ВЪВЕДЕНИЕ Цитологията е наука за клетките - елементарните звена на устройството, функционирането и възпроизводството на живата материя. Обектите на цитологичните изследвания са
Резюме на
Цитологията е наука за клетките - елементарните звена на устройството, функционирането и възпроизводството на живата материя. Обект на цитологично изследване са клетки на многоклетъчни организми, бактериални клетки и протозойни клетки. При многоклетъчните форми клетките са част от тъканите, тяхната жизнена дейност е подчинена на координиращото влияние на целия организъм. При бактериите и протозоите понятията "клетка" и "организъм" съвпадат; имаме право да говорим за клетки-организми, водещи самостоятелно съществуване.
По-голямата част от клетките не се виждат с просто око; следователно изследването на клетките е тясно свързано с развитието на микроскопските техники. Първите микроскопи са конструирани в началото на 17 век.
Клетките в коркови срезове са описани за първи път през 1665 г. Английският натуралист Робърт Хук, който използва подобрен модел на микроскоп, който е направил, за да ги наблюдава. Той видя, че цялото вещество на тапата се състои от голям брой малки отделения, ограничени от тънки диафрагми или кухини, пълни с въздух. Тези кухини, или клетки, той нарича "клетки" (от гръцки kytos - кухина). Терминът "клетка" се утвърди в биологията, въпреки факта, че Робърт Хук всъщност наблюдава не клетки, а само целулозни обвивки на растителни клетки и че клетките всъщност не са кухини.
Впоследствие клетъчната структура на много части от растенията е видяна и описана от М. Малпиги и Н. Гру, както и от А. Льовенхук.
Като цяло нивото на познания за клетката, постигнато през 17 век, остава почти непроменено до началото на 19 век. По това време съществуването на само една от частите на клетките, а именно целулозната мембрана на растителните клетки, която съставлява клетката на Хук или везикулата на Гру и Малпиги, е общопризнато. Вътрешното съдържание на тезикухините продължават да убягват от наблюдението на повечето изследователи.
През 1831 г. Р. Браун в "клетъчния сок" на орхидеите открива ядрото, което е един от най-важните постоянни компоненти на клетката. Концепцията за клетъчната структура на растенията в окончателния й вид е формулирана от М. Шлейден (1838 г.).
През 1839 г. T. Schwann разшири концепцията за клетъчната структура към животните, постулирайки, че клетките са елементарната структура на всички животински тъкани. Той също така установи, че клетките на животните и растенията са хомоложни по развитие и сходни по функционално значение и заключи, че "клетките са организми, а животните, както и растенията, са сбор от тези организми, подредени според определени закони". T. Schwann е първият, който използва термина клетъчна теория и неговите данни служат като убедителна обосновка за това. Той също така подчертава не само морфологичното, но и физиологичното значение на клетките и въвежда концепцията за клетъчния метаболизъм.
Клетъчната теория бързо се разпространи до протозоите, които започнаха да се разглеждат като животни, състоящи се от една клетка, а към средата на 19 век клетъчната теория започна да обхваща не само анатомията и физиологията, но и патологията на хората, животните и растенията.
По времето на възникването на клетъчната теория въпросът как се образуват клетките в тялото не е окончателно изяснен. M. Schleiden и T. Schwann вярват, че клетките в тялото възникват чрез неоплазма от първичната неклетъчна субстанция. Тази идея е опровергана от средата на 19 век, което е отразено в известния афоризъм на Р. Вирхов: "omnis cellula a cellula" (всяка клетка идва само от клетка). По-нататъшното развитие на цитологията напълно потвърди, че както животинските, така и растителните клетки възникват само вв резултат на деленето на предишни клетки и никога не възникват de novo - от "нежива" или "жива" материя.
През втората половина на XIX и началото на XXв. Бяха изяснени основните детайли на фината структура на клетката, което стана възможно благодарение на големи подобрения в микроскопа и техниката за микроскопиране на биологични обекти.
Успоредно с усъвършенстването на микроскопа бяха разработени оптимални методи за подготовка на биологични обекти за микроскопско изследване. Вместо да се наблюдават живи тъкани или тъкани в началните етапи на предсмъртни промени, изследванията започват да се извършват почти изключително върху фиксиран материал. В употреба бяха въведени такива широко известни фиксатори като хромова киселина (1850), пикринова киселина (1865), формалин и др., Както и сложни фиксатори, състоящи се от две или повече съставки.
За получаване на достатъчно тънки срезове бяха разработени методи за уплътняване на биологични обекти чрез изливането им в парафин, желатин, целоидин и др., И бяха създадени микротоми, които позволиха да се получат срезове с точно определена дебелина.
В началото на 20-ти век радикалното усъвършенстване на всички техники за микроскопия позволи на изследователите да открият основните клетъчни органели, да изяснят структурата на ядрото и моделите на клетъчно делене и да дешифрират механизмите на оплождане и узряване на зародишните клетки. През 1876г Клетъчният център е открит през 1894г. - митохондрии, през 1898г. - Апарат на Голджи.
Голям принос в развитието на теорията за клетката през втората половина на 19 - началото на 20 век. Домашни цитолози И. Д. Чистяков (описание на фазите на митотичното делене), И. Н. Горожанкин (изследване на цитологичните основи на оплождането при растенията) и особено С. Т. феномен на двойнототорене в растенията.
Напредъкът в изследването на клетката доведе до факта, че вниманието на биолозите все повече се концентрира върху клетката като основна структурна единица на живите организми. Ставаше все по-очевидно, че ключът към решаването на много фундаментални проблеми на биологията се крие в особеностите на структурата и функциите на клетката. В същото време изследването на клетката породи свои собствени проблеми, както методологични, така и теоретични. Всичко това доведе до края на XIX век. за обособяването на цитологията в независим клон на биологията.
Широкото използване на най-новите методи на физиката и химията доведе до напредъка, постигнат през последното десетилетие в развитието на основните области на цитологичните изследвания - в изучаването на структурата, функционирането и възпроизводството на клетката. Например, изследването на клетъчната морфология понастоящем се основава почти изцяло на използването на електронна микроскопия, с помощта на която са открити такива важни клетъчни органели като ендоплазмения ретикулум, рибозоми и лизозоми.
Прилагането на методите на молекулярната биология доведе до откриването на ролята на ДНК като носител на наследствена информация в клетката и до декодирането на генетичния код. Благодарение на молекулярно-генетичните и биохимични методи за анализ са изяснени основните етапи на синтеза на протеини в клетката.
Само един постулат от клетъчната теория се оказа опроверган. Откриването на вирусите показа, че твърдението "няма живот извън клетките" е погрешно. Въпреки че вирусите, подобно на клетките, се състоят от два основни компонента - нуклеинова киселина и протеин, структурата на вирусите и клетките е рязко различна, което не ни позволява да разглеждаме вирусите като клетъчна форма на организация на материята. Вирусите не са способни самостоятелно да синтезират компоненти от собствената си структура - нуклеинови киселини и протеини - и тяхното възпроизвеждане е възможно само при използване наензимни системи на клетките. Следователно вирусът не е елементарна единица на живата материя.
Значението на клетката като елементарна структура и функция на живите същества, като център на основните биохимични реакции, протичащи в тялото, като носител на материалните основи на наследствеността прави цитологията най-важната общобиологична дисциплина.
Клетъчната наука - цитология, изучава структурата и химичния състав на клетките, функциите на вътреклетъчните структури, размножаването и развитието на клетките, адаптирането към условията на околната среда. Това е комплексна наука, свързана с химията, физиката, математиката и други биологични науки. Клетката е най-малката единица на живота, която е в основата на устройството и развитието на растителните и животинските организми на нашата планета. Това е елементарна жива система, способна на самообновяване, саморегулация, самовъзпроизвеждане. Но в природата няма универсална клетка: мозъчната клетка е толкова различна от мускулната клетка, колкото и от всеки едноклетъчен организъм. Разликата надхвърля архитектурата – различна е не само структурата на клетките, но и техните функции.
И все пак можете да говорите за клетки в колективно понятие. В средата на 19 век, въз основа на вече многобройни знания за клетката, Т. Шван формулира клетъчната теория (1838 г.). Той обобщи съществуващите знания за клетката и показа, че клетката е основната структурна единица на всички живи организми, че клетките на растенията и животните са сходни по структура. Тези разпоредби бяха най-важното доказателство за единството на произхода на всички живи организми, единството на целия органичен свят. Т. Шван въведе в науката правилното разбиране на клетката като самостоятелна единица на живота, най-малката единица на живота: извън клетката няма живот.
Клетъчната теория е едно от изключителните обобщениябиология от миналия век, която осигури основата за материалистичен подход към разбирането на живота, към разкриването на еволюционните връзки между организмите.
Клетъчната теория е доразвита в трудовете на учените през втората половина на 19 век. Открито е клетъчното делене и е формулирана позицията, че всяка нова клетка произлиза от същата оригинална клетка чрез разделянето й (Rudolf Virchow, 1858). Карл Баер открива яйцеклетката на бозайниците и установява, че всички многоклетъчни организми започват своето развитие от една клетка и тази клетка е зиготата. Това откритие показа, че клетката е не само структурна единица, но и единица на развитие на всички живи организми.
Клетъчната теория е запазила своето значение и в наши дни. Той е многократно тестван и допълван от множество материали за структурата, функциите, химичния състав, размножаването и развитието на клетките на различни организми.
Съвременната клетъчна теория включва следните разпоредби:
è Клетката е основната единица на структурата и развитието на всички живи организми, най-малката единица живи същества;
è Клетките на всички едноклетъчни и многоклетъчни организми са сходни (хомоложни) по своята структура, химичен състав, основни прояви на жизнената дейност и метаболизма;
è Размножаването на клетките става чрез тяхното делене, като всяка нова клетка се образува в резултат на деленето на първоначалната (майчината) клетка;
è В сложните многоклетъчни организми клетките са специализирани според тяхната функция и образуват тъкани; тъканите се състоят от органи, които са тясно свързани помежду си и са обект на нервна и хуморална система за регулиране.
Общите характеристики ни позволяват да говорим за клетка като цяло, което означава някаква средна типична клетка. Всички нейни атрибути са абсолютно реални обекти,лесно видими в електронен микроскоп. Вярно е, че тези качества са се променили - заедно със силата на микроскопите. В диаграма на клетка, създадена през 1922 г. с помощта на светлинен микроскоп, има само четири вътрешни структури; от 1965 г. насам, въз основа на данни от електронна микроскопия, вече сме начертали поне седем структури. Освен това, ако схемата от 1922 г. приличаше повече на абстракционистка картина, тогава съвременната схема би направила чест на художника реалист.
Нека разгледаме по-отблизо тази снимка, за да разгледаме по-добре отделните й детайли.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: