluzave plijesni sastoje se od neseptirane ćelijske mase s mnogo jezgara. Srčani mišić životinja je slično uređen. Brojne tjelesne strukture (školjke, biseri, mineralna osnova kostiju) ne formiraju ćelije, već proizvodi njihovog lučenja.
Mali organizmi mogu se sastojati od samo stotina ćelija. Ljudsko tijelo uključuje 10 14 ćelija. Najmanja ćelija koja je sada poznata je veličine 0,2 mikrona, a najveća, neoplođeno jaje epiornisa, teži oko 3,5 kg. Tipične veličine biljnih i životinjskih ćelija kreću se od 5 do 20 mikrona. U ovom slučaju obično ne postoji direktna veza između veličine organizama i veličine njihovih ćelija.
70-80% ćelijske mase je voda.
Da bi održala potrebnu koncentraciju tvari u sebi, stanica mora biti fizički odvojena od svoje okoline. Istovremeno, vitalna aktivnost organizma uključuje intenzivnu razmjenu tvari između stanica. Plazma membrana djeluje kao barijera između stanica.
Unutrašnja struktura ćelije dugo je bila misterija za naučnike; vjerovalo se da membrana ograničava protoplazmu - neku vrstu tekućine u kojoj se odvijaju svi biohemijski procesi. Zahvaljujući elektronskoj mikroskopiji otkrivena je tajna protoplazme, a sada se zna da se unutar ćelije nalazi citoplazma u kojoj se nalaze različite organele, te genetski materijal u obliku DNK, sastavljen uglavnom u jezgru (kod eukariota) .
Struktura ćelije jedan je od važnih principa klasifikacije organizama. U sljedećim paragrafima prvo ćemo razmotriti strukture zajedničke biljnim i životinjskim stanicama, zatim karakteristike biljne ćelije i prenuklearni organizmi. Ovaj dio će završiti raspravom o principima diobe ćelija.
Citologija je proučavanje ćelija.
Anthony van Leeuwenhoek je otkrio da je supstanca unutar ćelije organizirana na određeni način. Bio je prvi koji je otkrio ćelijska jezgra. Na ovom nivou, ideja o ćeliji trajala je više od 100 godina.
Proučavanje ćelije ubrzano je 1830-ih s poboljšanim mikroskopima. Godine 1838-1839, botaničar Matthias Schleiden i anatom Theodor Schwann gotovo istovremeno su iznijeli ideju o ćelijskoj strukturi tijela. T. Schwann je predložio termin "ćelijska teorija" i predstavio ovu teoriju naučnoj zajednici. Pojava citologije usko je povezana sa stvaranjem ćelijske teorije - najšire i najosnovnije od svih bioloških generalizacija. Prema staničnoj teoriji, sve biljke i životinje sastoje se od sličnih jedinica - ćelija, od kojih svaka ima sva svojstva živog bića.
Najvažniji dodatak ćelijskoj teoriji bila je tvrdnja poznatog njemačkog prirodnjaka Rudolfa Virchowa da svaka ćelija nastaje kao rezultat diobe druge ćelije.
1870-ih otkrivene su dvije metode diobe eukariotskih ćelija, kasnije nazvane mitoza i mejoza. Već 10 godina kasnije bilo je moguće utvrditi glavne genetske karakteristike ovih tipova podjela. Utvrđeno je da prije mitoze dolazi do udvostručavanja hromozoma i njihove ravnomerne raspodele između ćelija kćeri, tako da se prijašnji broj hromozoma zadržava u ćelijama kćerima. Pre mejoze, hromozomi se takođe udvostručuju, ali u prvoj (redukcionoj) deobi dvohromatidni hromozomi divergiraju do polova ćelije, tako da nastaju ćelije sa haploidnim setom, broj hromozoma u njima je dva puta manji nego u matična ćelija. Utvrđeno je da je broj, oblik i veličina hromozoma - kariotip - isti u svim somatskim ćelijama životinja date vrste, a broj hromozoma u gametama je upola manji. Nakon toga, ova citološka otkrića su činila osnovu hromozomske teorije nasljeđa.
Citologijanauka o ćelijama - strukturnim i funkcionalnim jedinicama gotovo svih živih organizama
U višećelijskom organizmu sve složene manifestacije života nastaju kao rezultat koordinisane aktivnosti njegovih sastavnih ćelija. Zadatak citologa je da ustanovi kako je živa ćelija izgrađena i kako obavlja svoje normalne funkcije. Patolozi takođe proučavaju ćelije, ali ih zanimaju promene koje se dešavaju u ćelijama tokom bolesti ili nakon smrti. Unatoč činjenici da su znanstvenici dugo akumulirali mnogo podataka o razvoju i strukturi životinja i biljaka, tek 1839. godine formulirani su osnovni koncepti ćelijske teorije i započeo je razvoj moderne citologije.
Ćelije su najmanje jedinice života, o čemu svjedoči sposobnost tkiva da se razbije na ćelije, koje potom mogu nastaviti živjeti u "tkivu" ili ćelijskoj kulturi i razmnožavati se poput sićušnih organizama. Prema teoriji ćelija, svi organizmi se sastoje od jedne ili više ćelija. Postoji nekoliko izuzetaka od ovog pravila. Na primjer, u tijelu sluzavih plijesni (miksomiceta) i nekih vrlo malih pljosnatih crva ćelije se ne odvajaju jedna od druge, već formiraju manje ili više srasle strukture – tzv. syncytium. Međutim, može se smatrati da je takva struktura nastala drugi put kao rezultat uništenja sekcija ćelijske membrane koji su bili prisutni u evolucijskim precima ovih organizama. Mnoge gljive rastu u dugim filamentoznim cijevima ili hifama. Ove hife, često podijeljene pregradama - septama - na segmente, također se mogu smatrati osebujnim izduženim ćelijama. Tijela protista i bakterija sastavljena su od jedne ćelije.
Postoji jedna bitna razlika između bakterijskih ćelija i ćelija svih drugih organizama: jezgra i organele („mali organi“) bakterijskih ćelija nisu okružene membranama, pa se stoga te ćelije nazivaju prokariotske („prednuklearne“); sve ostale ćelije nazivaju se eukariotske (sa "pravim jezgrama"): njihova jezgra i organele su zatvorene u membranama. Ovaj članak se bavi samo eukariotskim ćelijama.
Otvaranje ćelije
Proučavanje najmanjih struktura živih organizama postalo je moguće tek nakon pronalaska mikroskopa, tj. nakon 1600. Prvi opis i slike ćelija dao je 1665. engleski botaničar R. Hooke: ispitujući tanke dijelove osušene plute, otkrio je da se one "sastoje od mnogo kutija". Hooke je svaku od ovih kutija nazvao ćelijom ("komora"). Italijanski istraživač M. Malpighi (1674), holandski naučnik A. van Leeuwenhoek i Englez N. Gru (1682) ubrzo su pružili obilje podataka koji pokazuju ćelijsku strukturu biljaka. Međutim, nijedan od ovih posmatrača nije shvatio da je zaista važna supstanca želatinasti materijal koji je ispunio ćelije (kasnije nazvan protoplazma), i da su „ćelije“ koje su im se činile tako važne bile jednostavno beživotne celulozne kutije koje su sadržavale ovu supstancu. Sve do sredine 19. vijeka. u radovima brojnih naučnika već su bili vidljivi počeci određene "ćelijske teorije" kao opšteg strukturnog principa. Godine 1831. R. Brown je ustanovio postojanje jezgra u ćeliji, ali nije shvatio važnost svog otkrića. Ubrzo nakon Brownovog otkrića, nekoliko naučnika se uvjerilo da je jezgro uronjeno u polutečnu protoplazmu koja je ispunila ćeliju. U početku se vlakno smatralo osnovnom jedinicom biološke strukture. Međutim, već početkom 19. stoljeća. gotovo svi su počeli prepoznavati strukturu, koja se zvala mjehurić, globula ili ćelija, kao neizostavni element biljnih i životinjskih tkiva.
Stvaranje ćelijske teorije. Količina direktnih informacija o ćeliji i njenom sadržaju se enormno povećala nakon 1830. godine, kada su se pojavili poboljšani mikroskopi. Zatim, 1838-1839, dogodilo se ono što se zove "završni udar majstora". Botaničar M. Schleiden i anatom T. Schwann gotovo istovremeno su iznijeli ideju o ćelijskoj strukturi. Schwann je skovao termin "ćelijska teorija" i uveo ovu teoriju u naučnu zajednicu. Prema staničnoj teoriji, sve biljke i životinje sastoje se od sličnih jedinica - ćelija, od kojih svaka ima sva svojstva živog bića. Ova teorija je postala kamen temeljac cjelokupnog modernog biološkog razmišljanja.
otkriće protoplazme. U početku se nezasluženo mnogo pažnje poklanjalo zidovima ćelije. Međutim, F. Dujardin (1835) je opisao živi žele u jednoćelijskim organizmima i crvima, nazivajući ga "sarcoda" (tj. "nalik na meso").
Ova viskozna supstanca je, po njegovom mišljenju, bila obdarena svim svojstvima živih. Schleiden je također otkrio fino zrnatu supstancu u biljnim ćelijama i nazvao je "biljna sluz" (1838). Osam godina kasnije, G. von Mol je upotrebio izraz "protoplazma" (koji je 1840. koristio J. Purkinje da označi supstancu od koje se formiraju životinjski embrioni na ranim fazama razvoj) i zamenio termin "biljna sluz". Godine 1861. M. Schultze je otkrio da se sarkoda nalazi i u tkivima viših životinja i da je ova supstanca strukturno i funkcionalno identična tzv. protoplazma biljke. Za ovu "fizičku osnovu života", kako ju je kasnije definisao T. Huxley, usvojen je opšti termin "protoplazma". Koncept protoplazme igrao je važnu ulogu u svoje vrijeme; međutim, odavno je postalo jasno da protoplazma nije homogena ni po hemijskom sastavu ni po strukturi, te je taj termin postepeno prestao da se koristi. Trenutno se glavnim komponentama ćelije obično smatraju jezgro, citoplazma i ćelijske organele. Kombinacija citoplazme i organela praktično odgovara onome što su prvi citolozi imali na umu kada su govorili o protoplazmi.
Osnovna svojstva živih ćelija
Proučavanje živih ćelija bacilo je svjetlo na njihove vitalne funkcije. Utvrđeno je da se potonji mogu podijeliti u četiri kategorije: motilitet, razdražljivost, metabolizam i reprodukcija.
Mobilnost se manifestuje u različitim oblicima: 1) unutarćelijska cirkulacija sadržaja ćelije; 2) prelijevanje, koje osigurava kretanje ćelija (na primjer, krvnih zrnaca); 3) lupanje sitnih protoplazmatskih izraslina - cilija i flagela; 4) kontraktilnost, najrazvijenija u mišićnim ćelijama.
Razdražljivost se izražava u sposobnosti ćelija da percipiraju podražaj i odgovore na njega impulsom, odnosno talasom ekscitacije. Ova aktivnost je u najvećem stepenu izražena u nervnim ćelijama.
Metabolizam uključuje sve transformacije materije i energije koje se dešavaju u ćelijama.
Reprodukcija je osigurana sposobnošću ćelije da se dijeli i formira ćelije kćeri. Sposobnost same reprodukcije nam omogućava da smatramo ćelije najmanjim jedinicama života. Međutim, mnoge visoko diferencirane ćelije su izgubile ovu sposobnost.
Krajem 19. vijeka Glavna pažnja citologa bila je usmjerena na detaljno proučavanje strukture ćelija, procesa njihove diobe i rasvjetljavanja njihove uloge kao najvažnijih jedinica koje pružaju fizičku osnovu nasljeđa i procesa razvoja.
Razvoj novih metoda. U početku se u proučavanju detalja strukture ćelija moralo oslanjati uglavnom na vizuelni pregled mrtvog, a ne živog materijala. Bile su potrebne metode koje bi omogućile očuvanje protoplazme bez njenog oštećenja, čineći dijelove tkiva dovoljno tankim da prođu kroz ćelijske komponente, i bojenje dijelova kako bi se otkrili detalji ćelijske strukture. Ovakve metode su se stvarale i usavršavale u drugoj polovini 19. veka. Sam mikroskop je takođe poboljšan. Među važnim dostignućima u njegovom dizajnu su: iluminator smješten ispod stola za fokusiranje svjetlosnog snopa; apohromatsko sočivo za ispravljanje nesavršenosti boja koje iskrivljuju sliku; imerziono sočivo koje pruža oštriju sliku i povećanje od 1000 puta ili više.
Utvrđeno je i da bazične boje, kao što je hematoksilin, imaju afinitet prema sadržaju jezgra, dok kisele boje, kao što je eozin, boje citoplazmu; ovo zapažanje poslužilo je kao osnova za stvaranje različitih metoda kontrastnog ili diferencijalnog bojenja. Zahvaljujući ovim metodama i poboljšanim mikroskopima, postepeno su se akumulirale najvažnije informacije o strukturi ćelije, njenim specijalizovanim "organima" i raznim neživim inkluzijama, koje ćelija ili sama sintetiše ili apsorbuje izvana i akumulira.
Zakon genetskog kontinuiteta. Fundamentalno za dalji razvojćelijska teorija je imala koncept genetskog kontinuiteta ćelija. Jedno vrijeme, Schleiden je vjerovao da se ćelije formiraju kao rezultat svojevrsne kristalizacije iz ćelijske tekućine, a Schwann je otišao još dalje u ovom pogrešnom smjeru: po njegovom mišljenju, ćelije su nastale iz neke vrste tečnosti "blastema" koja se nalazi izvan ćelije.
Prvo su botaničari, a zatim i zoolozi (nakon razjašnjenja kontradikcija u podacima dobivenim proučavanjem određenih patoloških procesa) prepoznali da stanice nastaju samo kao rezultat diobe već postojećih stanica. Godine 1858. R. Virchow je formulisao zakon genetskog kontinuiteta u aforizmu "Omnis cellula e cellula" ("Svaka ćelija iz ćelije"). Kada je ustanovljena uloga jezgra u deobi ćelije, W. Flemming (1882) je parafrazirao ovaj aforizam, izjavljujući: "Omnis nucleus e nucleo" ("Svako jezgro iz jezgra"). Jedno od prvih važnih otkrića u proučavanju jezgre bilo je otkriće intenzivno obojenih filamenata u njemu, nazvanih hromatin. Kasnija istraživanja su pokazala da se tokom diobe ćelije te niti sklapaju u diskretna tijela – hromozome, da je broj hromozoma za svaku vrstu konstantan, a u procesu ćelijske diobe, odnosno mitoze, svaki hromozom se dijeli na dva, tako da svaka ćelija prima broj tipičan za ovu vrstu.hromozoma. Stoga se Virchowov aforizam može proširiti na hromozome (nosioce nasljednih osobina), budući da svaki od njih dolazi iz već postojećeg.
Godine 1865. ustanovljeno je da je muška reproduktivna ćelija (sperma, ili sperma) potpuna, iako visoko specijalizovana ćelija, a 10 godina kasnije, O. Hertwig je pratio put sperme u procesu oplodnje jajne ćelije. I konačno, 1884. godine E. van Beneden je pokazao da tokom formiranja i spermatozoida i jajne ćelije dolazi do modifikovane deobe ćelije (mejoze), usled čega dobijaju jedan set hromozoma umesto dva. Dakle, svaki zreli spermatozoid i svako zrelo jajne ćelije sadrže samo polovinu broja hromozoma u odnosu na ostale ćelije. dati organizam, a tokom oplodnje jednostavno dolazi do obnavljanja normalnog broja hromozoma. Kao rezultat toga, oplođeno jaje sadrži po jedan set hromozoma od svakog od roditelja, što je osnova za nasljeđivanje osobina i po očinskoj i po majčinoj liniji. Osim toga, oplodnja stimulira početak cijepanja jajeta i razvoj nove jedinke.
Ideja da hromozomi zadržavaju svoj identitet i održavaju genetski kontinuitet od jedne generacije ćelija do druge konačno je formirana 1885. (Rabl). Ubrzo je ustanovljeno da se hromozomi međusobno kvalitativno razlikuju po uticaju na razvoj (T. Boveri, 1888). Eksperimentalni podaci počeli su se pojavljivati i u prilog ranije izraženoj hipotezi V. Ru (1883), prema kojoj čak i pojedini dijelovi hromozoma utiču na razvoj, strukturu i funkcioniranje organizma.
Dakle, pred kraj 19.st. doneta su dva važna zaključka. Jedna je bila da je nasljeđe rezultat genetskog kontinuiteta ćelija koji se osigurava diobom ćelija. Drugi je da postoji mehanizam za prijenos nasljednih osobina, koji se nalazi u jezgri, odnosno u hromozomima. Utvrđeno je da zbog strogog longitudinalnog cijepanja hromozoma ćelije kćeri dobijaju potpuno istu (kvalitativno i kvantitativno) genetsku konstituciju kao izvorna ćelija iz koje su nastale.
Zakoni nasljedstva
Druga faza u razvoju citologije kao nauke obuhvata 1900–1935. Došlo je nakon što su 1900. godine ponovo otkriveni osnovni zakoni naslijeđa, koje je formulirao G. Mendel 1865. godine, ali nisu privukli pažnju i dugo su bili zaboravljeni. Citolozi su, iako su nastavili proučavati fiziologiju ćelije i njene organele kao što su centrosom, mitohondrije i Golgijev aparat, fokusirali se na strukturu hromozoma i njihovo ponašanje. Eksperimenti ukrštanja koji su sprovedeni u isto vrijeme brzo su povećali količinu znanja o načinima nasljeđivanja, što je dovelo do formiranja moderne genetike kao nauke. Kao rezultat toga, nastala je "hibridna" grana genetike - citogenetika.
Dostignuća savremene citologije
Nove metode, posebno elektronska mikroskopija, upotreba radioaktivnih izotopa i centrifugiranje velikom brzinom, koje su se pojavile nakon 1940-ih, omogućile su postizanje ogromnog napretka u proučavanju strukture ćelije. U razvoju jedinstvenog koncepta fizičko-hemijskih aspekata života, citologija se sve više približava drugim biološkim disciplinama. Istovremeno, njegove klasične metode, zasnovane na fiksiranju, bojenju i proučavanju ćelija pod mikroskopom, i dalje zadržavaju svoju praktičnu vrijednost.
Citološke metode se posebno koriste u oplemenjivanju biljaka za određivanje kromosomskog sastava biljnih stanica. Takve studije su od velike pomoći u planiranju eksperimentalnih križanja i evaluaciji dobijenih rezultata. Slična citološka analiza provodi se na ljudskim stanicama: omogućava vam da identificirate neke nasljedne bolesti povezane s promjenama u broju i obliku kromosoma. Takva analiza, u kombinaciji s biohemijskim testovima, koristi se, na primjer, u amniocentezi za dijagnosticiranje nasljednih defekata u fetusu.
Međutim, najvažnija primjena citoloških metoda u medicini je dijagnostika malignih neoplazmi. U ćelijama raka, posebno u njihovim jezgrima, javljaju se specifične promjene koje prepoznaju iskusni patolozi.
Citologija je prilično jednostavna i vrlo informativna metoda za skrining dijagnostiku različitih manifestacija papiloma virusa. Ovo istraživanje se provodi i na muškarcima i na ženama. Međutim, u većoj mjeri ova vrsta dijagnoze se provodi kod žena s različitim oboljenjima grlića maternice.
Rezultat studije direktno zavisi od tehnike uzorkovanja materijala za studiju. Kod žena se preporučuje uzimanje materijala sa površine vulve, vagine, grlića maternice pomoću lopatice, Volkmannove kašike ili univerzalne plastične sonde. Da biste dobili struganje epitela sa cervikalnog kanala, postoji mnogo četkica za vrat maternice. Postoje i sonde pomoću kojih možete istovremeno primati struganje iz endocerviksa i egzocerviksa. Ne bi bilo suvišno reći da studiju treba provesti nakon isključivanja bilo kakvih upalnih procesa. Prvo, sluz, vaginalni iscjedak uklanjaju se gazom, nakon čega se uzima materijal. Studija se može izvesti na bilo koji dan ciklusa, osim periovulatornog perioda i menstruacije. Osim toga, citološki pregled treba obaviti najkasnije 2 dana nakon posljednjeg spolnog odnosa, tijekom liječenja zaraznih i upalnih bolesti (posebno ako se koriste različiti antiseptici, vaginalni čepići i kreme, spermicidi), a također ne ranije od 48 sati nakon kolposkopije, pri čemu su korišteni zagrizni i Lugol rastvori.
Materijal se nanosi na staklo u ravnom sloju, nakon čega se fiksiraju, na primjer, mješavinom Nikiforova. Bojenje vrši Papanicolaou. Studija citoloških briseva obojenih na ovaj način smatra se referentnom i naziva se Papa test.
Pravilno obavljeno uzorkovanje materijala dovodi do činjenice da u uzorku za ispitivanje treba biti najmanje 8000 - 15000 ćelija.
Dijagnoza različitih stanja grlića materice, koja se procjenjuje citološkim pregledom, zasniva se na Pap klasifikaciji. Ona razlikuje:
1. 1. klasa su normalne epitelne ćelije.
2. 2. klasa predstavlja epitelne ćelije sa skoro normalnom strukturom, međutim postoji blagi porast jezgara i pojava metaplastičnog epitela.
3. 3. klasu karakterišu izražene promene ćelija u vidu uvećanih jezgara. Ovo stanje se naziva diskarioza.
4. 4. razred - vizualizacija ćelija kojima se može dodijeliti vrijednost atipije.
5. 5. klasa - to su tipične ćelije raka.
Međutim, Papanicolaou klasifikacija nema apsolutno tačne kriterije za dijagnosticiranje papiloma virusa, stoga u U poslednje vreme interpretacija rezultata je zasnovana na Bethesdinoj klasifikaciji. Na osnovu podataka citološke studije, u velikoj mjeri je određena liječnička taktika vođenja žena.
U sadašnjoj fazi uvodi se takozvana tečna citologija, a to je uzimanje uzoraka materijala u tečni konzervans. Nadalje, HPV tipizacija PCR-om i citologija se rade iz jednog uzorka.
Specifičan znak prisustva infekcije papiloma virusom tokom citološkog pregleda je određivanje koilocita. Koilociti su umiruće epitelne stanice koje imaju karakteristične promjene uzrokovane prisustvom humanog papiloma virusa u njima. Citološki, ovo je ćelija sa oksifilnim bojenjem. Oko jezgra postoji zona prosvjetljenja, u citoplazmi se nalaze mnoge vakuole koje sadrže virusne čestice. Na periferiji koilocita mogu biti citoplazmatske fibrile.
Cell- elementarna jedinica strukture i vitalne aktivnosti svih organizama (osim virusa, koji se često nazivaju nećelijskim oblicima života), koja ima svoj metabolizam, sposobna je za samostalno postojanje, samoreprodukciju i razvoj. Svi živi organizmi, poput višećelijskih životinja, biljaka i gljiva, sastoje se od mnogih ćelija, ili su, poput mnogih protozoa i bakterija, jednoćelijski organizmi.
Sva živa bića se sastoje od ćelija - malih šupljina zatvorenih membranom ispunjenih koncentrisanim vodenim rastvorom hemikalija. Ćelija je elementarna jedinica strukture i vitalne aktivnosti svih živih organizama (osim virusa, koji se često nazivaju nećelijskim oblicima života), koja ima svoj metabolizam, sposobna je za samostalno postojanje, samoreprodukciju i razvoj. Svi živi organizmi, poput višećelijskih životinja, biljaka i gljiva, sastoje se od mnogih ćelija, ili su, poput mnogih protozoa i bakterija, jednoćelijski organizmi. Grana biologije koja se bavi proučavanjem strukture i aktivnosti ćelija naziva se citologija. Vjeruje se da su svi organizmi i sve njihove sastavne ćelije evoluirale iz zajedničke pre-DNK ćelije. Dva glavna evoluciona procesa su:
1. slučajne promjene u genetskim informacijama koje se prenose sa organizma na njegove potomke;
2. odabir genetske informacije koja doprinosi opstanku i reprodukciji njenih nosilaca.
Teorija evolucije je centralno načelo biologije koje nam omogućava da shvatimo zapanjujuću raznolikost živog svijeta. Naravno, evolucijski pristup ima svoje opasnosti: velike praznine u našem znanju popunjavamo rasuđivanjem, čiji detalji mogu biti pogrešni.
Ali, što je još važnije, svaki moderni organizam sadrži informacije o znakovima živih organizama u prošlosti. Konkretno, trenutno postojeće biološke molekule omogućavaju procjenu evolucijskog puta, pokazujući fundamentalne sličnosti između najudaljenijih živih organizama i otkrivajući neke razlike među njima.
U početku, pod uticajem različitih prirodnih faktora (toplota, ultraljubičasto zračenje, električna pražnjenja), pojavila su se prva organska jedinjenja koja su služila kao materijal za izgradnju živih ćelija.
Čini se da je pojava prvih replikatorskih molekula bio ključni trenutak u istoriji razvoja života. Replikator je vrsta molekule koja je katalizator za sintezu vlastitih kopija ili šablona, što je primitivni analog reprodukcije u životinjskom svijetu. Od trenutno najčešćih molekula, DNK i RNK su replikatori. Na primjer, molekul DNK smješten u čašu s potrebnim komponentama spontano počinje stvarati vlastite kopije (iako mnogo sporije nego u ćeliji pod djelovanjem posebnih enzima).
Pojava molekula replikatora pokrenula je mehanizam hemijske (prebiološke) evolucije. Prvi subjekt evolucije najvjerovatnije je bio primitivan, sastojao se od samo nekoliko nukleotida, RNK molekula. Ovu fazu karakteriziraju (iako u vrlo primitivnom obliku) sve glavne karakteristike biološke evolucije: reprodukcija, mutacija, smrt, borba za opstanak i prirodna selekcija.
Hemijska evolucija je olakšana činjenicom da je RNK univerzalni molekul. Osim što je replikator (tj. nosilac nasljedne informacije), može obavljati funkcije enzima (na primjer, enzima koji ubrzavaju replikaciju ili enzima koji razgrađuju konkurentske molekule). U nekom trenutku evolucije, pojavili su se RNA enzimi koji kataliziraju sintezu molekula lipida (tj. masti). Molekuli lipida imaju jedno izvanredno svojstvo: oni su polarni i imaju linearnu strukturu, a debljina jednog od krajeva molekula je veća od debljine drugog. Stoga se molekuli lipida u suspenziji spontano sklapaju u ljuske koje su po obliku bliske sferičnom. Dakle, RNK koje sintetiziraju lipide mogle su se okružiti lipidnom ljuskom, što je značajno poboljšalo otpornost RNK na vanjske faktore.
Postupno povećanje dužine RNK dovelo je do pojave multifunkcionalnih RNA, čiji su pojedinačni fragmenti obavljali različite funkcije.
Prve ćelijske diobe su se očito dogodile pod utjecajem vanjskih faktora. Sinteza lipida unutar ćelije dovela je do povećanja njene veličine i gubitka čvrstoće, tako da se velika amorfna ljuska pod uticajem mehaničkih uticaja podelila na delove. Nakon toga se pojavio enzim koji regulira ovaj proces.
Svi ćelijski oblici života na Zemlji mogu se podijeliti u dva carstva na osnovu strukture njihovih sastavnih ćelija - prokariote (prenuklearne) i eukariote (nuklearne). Prokariotske ćelije su jednostavnije strukture, očigledno su nastale ranije u procesu evolucije. Eukariotske ćelije - složenije, nastale su kasnije. Ćelije koje čine ljudsko tijelo su eukariotske.
Unatoč raznolikosti oblika, organizacija ćelija svih živih organizama podliježe jedinstvenim strukturnim principima.
Živi sadržaj ćelije - protoplast - odvojen je od okoline plazma membranom ili plazmalemom. Unutar ćelije ispunjena je citoplazma, koja sadrži različite organele i ćelijske inkluzije, kao i genetski materijal u obliku molekule DNK. Svaki od organela ćelije obavlja svoju posebnu funkciju, a svi zajedno određuju vitalnu aktivnost ćelije kao cjeline.
- Prokariotska ćelija.
Struktura tipične prokariotske ćelije: kapsula, ćelijska stijenka, plazmalema, citoplazma, ribozomi, plazmid, pili, flagelum, nukleoid.
Prokarioti (od latinskog pro - prije, do i grčkog κάρῠον - jezgro, orah) - organizmi koji, za razliku od eukariota, nemaju formirano ćelijsko jezgro i druge organele unutrašnje membrane (s izuzetkom ravnih cisterni kod fotosintetskih vrsta, npr. kod cijanobakterija). Jedina velika kružna (kod nekih vrsta - linearna) dvolančana DNK molekula, koja sadrži glavni dio genetskog materijala ćelije (tzv. nukleoid) ne formira kompleks sa histonskim proteinima (tzv. kromatin). ). Prokarioti uključuju bakterije, uključujući cijanobakterije (plavo-zelene alge) i arheje. Potomci prokariotskih ćelija su organele eukariotskih ćelija - mitohondrije i plastidi.
- Eukariotska ćelija.
Eukarioti (eukarioti) (od grčkog ευ - dobar, potpuno i κάρῠον - jezgro, orah) su organizmi koji, za razliku od prokariota, imaju dobro oblikovano ćelijsko jezgro, odvojeno od citoplazme nuklearnom membranom. Genetski materijal je zatvoren u nekoliko linearnih dvolančanih molekula DNK (ovisno o vrsti organizama, njihov broj po jezgru može varirati od dvije do nekoliko stotina), pričvršćenih iznutra za membranu ćelijskog jezgra i formirajući se u ogromnoj većina (osim dinoflagelata) kompleks sa histonskim proteinima, nazvan hromatin. Eukariotske ćelije imaju sistem unutrašnjih membrana koje formiraju, pored jezgra, i niz drugih organela (endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat itd.). Osim toga, velika većina ima trajne intracelularne simbionte - prokariote - mitohondrije, a alge i biljke također imaju plastide.
Ćelijska teorija je jedna od univerzalno priznatih bioloških generalizacija koja potvrđuje jedinstvo principa građe i razvoja svijeta biljaka, životinja i drugih živih organizama sa ćelijskom strukturom, u kojoj se ćelija smatra zajedničkim strukturnim elementom živi organizmi.
- Opće informacije
Ćelijska teorija je fundamentalna teorija za opštu biologiju, formulisana sredinom 19. veka, koja je dala osnovu za razumevanje zakona živog sveta i za razvoj evolucione doktrine. Matthias Schleiden i Theodor Schwann formulirali su ćelijsku teoriju na osnovu mnogih studija o ćeliji (1838). Rudolf Virchow ga je kasnije (1858.) dopunio najvažnijom odredbom (svaka ćelija iz ćelije).
Schleiden i Schwann, sumirajući dostupna znanja o ćeliji, dokazali su da je stanica osnovna jedinica svakog organizma. Ćelije životinja, biljaka i bakterija imaju sličnu strukturu. Kasnije su ovi zaključci postali osnova za dokazivanje jedinstva organizama. T. Schwann i M. Schleiden uveli su temeljni koncept ćelije u nauku: nema života izvan ćelija.
- Osnovne odredbe ćelijske teorije:
1. Ćelija - elementarna jedinica živih bića, osnovna jedinica građe, funkcioniranja, razmnožavanja i razvoja svih živih organizama. Izvan ćelije nema života.
2. Ćelije svih jednoćelijskih i višećelijskih organizama imaju zajedničko porijeklo i slične su po strukturi i hemijskom sastavu, osnovnim manifestacijama vitalne aktivnosti i metabolizma.
3. Razmnožavanje ćelija se odvija kroz njihovu diobu. Nove ćelije uvijek nastaju iz prethodnih ćelija.
4. Ćelija je jedinica razvoja živog organizma.
- Dodatne odredbe ćelijske teorije.
Kako bi se ćelijska teorija potpunije uskladila s podacima moderne ćelijske biologije, lista njenih odredbi se često dopunjuje i proširuje. U mnogim izvorima ove dodatne odredbe se razlikuju, njihov skup je prilično proizvoljan.
1. Ćelije prokariota i eukariota su sistemi različitih nivoa složenosti i nisu potpuno homologni jedni drugima.
2. Osnova diobe ćelije i reprodukcije organizama je kopiranje nasljednih informacija – molekula nukleinske kiseline („svaki molekul od molekula“). Odredbe o genetskom kontinuitetu odnose se ne samo na ćeliju u cjelini, već i na neke njene manje komponente - na mitohondrije, hloroplaste, gene i hromozome.
3. Višećelijski organizam je novi sistem, složeni ansambl mnogih ćelija, ujedinjenih i integrisanih u sistem tkiva i organa, međusobno povezanih uz pomoć hemijskih faktora, humoralnih i nervnih (molekularna regulacija).
4. Višećelijske ćelije imaju genetske potencijale svih ćelija datog organizma, ekvivalentne su u genetskoj informaciji, ali se međusobno razlikuju po različitom radu različitih gena, što dovodi do njihove morfološke i funkcionalne raznolikosti – do diferencijacije.
XVII vijeka. 1665 - Engleski fizičar R. Hooke u svom djelu "Mikrografija" opisuje strukturu plute, na čijim je tankim dijelovima pronašao pravilno locirane praznine. Hooke je ove praznine nazvao "porama ili ćelijama". Prisustvo slične strukture bilo mu je poznato u nekim drugim dijelovima biljaka. 1670-ih - talijanski liječnik i prirodnjak M. Malpighi i engleski prirodnjak N. Gru opisali su različite biljne organe "vrećice ili vezikule" i pokazali široku rasprostranjenost ćelijske strukture u biljkama. Ćelije je na svojim crtežima prikazao holandski mikroskopista A. Leeuwenhoek. On je prvi otkrio svijet jednoćelijskih organizama - opisao je bakterije i cilijate.
Istraživači iz 17. stoljeća, koji su pokazali rasprostranjenost "ćelijske strukture" biljaka, nisu cijenili značaj otkrića ćelije. Zamišljali su ćelije kao praznine u neprekidnoj masi biljnih tkiva. Gr je smatrao ćelijske zidove kao vlakna, pa je uveo pojam "tkivo", po analogiji sa tekstilnom tkaninom. Studije mikroskopske strukture životinjskih organa bile su nasumične prirode i nisu pružile nikakva saznanja o njihovoj ćelijskoj strukturi.
- XVIII vijek. U 18. stoljeću učinjeni su prvi pokušaji da se uporedi mikrostruktura biljnih i životinjskih stanica. K.F. Wolf u svojoj Teoriji generiranja (1759) pokušava uporediti razvoj mikroskopske strukture biljaka i životinja. Prema Wolfu, embrion, kako kod biljaka tako i kod životinja, razvija se iz bezstrukturne supstance u kojoj pokreti stvaraju kanale (posude) i šupljine (ćelije). Činjenice koje je naveo Wolff pogrešno je protumačio i nisu dodale nova saznanja onome što je bilo poznato mikroskopistima iz sedamnaestog vijeka. Međutim, njegove teorijske ideje su u velikoj mjeri anticipirale ideje buduće ćelijske teorije.
- XIX vek. U prvoj četvrtini 19. stoljeća došlo je do značajnog produbljivanja ideja o ćelijskoj strukturi biljaka, što je povezano sa značajnim poboljšanjima u dizajnu mikroskopa (posebno stvaranjem akromatskih sočiva). Link i Moldenhower utvrđuju da biljne ćelije imaju nezavisne zidove. Ispostavilo se da je ćelija neka vrsta morfološki izolirane strukture. Godine 1831. Mol dokazuje da se čak i naizgled nećelijske biljne strukture, poput vodonosnika, razvijaju iz ćelija.
Meyen u "Fitotomiji" (1830) opisuje biljne ćelije koje su "ili usamljene, tako da je svaka ćelija zasebna jedinka, kao što se nalazi u algama i gljivama, ili se, formirajući bolje organizovane biljke, kombinuju u više i manje značajne mase ". Meyen naglašava nezavisnost metabolizma svake ćelije. Godine 1831. Robert Brown opisuje jezgro i sugerira da je to konstanta sastavni dio biljna ćelija.
Škola Purkinje. Godine 1801. Vigia je uveo koncept životinjskih tkiva, ali je izolovao tkiva na osnovu anatomske pripreme i nije koristio mikroskop. Razvoj ideja o mikroskopskoj građi životinjskih tkiva vezuje se prvenstveno za istraživanja Purkinjea, koji je osnovao svoju školu u Breslauu. Purkinje i njegovi učenici (posebno treba istaći G. Valentina) otkrili su u prvom i najopštijem obliku mikroskopsku građu tkiva i organa sisara (uključujući i čovjeka). Purkinje i Valentin su upoređivali pojedinačne biljne ćelije sa određenim mikroskopskim strukturama životinjskog tkiva, koje je Purkinje najčešće nazivao "sjeme" (za neke životinjske strukture se u njegovoj školi koristio termin "ćelija"). Godine 1837. Purkinje je iznio niz izvještaja u Pragu. U njima je izvijestio o svojim zapažanjima o strukturi želučanih žlijezda, nervni sistem itd. U tabeli priloženoj uz njegov izvještaj date su jasne slike nekih ćelija životinjskog tkiva. Međutim, Purkinje nije mogao uspostaviti homologiju biljnih i životinjskih ćelija. Purkinje je poredio biljne ćelije i životinjske "sjeme" u smislu analogije, a ne homologije ovih struktura (shvatajući pojmove "analogija" i "homologija" u modernom smislu).
Müllerova škola i Schwannovo djelo. Druga škola u kojoj se proučavala mikroskopska struktura životinjskih tkiva bila je laboratorija Johannesa Müllera u Berlinu. Müller je proučavao mikroskopsku strukturu dorzalne strune (akord); njegov učenik Henle objavio je studiju o crijevnom epitelu, u kojoj je dao opis njegovih različitih tipova i njihove ćelijske strukture. Ovdje su izvedene klasične studije Theodora Schwanna, koje su postavile temelje za ćelijsku teoriju. Švanov rad je bio pod jakim uticajem škole Purkinje i Henlea. Schwann je pronašao ispravan princip za poređenje biljnih stanica i elementarnih mikroskopskih struktura životinja. Schwann je uspio uspostaviti homologiju i dokazati podudarnost u strukturi i rastu elementarnih mikroskopskih struktura biljaka i životinja. Značaj jezgra u Schwannovoj ćeliji potaknut je istraživanjem Matije Šlajdena, koji je 1838. objavio djelo Materials on Phylogeny. Stoga se Schleiden često naziva koautorom ćelijske teorije. Osnovna ideja ćelijske teorije - korespondencija biljnih stanica i elementarnih struktura životinja - bila je strana Schleidenu. Formulirao je teoriju stvaranja novih ćelija iz bezstrukturne supstance, prema kojoj se prvo jezgro kondenzira iz najmanje granularnosti, a oko njega se formira jezgro koje je bivša stanica (citoblast). Međutim, ova teorija je bila zasnovana na netačnim činjenicama. Godine 1838. Schwann je objavio 3 preliminarna izvještaja, a 1839. godine pojavio se njegov klasični rad "Mikroskopske studije o korespondenciji u strukturi i rastu životinja i biljaka", u čijem je samom naslovu glavna ideja o ćeliji. teorija je izražena:
- Razvoj ćelijske teorije u drugoj polovini XIX veka. Od 1840-ih, proučavanje ćelije bilo je u centru pažnje sve biologije i brzo se razvijalo, pretvarajući se u samostalnu granu nauke - citologiju. Za dalji razvoj ćelijske teorije, njeno proširenje na protozoe, koje su prepoznate kao slobodno živeće ćelije, bilo je od suštinskog značaja (Siebold, 1848). U ovom trenutku se mijenja ideja o sastavu ćelije. Pojašnjava se sekundarni značaj ćelijske membrane, koja je ranije bila prepoznata kao najbitniji dio ćelije, a u prvi plan se stavlja značaj protoplazme (citoplazme) i ćelijskog jezgra, što je našlo svoj izraz u definiciji ćelija koju je dao M. Schulze 1861: Ćelija je grudva protoplazme sa jezgrom unutra. Godine 1861. Brucco iznosi teoriju o složenoj strukturi ćelije, koju definira kao "elementarni organizam", pojašnjava teoriju formiranja ćelije iz bezstrukturne supstance (citoblastema) koju su dalje razvili Schleiden i Schwann. Utvrđeno je da je metoda formiranja novih stanica dioba stanica, koju je Mole prvi proučavao na filamentoznim algama. U opovrgavanju teorije citoblastema na botaničkom materijalu značajnu su ulogu odigrale studije Negelija i N. I. Zhelea.
Podjelu ćelija tkiva kod životinja otkrio je 1841. Remarque. Pokazalo se da je fragmentacija blastomera niz uzastopnih podjela. Ideju o univerzalnom širenju stanične diobe kao načina formiranja novih stanica R. Virchow fiksira u obliku aforizma: Svaka ćelija je iz ćelije.
U razvoju ćelijske teorije u 19. veku javljaju se oštre kontradikcije koje odražavaju dualnu prirodu ćelijske teorije koja se razvila u okviru mehaničkog shvatanja prirode. Već kod Schwanna postoji pokušaj da se organizam posmatra kao zbir ćelija. Ovaj trend je posebno razvijen u Virchowovoj "ćelijskoj patologiji" (1858). Virchowov rad imao je dvosmislen utjecaj na razvoj ćelijske nauke:
- XX vek. Od druge polovine 19. veka, ćelijska teorija dobija sve više metafizički karakter, pojačan Vervornovom ćelijskom fiziologijom, koji je svaki fiziološki proces koji se odvija u telu smatrao prostim zbirom fizioloških manifestacija pojedinačnih ćelija. Na kraju ovog pravca razvoja ćelijske teorije pojavila se mehanička teorija „ćelijskog stanja“, kojoj je Haeckel, između ostalih, bio pristalica. Prema ovoj teoriji, tijelo se poredi sa državom, a njegove ćelije - sa građanima. Takva teorija je bila u suprotnosti sa principom integriteta organizma.
Tokom 1950-ih, sovjetski biolog O. B. Lepešinskaja, na osnovu podataka svog istraživanja, iznela je „novu ćelijsku teoriju“ za razliku od „virhovianizma“. Zasnovala se na ideji da se u ontogenezi ćelije mogu razviti iz neke nestanične žive supstance. Kritička provjera činjenica koje su O. B. Lepeshinskaya i njeni sljedbenici postavili kao osnovu teorije koju je ona iznijela, nije potvrdila podatke o razvoju ćelijskih jezgara iz "žive tvari" bez nuklearne energije.
- Moderna ćelijska teorija. Moderna ćelijska teorija polazi od činjenice da je ćelijska struktura glavni oblik postojanja života, svojstven svim živim organizmima, osim virusima. Poboljšanje stanične strukture bio je glavni pravac evolucijskog razvoja i kod biljaka i kod životinja, a ćelijska struktura je bila čvrsto držana u većini modernih organizama.
Integritet organizma rezultat je prirodnih, materijalnih odnosa koji su prilično dostupni za istraživanje i otkrivanje. Ćelije višećelijskog organizma nisu jedinke sposobne za samostalno postojanje (tzv. ćelijske kulture izvan organizma su umjetno stvoreni biološki sistemi). Po pravilu, samo one ćelije višećelijskih organizama koje daju nove jedinke (gamete, zigote ili spore) i koje se mogu smatrati zasebnim organizmima sposobne su za samostalan život. Ćelija se ne može otrgnuti od okoline (kao, uostalom, bilo koji živi sistem). Usmjeravanje cjelokupne pažnje na pojedinačne stanice neminovno vodi ka ujedinjenju i mehaničkom razumijevanju organizma kao zbira dijelova.
Pročišćena od mehanizma i dopunjena novim podacima, ćelijska teorija ostaje jedna od najvažnijih bioloških generalizacija.