V polovině 19. století vznikla buněčná teorie Schwanna a Schleidena. Němečtí biologové dokázali, že buňka je základem živého organismu a život nemůže existovat mimo buňku.

Příběh

Objev buňky v roce 1665 Robertem Hookem znamenal začátek studia mikrokosmu. V 70. letech 17. století přírodovědci Marcello Malpighi a Nehemiah Grew popsali „vaky nebo váčky“ nalezené v rostlinách.

Nizozemský přírodovědec Antonie van Leeuwenhoek navrhl a vylepšil mikroskopy a počínaje rokem 1673 publikoval náčrtky prvoků, bakterií, spermií a červených krvinek.

Mikroskopy 17.-18. století mohly poskytnout pouze obecnou představu o buňce. To však stačilo k položení základu pro novou vědu – cytologii.

Další historie studia buněk je spojena s rozvojem nejen biologických věd, ale také nových technologií, které pomohly podrobně studovat strukturu a chování buňky. Ke skutečnému uznání cytologie došlo na počátku 19. století.
Několik významných dat na cestě k vytvoření buněčné teorie:

• 1825 – fyziolog Jan Purkinė objevil jádro ve slepičím vejci;
• 1828 - biolog Karl Baer objevil a popsal lidské vejce jako zdroj rozvoje nového života;
• 1830 – botanik Franz Meyen popisuje buňku jako samostatnou strukturu, ve které probíhá metabolismus;
• 1831 - botanik Robert Brown podrobně popsal jádro a zjistil, že je nezbytnou součástí každé buňky;
• 1838 – botanik Matthias Schleiden zjistil, že všechna rostlinná pletiva se skládají z buněk;
• 1839 – biolog Theodor Schwann zjistil, že organismy se skládají z buněk, které mají podobnou strukturu;
• 1855 – lékař Rudolf Virchow zjistil, že se buňky dělí.

Schwann je považován za autora buněčné teorie. Pod vlivem děl Schleidena (proto je považován za spoluautora) formuloval základní principy buněčné teorie, které platí dodnes. Na konci 19. století byla objevena mitóza a meióza a byla rozšířena buněčná teorie, která získala vědecké uznání.

TOP 2 článkykteří spolu s tím čtou

Rýže. 1. Theodor Schwann.

Ačkoli Schleiden je Schwannovou inspirací, předložil mylnou teorii, že z jádra se vynoří nová buňka. Schleiden také nerozpoznal shodu mezi rostlinnými a živočišnými buňkami.

Ustanovení

Hlavním bodem buněčné teorie je, že všechny živé bytosti se skládají z podobných buněk. S rozvojem vědy byla Schwannova ustanovení doplňována a a moderní buněčná teorie:

• buňky jsou morfologickou a funkční jednotkou struktury organismů (s výjimkou virů);
• všechny buňky jsou podobné (homologní) ve struktuře a chemickém složení;
• buňky jsou schopny metabolismu a samoregulace díky práci organel;
• buňky se dělí výhradně štěpením;
• Buňky mnohobuněčných organismů se specializují na funkce, které vykonávají, a jsou spojeny do tkání a orgánů.

Rýže. 2. Buňky rostlin, bakterií, živočichů.

Viry jsou nebuněčné formy života. Vlastnosti živých organismů se však projeví až po průniku do buňky.

Význam

Ustanovení buněčné teorie mají velký význam pro evoluční učení. Buňka jako strukturální jednotka všeho živého sjednocuje biosféru a potvrzuje společný původ živých bytostí.

Význam vytvoření buněčné teorie je důležitý pro rozvoj medicíny, selekce, genetiky a formování nových věd:

• biochemie;
• molekulární biologie;
• biofyzika;
• bioetika;
• bioinformatika.

Moderní cytologické metody umožňují zkoumat řez prvokových řasinek, sledovat procesy probíhající v buňce a vytvářet modely organel a molekul.

4.5. Celkem obdržených hodnocení: 170.

Buňka- základní jednotka stavby a životně důležité činnosti všech organismů (kromě virů, které jsou často označovány jako nebuněčné formy života), mající vlastní metabolismus, schopnou samostatné existence, sebereprodukce a vývoje. Všechny živé organismy se buď, jako mnohobuněční živočichové, rostliny a houby, skládají z mnoha buněk, nebo jako mnoho prvoků a bakterií jsou jednobuněčné organismy.

Všechno živé se skládá z buněk – malých, membránou uzavřených dutinek naplněných koncentrovaným vodným roztokem chemikálií. Buňka je základní jednotka struktury a životně důležité činnosti všech živých organismů (s výjimkou virů, které jsou často označovány jako nebuněčné formy života), mající vlastní metabolismus, schopnou samostatné existence, sebereprodukce a vývoje. Všechny živé organismy se buď, jako mnohobuněční živočichové, rostliny a houby, skládají z mnoha buněk, nebo jako mnoho prvoků a bakterií jsou jednobuněčné organismy. Obor biologie, který studuje strukturu a fungování buněk, se nazývá cytologie. Předpokládá se, že všechny organismy a všechny jejich základní buňky se vyvinuly ze společné pre-DNA buňky. Dva hlavní procesy evoluce jsou:
1. náhodné změny genetické informace přenášené z organismu na jeho potomky;
2. výběr genetické informace, která podporuje přežití a reprodukci jejích nositelů.
Evoluční teorie je ústředním principem biologie, který nám umožňuje pochopit úžasnou rozmanitost živého světa. Evoluční přístup má přirozeně svá nebezpečí: velké mezery ve znalostech vyplňujeme uvažováním, jehož detaily mohou být chybné.
Ale co je důležitější, každý moderní organismus obsahuje informace o vlastnostech živých organismů v minulosti. Zejména existující biologické molekuly poskytují vhled do evoluční cesty tím, že demonstrují základní podobnosti mezi nejvzdálenějšími živými organismy a odhalují některé rozdíly mezi nimi.

Zpočátku se pod vlivem různých přírodních faktorů (teplo, ultrafialové záření, elektrické výboje) objevily první organické sloučeniny, které sloužily jako materiál pro stavbu živých buněk.
Klíčovým momentem v historii vývoje života bylo zřejmě objevení se prvních replikátorových molekul. Replikátor je druh molekuly, která je katalyzátorem pro syntézu vlastních kopií nebo matric, což je primitivní analogie reprodukce ve světě zvířat. Z aktuálně nejběžnějších molekul jsou replikátory DNA a RNA. Například molekula DNA umístěná ve sklenici s potřebnými složkami začne spontánně vytvářet vlastní kopie (byť mnohem pomaleji než v buňce pod vlivem speciálních enzymů).
Objevení se molekul replikátorů spustilo mechanismus chemické (prebiologické) evoluce. Prvními předměty evoluce byly s největší pravděpodobností primitivní molekuly RNA, skládající se pouze z několika nukleotidů. Toto stadium je charakterizováno (byť ve velmi primitivní podobě) všemi hlavními rysy biologické evoluce: reprodukce, mutace, smrt, boj o přežití a přirozený výběr.
Chemická evoluce byla usnadněna skutečností, že RNA je univerzální molekula. Kromě toho, že je replikátorem (tedy nositelem dědičné informace), může plnit funkce enzymů (například enzymů urychlujících replikaci nebo enzymů degradujících konkurenční molekuly). V určité fázi evoluce vznikly enzymy RNA, které katalyzují syntézu molekul lipidů (tj. tuků). Molekuly lipidů mají jednu pozoruhodnou vlastnost: jsou polární a mají lineární strukturu, přičemž tloušťka jednoho konce molekuly je větší než tloušťka druhého. Proto se molekuly lipidů v suspenzi spontánně skládají do slupek, které jsou svým tvarem blízké kulovitému tvaru. Takže RNA, které syntetizují lipidy, se dokázaly obklopit lipidovým obalem, což výrazně zlepšilo odolnost RNA vůči vnějším faktorům.
Postupné zvyšování délky RNA vedlo ke vzniku multifunkčních RNA, jejichž jednotlivé fragmenty plnily různé funkce.
K prvním buněčným dělením došlo zřejmě pod vlivem vnějších faktorů. Syntéza lipidů uvnitř buňky vedla ke zvětšení její velikosti a ke ztrátě pevnosti, takže velká amorfní membrána byla vlivem mechanického namáhání rozdělena na části. Následně se objevil enzym, který tento proces reguloval.

Všechny buněčné formy života na Zemi lze rozdělit do dvou superříší na základě struktury jejich základních buněk – prokaryota (prenukleární) a eukaryota (jaderná). Prokaryotické buňky mají jednodušší strukturu, zjevně vznikly dříve v procesu evoluce. Eukaryotické buňky jsou složitější a vznikly později. Buňky, které tvoří lidské tělo, jsou eukaryotické.
Navzdory rozmanitosti forem podléhá organizace buněk všech živých organismů společným strukturálním principům.
Živý obsah buňky – protoplast – je od okolí oddělen plazmatickou membránou neboli plazmalemou. Uvnitř buňky je vyplněna cytoplazma, ve které jsou umístěny různé organely a buněčné inkluze, a také genetický materiál ve formě molekuly DNA. Každá z buněčných organel plní svou vlastní speciální funkci a všechny společně určují životně důležitou aktivitu buňky jako celku.
- Prokaryotická buňka.
Struktura typické prokaryotické buňky: pouzdro, buněčná stěna, plazmalema, cytoplazma, ribozomy, plazmid, pili, bičík, nukleoid.
Prokaryota (z latiny pro - před, před a řec. κάρῠον - jádro, ořech) jsou organismy, které na rozdíl od eukaryot nemají vytvořené buněčné jádro a další vnitřní membránové organely (s výjimkou plochých nádrží u fotosyntetických druhů, např. sinice). Jediná velká kruhová (u některých druhů lineární) dvouvláknová molekula DNA, která obsahuje převážnou část genetického materiálu buňky (tzv. nukleoid), netvoří komplex s histonovými proteiny (tzv. chromatinem). ). Prokaryota zahrnují bakterie, včetně cyanobakterií (modrozelené řasy) a archaea. Potomky prokaryotických buněk jsou organely eukaryotických buněk – mitochondrie a plastidy.
- Eukaryotická buňka.
Eukaryota (eukaryota) (z řeckého ευ - dobrý, úplně a κάρῠον - jádro, ořech) jsou organismy, které mají na rozdíl od prokaryot vytvořené buněčné jádro, ohraničené od cytoplazmy jadernou membránou. Genetický materiál je obsažen v několika lineárních dvouvláknových molekulách DNA (v závislosti na typu organismu se jejich počet na jádro může pohybovat od dvou do několika stovek), připojených zevnitř k membráně buněčného jádra a tvořících se v rozsáhlém většina (kromě dinoflagelátů) komplex s histonovými proteiny zvaný chromatin. Eukaryotické buňky mají systém vnitřních membrán, které kromě jádra tvoří řadu dalších organel (endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát aj.). Naprostá většina má navíc trvalé intracelulární symbionty – prokaryota – mitochondrie a řasy a rostliny mají také plastidy.

Buněčná teorie je jedním z obecně uznávaných biologických zobecnění, které prosazuje jednotu principu struktury a vývoje světa rostlin, zvířat a dalších živých organismů s buněčnou strukturou, v níž je buňka považována za společný strukturální prvek žijící organismy.
- Obecná informace
Buněčná teorie je základní teorií pro obecnou biologii, formulovanou v polovině 19. století, která poskytla základ pro pochopení zákonitostí živého světa a pro rozvoj evolučního učení. Matthias Schleiden a Theodor Schwann formulovali buněčnou teorii založenou na mnoha studiích o buňce (1838). Rudolf Virchow ji později (1858) doplnil o nejdůležitější postavení (každá cela je z cely).
Schleiden a Schwann, shrnující dosavadní poznatky o buňce, dokázali, že buňka je základní jednotkou každého organismu. Živočišné, rostlinné a bakteriální buňky mají podobnou strukturu. Později se tyto závěry staly základem pro prokázání jednoty organismů. T. Schwann a M. Schleiden zavedli do vědy základní koncept buňky: mimo buňky neexistuje život.
- Základní principy buněčné teorie:
1. Buňka je elementární jednotka živých věcí, základní jednotka stavby, fungování, rozmnožování a vývoje všech živých organismů. Mimo celu není žádný život.
2. Buňky všech jednobuněčných i mnohobuněčných organismů mají společný původ a jsou si podobné svou stavbou a chemickým složením, hlavními projevy životní činnosti a metabolismu.
3. Rozmnožování buněk probíhá dělením buněk. Nové buňky vždy vznikají z předchozích buněk.
4. Buňka je vývojová jednotka živého organismu.
- Další ustanovení buněčné teorie.
Aby byla buněčná teorie zcela v souladu s daty moderní buněčné biologie, je seznam jejích ustanovení často doplňován a rozšiřován. V mnoha zdrojích se tato dodatečná ustanovení liší, jejich soubor je zcela libovolný.
1. Buňky prokaryot a eukaryot jsou systémy různé úrovně složitosti a nejsou navzájem zcela homologní.
2. Základem buněčného dělení a rozmnožování organismů je kopírování dědičné informace – molekul nukleových kyselin („každá molekula molekuly“). Koncept genetické kontinuity platí nejen pro buňku jako celek, ale i pro některé její menší součásti – mitochondrie, chloroplasty, geny a chromozomy.
3. Mnohobuněčný organismus je nový systém, komplexní soubor mnoha buněk, sjednocených a integrovaných v systému tkání a orgánů, vzájemně propojených prostřednictvím chemických faktorů, humorálních a nervových (molekulární regulace).
4. Mnohobuněčné buňky mají genetický potenciál všech buněk daného organismu, jsou ekvivalentní v genetické informaci, ale liší se od sebe odlišným fungováním různých genů, což vede k jejich morfologické a funkční rozmanitosti – diferenciaci.

17. století 1665 - Anglický fyzik R. Hooke ve své práci „Mikrografie“ popisuje strukturu korku, na jehož tenkých úsecích našel správně umístěné dutiny. Hooke nazval tyto dutiny „póry nebo buňky“. Přítomnost podobné struktury mu byla známa i v některých jiných částech rostlin. 70. léta 17. století – Italský lékař a přírodovědec M. Malpighi a anglický přírodovědec N. Grew popsali různé rostlinné orgány jako „vaky nebo váčky“ a ukázali rozšířené rozložení buněčné struktury v rostlinách. Buňky na svých kresbách znázornil holandský mikroskop A. Leeuwenhoek. Jako první objevil svět jednobuněčných organismů – popsal bakterie a nálevníky.
Badatelé 17. století, kteří prokázali převahu „buněčné struktury“ rostlin, nedocenili význam objevu buňky. Představovali si buňky jako dutiny v souvislé mase rostlinné tkáně. Grew pohlížel na buněčné stěny jako na vlákna, a tak vymyslel termín „tkáň“, analogicky s textilií. Studie mikroskopické stavby živočišných orgánů byly náhodné a neposkytly žádné poznatky o jejich buněčné struktuře.
- XVIII století. V 18. století došlo k prvním pokusům o srovnání mikrostruktury rostlinných a živočišných buněk. K.F. Wolf se ve svém díle „Theory of Generation“ (1759) pokouší porovnat vývoj mikroskopické stavby rostlin a živočichů. Podle Wolfa se embryo, jak u rostlin, tak u zvířat, vyvíjí z látky bez struktury, v níž pohyby vytvářejí kanály (cévy) a dutiny (buňky). Wolffem citovaná faktická data byla jím chybně interpretována a nepřidávala nové poznatky k tomu, co znali mikroskopisté 17. století. Jeho teoretické myšlenky však do značné míry předjímaly myšlenky budoucí buněčné teorie.
- XIX století. V první čtvrtině 19. století došlo k výraznému prohloubení představ o buněčné stavbě rostlin, což souviselo s výrazným zlepšením konstrukce mikroskopu (zejména vytvořením achromatických čoček). Link a Moldnhower prokázali přítomnost nezávislých stěn v rostlinných buňkách. Ukazuje se, že buňka je určitou morfologicky samostatnou strukturou. V roce 1831 Mole dokázal, že i zdánlivě nebuněčné struktury rostlin, jako jsou vodonosné vrstvy, se vyvíjejí z buněk.
Meyen ve „Fytotomii“ (1830) popisuje rostlinné buňky, které „jsou buď osamocené, takže každá buňka představuje zvláštního jedince, jak se vyskytuje u řas a hub, nebo tvoří více organizované rostliny a jsou spojeny do více či méně významných masy". Meyen zdůrazňuje nezávislost metabolismu každé buňky. V roce 1831 Robert Brown popisuje jádro a naznačuje, že je trvalou součástí rostlinné buňky.
Purkyňova škola. V roce 1801 představil Vigia koncept živočišné tkáně, ale izoloval tkáň na základě anatomické pitvy a nepoužil mikroskop. Rozvoj představ o mikroskopické stavbě živočišných tkání je spojen především s výzkumem Purkyně, který založil svou školu v Breslau. Purkyň a jeho studenti (zejména G. Valentina je třeba vyzdvihnout) odhalili v první a nejobecnější podobě mikroskopickou stavbu tkání a orgánů savců (včetně člověka). Purkyň a Valentin porovnávali jednotlivé rostlinné buňky s jednotlivými mikroskopickými tkáňovými strukturami živočichů, kterým Purkyně nejčastěji říkal „zrna“ (pro některé živočišné struktury jeho škola používala termín „buňka“). V roce 1837 podal Purkyň v Praze řadu zpráv. V nich referoval o svých pozorováních o stavbě žaludečních žláz, nervové soustavě atd. Tabulka připojená k jeho zprávě poskytla jasné obrazy některých buněk živočišných tkání. Purkyňovi se však nepodařilo prokázat homologii rostlinných a živočišných buněk. Purkyně provedl srovnání rostlinných buněk a živočišných „zrn“ z hlediska analogie, nikoli homologie těchto struktur (chápání termínů „analogie“ a „homologie“ v moderním smyslu).
Müllerova škola a Schwannova práce. Druhou školou, kde se zkoumala mikroskopická stavba živočišných tkání, byla laboratoř Johannese Müllera v Berlíně. Müller studoval mikroskopickou strukturu hřbetní struny (notochord); jeho student Henle publikoval studii o střevním epitelu, ve které popsal jeho různé typy a jejich buněčnou strukturu. Byl zde proveden klasický výzkum Theodora Schwanna, který položil základy buněčné teorie. Schwannovo dílo bylo silně ovlivněno Purkyňovou a Henleho školou. Schwann našel správný princip pro porovnávání rostlinných buněk a elementárních mikroskopických struktur živočichů. Schwann byl schopen stanovit homologii a prokázat shodu ve struktuře a růstu elementárních mikroskopických struktur rostlin a živočichů. Význam jádra ve Schwannově buňce podnítil výzkum Matthiase Schleidena, který v roce 1838 publikoval svou práci „Materials on Phylogeny“. Proto je Schleiden často nazýván spoluautorem buněčné teorie. Základní myšlenka buněčné teorie - korespondence rostlinných buněk a elementárních struktur zvířat - byla Schleidenovi cizí. Zformuloval teorii vzniku nových buněk z látky bez struktury, podle níž se nejprve z nejmenší zrnitosti zkondenzuje jadérko a kolem něj se vytvoří jádro, které je tvůrcem buňky (cytoblast). Tato teorie však byla založena na nesprávných faktech. V roce 1838 vydal Schwann 3 předběžné zprávy a v roce 1839 se objevila jeho klasická práce „Mikroskopické studie o korespondenci ve struktuře a růstu zvířat a rostlin“, jejíž samotný název vyjadřuje hlavní myšlenku buněčné teorie:
- Rozvoj buněčné teorie ve 2. polovině 19. století. Od 40. let 19. století se studium buňky stalo středem pozornosti celé biologie a rychle se rozvíjelo a stalo se samostatným vědním oborem – cytologií. Pro další rozvoj buněčné teorie bylo zásadní její rozšíření na prvoky, kteří byli uznáváni jako volně žijící buňky (Siebold, 1848). V této době se mění představa o složení buňky. Je objasněn druhotný význam buněčné membrány, která byla dříve uznávána jako nejpodstatnější část buňky, a do popředí je uveden význam protoplazmy (cytoplazmy) a buněčného jádra, který je vyjádřen v definici buňka podaná M. Schulzem v roce 1861: Buňka je hrouda protoplazmy s jádrem obsaženým uvnitř. V roce 1861 předložil Brücko teorii o složité struktuře buňky, kterou definuje jako „elementární organismus“, a dále objasnil teorii tvorby buněk z látky bez struktury (cytoblastém), kterou vyvinuli Schleiden a Schwann. Bylo zjištěno, že metodou vzniku nových buněk je buněčné dělení, které jako první studoval Mohl na vláknitých řasách. Studie Negeliho a N. I. Zheleho sehrály hlavní roli ve vyvrácení teorie cytoblastému pomocí botanického materiálu.
Dělení tkáňových buněk u zvířat objevil v roce 1841 Remarque. Ukázalo se, že fragmentace blastomer je sérií postupných dělení. Myšlenka univerzální distribuce buněčného dělení jako způsobu tvorby nových buněk je zakotvena R. Virchowem ve formě aforismu: Každá buňka je z buňky.
Ve vývoji buněčné teorie v 19. století prudce vyvstaly rozpory odrážející dvojí povahu buněčné teorie, která se rozvíjela v rámci mechanistického pohledu na přírodu. Již u Schwanna existuje pokus považovat organismus za souhrn buněk. Tato tendence dostává zvláštní vývoj ve Virchowově „Cellular Pathology“ (1858). Virchowovy práce měly kontroverzní dopad na vývoj buněčné vědy:
- XX století. Od druhé poloviny 19. století získává buněčná teorie stále více metafyzický charakter, posílený Verwornovou „buněčnou fyziologií“, která považovala jakýkoli fyziologický proces probíhající v těle za prostý součet fyziologických projevů jednotlivých buněk. Na konci této vývojové linie buněčné teorie se objevila mechanistická teorie „buněčného stavu“, kterou podporoval mimo jiné i Haeckel. Podle této teorie je tělo přirovnáváno ke státu a jeho buňky k občanům. Taková teorie odporovala principu celistvosti organismu.
V padesátých letech minulého století sovětská bioložka O. B. Lepeshinskaya na základě svých výzkumných dat předložila „teorii nové buňky“ na rozdíl od „vierchowianismu“. Vycházel z myšlenky, že v ontogenezi se buňky mohou vyvinout z nějaké nebuněčné živé látky. Kritické ověření faktů, které O. B. Lepeshinskaya a její přívrženci uvedli jako základ pro teorii, kterou předložila, nepotvrdilo údaje o vývoji buněčných jader z bezjaderné „živé hmoty“.
- Moderní buněčná teorie. Moderní buněčná teorie vychází ze skutečnosti, že buněčná struktura je nejdůležitější formou existence života, která je vlastní všem živým organismům kromě virů. Zlepšení buněčné struktury bylo hlavním směrem evolučního vývoje u rostlin i zvířat a buněčná struktura je pevně zachována ve většině moderních organismů.

Integrita organismu je výsledkem přirozených, materiálních vztahů, které jsou zcela přístupné výzkumu a objevům. Buňky mnohobuněčného organismu nejsou jedinci schopní samostatné existence (tzv. buněčné kultury mimo tělo jsou uměle vytvořené biologické systémy). Samostatné existence jsou zpravidla schopny pouze ty mnohobuněčné buňky, které dávají vzniknout novým jedincům (gamety, zygoty nebo spory) a lze je považovat za samostatné organismy. Buňku nelze oddělit od jejího prostředí (jako ostatně všechny živé systémy). Soustředění veškeré pozornosti na jednotlivé buňky nevyhnutelně vede ke sjednocení a mechanistickému chápání organismu jako souhrnu částí.
Buněčná teorie, zbavená mechanismů a doplněná o nová data, zůstává jednou z nejdůležitějších biologických zobecnění.

Buněčná teorie - jedno z nejdůležitějších biologických zobecnění, podle kterého mají všechny organismy buněčnou strukturu. Buněčnou strukturu poprvé pozoroval R. Hooke (1665) u rostlin.

N. Grew (1682) věřil, že buněčné stěny byly tvořeny prokládáním vláken, jako jsou textilie (tkanina).

Jádro v rostlinné buňce popsal R. Brown (1831), ale teprve M. Schleiden v roce 1838 učinil první kroky k odhalení a pochopení jeho role.

Hlavní zásluhu na formulaci buněčné teorie má T. Schwann (1839), který použil vlastní data a výsledky Schleidena, J. Purkyně a dalších vědců. Porovnáním tkáňových struktur zvířat a rostlin poukázal na společný princip buněčné struktury a růstu pro ně. Nicméně, Schwann, stejně jako Schleiden, věřil, že hlavní role v buňce patřípožírá skořápku a jádro. Vytvořili tzv. buněčnou teorii. Jeho podstata spočívala v konečném uznání skutečnosti, že všechny organismy, rostlinné i živočišné, od nejnižších až po ty nejorganizovanější, se skládají z buněk.

V roce 1839 T. Schwann formuloval hlavní principy buněčné teorie:

1. Všechny organismy se skládají z identických částí – buněk; vznikají a rostou podle stejných zákonů.

2. Obecným principem vývoje elementárních částí těla je tvorba buněk.

3. Každá buňka v určitých hranicích je jednotlivec, jakýsi nezávislý celek. Ale tyto buňky tvoří tkáně.

4. Procesy probíhající v rostlinných buňkách lze redukovat na následující:

a) vznik nových buněk;

b) zvětšení velikosti buněk;

PROTI) ztluštění buněčné stěny.

M. Schleiden a T. Schwann se mylně domnívali, že buňky v těle vznikají novotvorbou z primární nebuněčné látky. Tuto myšlenku vyvrátil vynikající německý vědec R. Virchow.

Formuloval (1859) jedno z nejdůležitějších ustanovení buněčné teorie: „Každá buňka pochází z jiné buňky... Kde buňka vzniká, musí jí předcházet buňka, stejně jako zvíře pochází pouze ze zvířete, rostlina pouze z rostliny." Díky vytvoření buněčné teorie se ukázalo, že buňka je nejdůležitější složkou všech živých organismů. Musíme si však pamatovat, že život nejjednoduššího jednobuněčného organismu je bohatší a rozmanitější než nejsložitější a relativně nezávislá buňka mnohobuněčného organismu.

1. Uveďte definice pojmů.
Buňka- základní jednotka struktury a životně důležité činnosti všech organismů, která má svůj vlastní metabolismus, je schopná samostatné existence, sebereprodukce a vývoje.
Organoid- stálá specializovaná struktura v buňkách živých organismů, která plní určité funkce.
Cytologie– obor biologie, který studuje živé buňky, jejich organely, jejich stavbu, fungování, procesy reprodukce buněk, stárnutí a smrt.

2. Rozdělte jména vědců z uvedeného seznamu (seznam je nadbytečný) do odpovídajících sloupců tabulky.
R. Brown, K. Baer, ​​​​R. Virchow, K. Galen, C. Golgi, R. Hooke, C. Darwin, A. Leeuwenhoek, K. Linnaeus, G. Mendel, T. Schwann, M. Schleiden.

Vědci, kteří přispěli k rozvoji znalostí o buňce

3. Vyplňte levý sloupec tabulky.

HISTORIE BUNĚČNÉHO STUDIA

4. Uveďte charakteristiky společné pro všechny buňky. Vysvětlete, díky jakým vlastnostem živé hmoty mají všechny buňky společné vlastnosti.
Všechny buňky jsou obklopeny membránou, jejich genetická informace je uložena v genech, proteiny jsou jejich hlavním strukturálním materiálem a biokatalyzátory, jsou syntetizovány na ribozomech, buňky využívají jako zdroj energie ATP. Všechny buňky jsou otevřené systémy. Vyznačují se růstem a vývojem, rozmnožováním a dráždivostí.

5. Jaký význam má buněčná teorie pro biologickou vědu?
Buněčná teorie umožnila dospět k závěru, že chemické složení všech buněk a obecný plán jejich struktury jsou podobné, což potvrzuje fylogenetická jednota celého živého světa. Moderní cytologie, která absorbovala výdobytky genetiky, molekulární biologie a biochemie, se změnila v buněčnou biologii.

7. Doplňte chybějící výrazy.
Lidské červené krvinky mají tvar bikonkávního disku.
Kostní tkáň zahrnuje velké osteocyty s četnými procesy. Krevní leukocyty nemají stálý tvar. Buňky nervové tkáně jsou velmi rozmanité, mají schopnost excitability a vodivosti.

8. Kognitivní úloha.
První popis buňky byl publikován v roce 1665. V roce 1675 se staly známými jednobuněčné organismy. Buněčná teorie byla formulována v roce 1839. Proč se datum zrodu cytologie shoduje s dobou formulace buněčné teorie a ne s dobou objevení buňky?
Cytologie je obor biologie, který studuje organely, jejich strukturu, fungování, procesy reprodukce buněk, stárnutí a smrt v buňce. V době objevu buňky byla popsána buněčná stěna. Poté byly objeveny první buňky, ale jejich struktura a funkce nebyly známy. Znalosti nestačily, analyzovali je T. T. Schwann, M. Schleiden a vytvořili buněčnou teorii.

9. Vyberte správnou odpověď.
Test 1.
Buněčná struktura má:
1) ledovec;
2) okvětní lístek tulipánu;

3) hemoglobinový protein;

4) kousek mýdla.

Test 2.
Autoři buněčné teorie jsou:
1) R. Hooke a A. Leeuwenhoek;
2) M. Schleiden a T. Schwann;

3) L. Pasteur a I. I. Mečnikov;

4) C. Darwin a A. Wallace.

Test 3.
Jaká pozice buněčné teorie patří R. Virchowovi?
1) Buňka - základní jednotka živých věcí;
2) každá buňka pochází z jiné buňky;
3) všechny buňky jsou podobné svým chemickým složením;
4) podobná buněčná struktura organismů je důkazem společného původu všeho živého.

10. Vysvětlete původ a obecný význam slova (termínu), na základě významu kořenů, které jej tvoří.

11. Vyberte termín a vysvětlete, jak se jeho moderní význam shoduje s původním významem jeho kořenů.
Cytologie– původně znamenalo studium struktury a funkcí buňky. Později se cytologie proměnila v široké odvětví biologie a stala se praktičtější a aplikovanější, ale podstata termínu zůstala stejná – studium buňky a jejích funkcí.
12. Formulujte a zapište hlavní myšlenky § 2.1.
Lidé se o existenci buněk dozvěděli po vynálezu mikroskopu. První primitivní mikroskop vynalezl Z. Jansen.
R. Hooke objevil korkové buňky.
A. Van Leeuwenhoek, který zlepšil mikroskop, pozoroval živé buňky a popsal bakterie.
K. Baer objevil savčí vejce.
Jádro objevil v rostlinných buňkách R. Brown.
M. Schleiden a T. Schwann jako první formulovali buněčnou teorii. „Všechny organismy se skládají z nejjednodušších částic – buněk a každá buňka je nezávislý celek. V těle buňky působí společně a tvoří harmonickou jednotu.“
R. Virchow doložil, že všechny buňky jsou tvořeny z jiných buněk buněčným dělením.
Do konce 19. stol. Byly objeveny a studovány strukturní složky buněk a proces jejich dělení. Vznik cytologie.
Základní ustanovení moderní buněčné teorie:
buňka je strukturální a funkční jednotka všech živých organismů, stejně jako jednotka vývoje;
buňky mají membránovou strukturu;
jádro - hlavní část eukaryotické buňky;
buňky se rozmnožují pouze dělením;
Buněčná struktura organismů naznačuje, že rostliny a zvířata mají stejný původ.

Význam histologie a její úkoly

Histologie – nauka o stavbě tělesných tkání na mikroskopické úrovni. Histos v řečtině znamená látku a logos znamená učení. Rozvoj této vědy se stal možným s vynálezem mikroskopu. Ve druhé polovině 17. století bylo díky zdokonalení mikroskopů a technik řezů možné nahlédnout do jemné struktury tkání. Každá studie různých zvířecích orgánů a tkání byla objevem. Mikroskopie se v biologii používá již více než 300 let.

Pomocí histologie se rozvíjejí nejen zásadní problémy, ale řeší se i problémy aplikované, které jsou důležité pro veterinární medicínu a nauku o zvířatech. Růst, vývoj a utváření užitkových vlastností zvířat je do značné míry ovlivněn jejich zdravotním stavem. Nemoci vedou k morfologickým a funkčním změnám v buňkách, tkáních a orgánech. Znalost těchto změn je nezbytná pro stanovení příčiny onemocnění zvířat a jejich úspěšné léčby. Histologie proto úzce souvisí s patologickou anatomií a je široce používána v diagnostice nemocí.

Kurz histologie zahrnuje:

Cytologie– studium struktury a funkcí buněk a embryologie– nauka o utváření a vývoji tkání a orgánů během embryonálního období (od oplodněného vajíčka po porod nebo vylíhnutí z vajíčka).

Začínáme s cytologií.

Buňka– základní stavební jednotka organismu, tvořící základ jeho životní činnosti. Má všechny známky života: podrážděnost, vzrušivost, kontraktilitu, metabolismus a energii, schopnost reprodukce, ukládání genetické informace a její přenos na generace.

Pomocí elektronového mikroskopu byla studována nejjemnější buněčná struktura a použití histochemických metod umožnilo určit funkční význam strukturních jednotek.

Buněčná teorie:

Termín „buňka“ poprvé použil Robert Hooke v roce 1665, který objevil buněčnou strukturu rostlin pod mikroskopem. Ale mnohem později, již v 19. století, byla vyvinuta buněčná teorie. Buněčnou strukturou rostlin a zvířat se zabývalo mnoho vědců, ale nevěnovali pozornost shodnosti jejich strukturního uspořádání.

Čest vytvořit buněčnou teorii patří německému vědci Schwannovi (1838-39). Analýzou svých pozorování živočišných buněk a jejich porovnáním s podobnými studiemi rostlinných tkání, které provedl Schleiden, dospěl k závěru, že struktura rostlinných i živočišných organismů je založena na buňkách. Práce Virchowa a dalších vědců sehrály důležitou roli ve vývoji Schwannovy buněčné teorie.

Buněčná teorie ve své moderní podobě zahrnuje následující ustanovení:

1. Buňka je nejmenší jednotka živých věcí, ze kterých se staví orgány a tkáně.
2. Buňky různých orgánů různé organismy jsou ve své struktuře homologní, tzn. mají společný strukturní princip: obsahují cytoplazmu, jádro a hlavní organely.
3. Reprodukce buněk vzniká pouze dělením původní buňky.
4. Buňky jako části celku organismy jsou specializované: mají určitou strukturu, plní určité funkce a jsou vzájemně propojeny ve funkčních systémech tkání, orgánů a orgánových soustav.

Mezi nebuněčné struktury zahrnují simplasty a syncytium. Vznikají buď buněčnou fúzí, nebo v důsledku jaderného dělení bez následného dělení cytoplazmy. Příklad simplastov jsou svalová vlákna, příklad syncytia - spermatogonie - primární zárodečné buňky spojené můstky.

Mnohobuněčný živočišný organismus je tedy komplexní soubor buněk spojených do systému tkání a orgánů a vzájemně propojených mezibuněčnou substancí.

Buněčná morfologie

Tvary a velikosti buněk jsou různé a jsou určeny funkcí, kterou vykonávají. Existují kulaté nebo oválné buňky (krevní buňky); fusiform (hladká svalová tkáň); plochý, krychlový, válcový (epitel); Zpracovaná (nervová tkáň), která umožňuje přenos impulsů na dálku.

Velikost buněk se pohybuje od 5 do 30 mikronů; vejce u savců dosahují 150-200 mikronů.

Mezibuněčná látka je produktem vitální činnosti buňky a skládá se ze základní amorfní látky a vláken.

Navzdory své odlišné struktuře a funkcím mají všechny buňky společné vlastnosti a součásti. Komponenty buňky lze znázornit následujícím diagramem:

cytoplasma nucleus plasmalemma

hyaloplazmatické inkluzní organely

membrána nemembránová

Plazmalema je povrchový aparát buňky, reguluje vztah buňky k prostředí a účastní se mezibuněčných interakcí. Plazmalema plní několik důležitých funkcí:

1. Vymezení(ohraničuje buňku a zajišťuje komunikaci s okolím).
2. Doprava- provádí: a) pasivní přenos difúzí a osmózou vody, iontů a nízkomolekulárních látek.

b) aktivní převod látky – Na ionty se spotřebou energie.

c) endocytóza (fagocytóza) – pevné látky; kapalina – pinocytóza.

3. Receptor– v plasmalemě jsou struktury pro specifické rozpoznávání látek (hormonů, léků atd.)

Plazmalema je postavena na principu biologických membrán. Má dvouvrstvou lipidovou bázi (bilipidovou vrstvu), ve které jsou ponořeny proteiny. Lipidy jsou zastoupeny fosfolipidy a cholesterolem. Proteiny nejsou pevně fixovány k bilipidové vrstvě a plavou jako ledovce. Proteiny, které pokrývají dvě vrstvy lipidů, se nazývají vnitřní, dosahující poloviny dvojvrstvy - semiintegrální, ležící na povrchu - povrchové nebo periferní. Integrální a semiintegrální proteiny stabilizují membránu (strukturální) a tvoří transportní dráhy. Řetězce polysacharidů jsou spojeny s povrchovými proteiny a tvoří supramembránovou vrstvu (glykokalyx). Tato vrstva se podílí na enzymatickém rozkladu různých sloučenin a interaguje s prostředím.

Na cytoplazmatické straně se nachází submembránový komplex, což je podpůrný-kontraktilní aparát. V této zóně se nacházejí četná mikrofilamenta a mikrotubuly. Všechny části plazmalemy jsou propojeny a fungují jako jeden systém.

V některých buňkách se kvůli zintenzivnění transportních procesů v určitých oblastech tvoří četné klky a zdá se, že řasinky pohybují různými látkami (zrnka prachu, mikroby).

Buněčné membrány tvoří mezibuněčné kontakty. Hlavní formy kontaktu jsou:

1. Jednoduchý kontakt(buňky jsou v kontaktu s nadmembránovými vrstvami).

2. Hustý(uzavírací kontakt), kdy se vnější vrstvy plazmalemy dvou buněk spojí do jedné společné struktury a izolují mezibuněčný prostor od vnějšího prostředí a ten se stává nepropustným pro makromolekuly a ionty.

Typ těsného spojení jsou prstové spojení a desmozomy. V mezibuněčném prostoru vzniká centrální destička, která je systémem příčných fibril spojena s membránami kontaktujících buněk. Na straně submembránové vrstvy jsou desmozomy zesíleny složkami cystoskeletu. Podle rozsahu se rozlišují bodové a obklopující desmozomy.

3. Kontakty slotu(mezibuněčný prostor je velmi úzký a mezi cytoplazmami buněk, pronikajícími plazmatickými membránami, se vytvářejí kanály, kterými dochází k pohybu iontů z jedné buňky do druhé.

To je základ pro práci elektrických synapsí v nervové tkáni.

Tento typ spojení se nachází ve všech skupinách tkání.

Cytoplazma

Cytoplazma se skládá z hlavní látky hyaloplazmy a strukturních složek v ní obsažených - organel a inkluzí.

Hyaloplazma je koloidní systém a má složité chemické složení (proteiny, nukleové kyseliny, aminokyseliny, polysacharidy a další složky). Zajišťuje transportní funkce, propojení všech buněčných struktur a ukládá zásobu látek ve formě inkluzí. Mikrotubuly, které tvoří centrioly, jsou tvořeny z bílkovin (tubulin); bazální tělíska řasinek.

Organely jsou struktury, které jsou trvale umístěny v buňce a plní specifické funkce. Dělí se na membrána A bezmembránový. Mezi membránové patří:mitochondrie, endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex, lysozomy a peroxisomy. Mezi nemembránové patří:ribozomy, buněčný cytoskelet(zahrnuje mikrotubuly, mikrofilamenta a intermediární vlákna) a centrioly. Většina organel obecného významu, nacházející se ve všech buňkách orgánů. Ale některé tkáně mají specializované organely. Takže ve svalech jsou myofilamenta, v nervové tkáni jsou neurofilamenta.

Podívejme se na morfologii a funkce jednotlivých organel:

Předchozí12345678910111213141516Další

VIDĚT VÍC:

Hledat přednášky

Význam buněčné teorie

Otázka 1

Buněčná teorie: historie a současný stav. Význam buněčné teorie pro biologii a medicínu.

Buněčnou teorii vytvořil německý badatel a zoolog T.

Schwann (1839). Ve svých teoretických konstrukcích se opíral o práci botanika M. Schleidena (považovaného za spoluautora teorie). Na základě předpokladu společné povahy rostlinných a živočišných buněk (stejný mechanismus vzniku).

Schwann shrnul četná data ve formě teorie. Na konci minulého století byla buněčná teorie dále rozvíjena v dílech R. Virchowa

Základní principy buněčné teorie:

1. Buňka je základní jednotkou života, mimo buňku žádný život neexistuje.

Buňka je jeden systém, který zahrnuje mnoho prvků, které jsou navzájem přirozeně propojeny. (moderní výklad).

2. Buňky jsou homologní ve struktuře a základních vlastnostech.

Počet buněk se zvyšuje dělením původní buňky po zdvojnásobení jejího genetického materiálu.

4. Mnohobuněčné organismy jsou novým systémem vzájemně propojených buněk, sjednocených a integrovaných do jediného systému tkání a orgánů pomocí nervové a humorální regulace.

5. Buňky organismu jsou totatypické, protože mají genetický potenciál všech buněk daného organismu, ale liší se od sebe genovou expresí.

Význam buněčné teorie

Buněčná teorie umožnila pochopit, jak živý organismus vzniká, vyvíjí se a funguje, to znamená, že vytvořila základ pro evoluční teorii vývoje života a v medicíně - pochopení životně důležitých procesů a vývoje nemocí při buněčná úroveň – která otevřela dříve nepředstavitelné nové možnosti pro diagnostiku a léčbu nemocí.

Ukázalo se, že buňka je nejdůležitější složkou živých organismů, jejich hlavní morfofyziologickou složkou.

Buňka je základem mnohobuněčného organismu, místem, kde v těle probíhají biochemické a fyziologické procesy.

Všechny biologické procesy se nakonec odehrávají na buněčné úrovni. Buněčná teorie umožnila dospět k závěru, že chemické složení všech buněk a obecný plán jejich struktury jsou podobné, což potvrzuje fylogenetická jednota celého živého světa.

Prokaryotické a eukaryotické buňky.

Prokaryotická buňka (předjaderná – před 3,5 miliardami let) je nejprimitivnější, velmi jednoduše strukturovaný organismus, zachovávající si rysy hlubokého starověku.( jednobuněčné živé organismy, které nemají vytvořené buněčné jádro a další vnitřní membránové organely).

Malé velikosti buněk

2. Nukleoid je analogem jádra. Uzavřená kruhová DNA.

3. Neexistují žádné membránové organely

4. Žádné buněčné centrum

5. Buněčná stěna speciální struktury, slizniční pouzdro.

6. Reprodukce půlením (může docházet k výměně genetických informací).

Neexistuje žádná cyklóza, exo- a endocytóza.

Biologie a medicína

Metabolická rozmanitost

9. Velikost ne více než 0,5-3 mikrony.

10. Typ výživy je osmotický.

11. Přítomnost plasmidových bičíků a plynových vakuol.

12. Velikost ribozomu 70s

Eukaryotická buňka (jaderná – před 1,5–2 miliardami let) – superříše živých organismů, jejichž buňky obsahují jádra:

Zvířata

2. Rostliny

Povrchové zařízení:

Supramembránový komplex

Biomembrána (plazmalema, cytolema)

- submembrána

Jaderné zařízení:

Karyolema (jaderná membrána)

karyoplazma

Chromatin (chromozom)

Cytoplazmatický aparát:

Cytosol (hyaloplazma)

Organely

Inkluze

Podle modelu fluidní mozaiky struktury membrány navrženého Singerem se biologická membrána skládá ze dvou paralelních vrstev lipidů (bimolekulární vrstva, lipidová dvojvrstva).

Membránové lipidy mají hydrofobní (uhlovodíkové zbytky mastných kyselin atd.) a hydrofilní (fosfát, cholin, colamin, cukr atd.) části. Takové molekuly tvoří v buňce bimolekulární vrstvy: jejich hydrofobní části jsou obráceny dále od vodného prostředí, tzn. k sobě navzájem a jsou drženy pohromadě silnými hydrofobními interakcemi a slabými London-van der Waalsovými silami. Membrány na obou vnějších površích jsou tedy hydrofilní a na vnitřní straně hydrofobní.

Protože hydrofilní části molekul absorbují elektrony, jeví se v elektronovém mikroskopu jako dvě tmavé vrstvy. Za fyziologických teplot jsou membrány v kapalném krystalickém stavu: uhlovodíkové zbytky rotují podél své podélné osy a difundují v rovině vrstvy, méně často přeskakují z jedné vrstvy do druhé, aniž by přerušily silné hydrofobní vazby.

Čím větší je podíl nenasycených mastných kyselin, tím nižší je teplota fázového přechodu (bod tání) a tím je membrána tekutější. Vyšší obsah sterolů s jejich tuhými hydrofobními molekulami ležícími v hydrofobní vrstvě membrány membránu stabilizuje (hlavně u zvířat). V membráně jsou zabudovány různé membránové proteiny. Některé z nich jsou umístěny na vnějším nebo vnitřním povrchu lipidové části membrány; jiné pronikají celou tloušťkou membrány.

Membrány jsou polopropustné; mají drobné póry, kterými difunduje voda a další malé hydrofilní molekuly. K tomuto účelu se používají vnitřní hydrofilní oblasti integrálních membránových proteinů nebo otvory mezi kontaktními integrálními proteiny (tunelové proteiny).

Funkce biomembrán

1. Restrikce a izolace buněk a organel.

Izolaci buněk od mezibuněčného prostředí zajišťuje plazmatická membrána, která chrání buňky před mechanickými a chemickými vlivy. Plazmatická membrána také zajišťuje zachování rozdílu v koncentracích metabolitů a anorganických iontů mezi intracelulárním a vnějším prostředím

Řízený transport metabolitů a iontů určuje vnitřní prostředí, které je nezbytné pro homeostázu, tzn. udržování konstantní koncentrace metabolitů a anorganických iontů a dalších fyziologických parametrů. Řízený a selektivní transport metabolitů a anorganických iontů přes póry a přes nosiče je umožněn díky segregaci buněk a organel membránovými systémy.

Vnímání extracelulárních signálů a jejich přenos do buňky, stejně jako iniciace signálů.

4. Enzymatická katalýza. Enzymy jsou lokalizovány v membránách na hranici mezi lipidovou a vodnou fází. Zde dochází k reakcím s nepolárními substráty. Příklady zahrnují biosyntézu lipidů a metabolismus nepolárních xenobiotik Nejdůležitější reakce energetického metabolismu, jako je oxidativní fosforylace a fotosyntéza, jsou lokalizovány v membránách

Kontaktní interakce s mezibuněčnou matricí a interakce s jinými buňkami během buněčné fúze a tvorby tkáně.

6. Ukotvení cytoskeletu, zajištění udržení tvaru buňky a organel a buněčné motility

Membránové lipidy.

Principy tvorby dvojvrstvy. Membránové lipidy

Složení lipidů v biologických membránách je velmi různorodé. Typickými zástupci lipidů buněčné membrány jsou fosfolipidy, sfingomyeliny a cholesterol (steroidní lipid).

Charakteristickým znakem membránových lipidů je rozdělení jejich molekuly na dvě funkčně odlišné části: nepolární, nenabité ocasy sestávající z mastných kyselin a nabité polární hlavy. Polární hlavy nesou záporný náboj nebo mohou být neutrální.

Přítomnost nepolárních ocasů vysvětluje dobrou rozpustnost lipidů v tucích a organických rozpouštědlech. V experimentu smícháním lipidů izolovaných z membrán s vodou lze získat bimolekulární vrstvy nebo membrány o tloušťce asi 7,5 nm, kde periferní zóny vrstvy jsou hydrofilní polární hlavy a centrální zóna jsou nenabité konce lipidů. molekul.

Všechny přirozené buněčné membrány mají stejnou strukturu. Buněčné membrány se od sebe velmi liší složením lipidů. Plazmatické membrány živočišných buněk jsou například bohaté na cholesterol (až 30 %) a mají nízký obsah lecitinu, zatímco membrány mitochondrií jsou bohaté na fosfolipidy a chudé na cholesterol.

Molekuly lipidů se mohou pohybovat podél lipidové vrstvy, mohou se otáčet kolem své osy a také se pohybovat z vrstvy na vrstvu. Proteiny plovoucí v lipidovém jezeře mají také určitou laterální pohyblivost. Složení lipidů na obou stranách membrány je odlišné, což určuje asymetrii ve struktuře bilipidové vrstvy.

Otázka 5

Membránové proteiny mají domény, které procházejí buněčnou membránou, ale jejich části vyčnívají z membrány do extracelulárního prostředí a cytoplazmy buňky.

Plní funkci receptorů, tzn. provádějí přenos signálu a také zajišťují transmembránový transport různých látek. Transportní proteiny jsou specifické, každý z nich umožňuje průchod membránou pouze určitým molekulám nebo určitému typu signálu.
Klasifikace:

1. Topologické (poly-, monotopické)

2. Biochemické (integrální a periferní)

Topologické:

1) polytopické nebo transmembránové proteiny, pronikající dvojvrstvou skrz a v kontaktu s vodným prostředím na obou stranách membrány.

2) Monotopické proteiny jsou trvale uloženy v lipidové dvojvrstvě, ale jsou spojeny s membránou pouze na jedné straně, aniž by pronikly na opačnou stranu.

Biochemické:

1) integrály jsou pevně zapuštěny v membráně a lze je z lipidového prostředí odstranit pouze pomocí detergentů nebo nepolárních rozpouštědel

2) periferní proteiny, které se uvolňují za relativně mírných podmínek (například fyziologickým roztokem)

Otázka 6

Organizace supramembránového komplexu v různých typech buněk.

Glykokalyx.

Grampozitivní bakterie mají jednu vrstvu o tloušťce 70-80 nm.

buněčná stěna tvořená komplexním protein-sacharidovým komplexem molekul (peptidoglykany). Jedná se o systém dlouhých polysacharidových (sacharidových) molekul spojených krátkými proteinovými můstky. Jsou uspořádány v několika vrstvách rovnoběžně s povrchem bakteriální buňky.

Všechny tyto vrstvy jsou prostoupeny molekulami komplexních sacharidů – teichoových kyselin.

U gramnegativních bakterií je buněčná stěna složitější a má dvojí strukturu. Nad primární plazmatickou membránou je vybudována další membrána, která je k ní připojena pomocí peptidových glykanů.

Hlavní složkou buněčné stěny rostlinných buněk je komplexní sacharidová celulóza.

Jejich pevnost je velmi vysoká a srovnatelná s pevností ocelového drátu. Vrstvy makrofibril jsou umístěny vzájemně pod úhlem a vytvářejí tak výkonný vícevrstvý rámec.

Glykokalyx.

Eukaryotické živočišné buňky netvoří buněčné stěny, ale na povrchu jejich plazmatické membrány se nachází složitý membránový komplex – glykokalyx.

Je tvořena systémem periferních membránových proteinů, sacharidovými řetězci membránových glykoproteinů a glykolipidů a také supramembránovými oblastmi integrálních proteinů ponořených do membrány.

Glykokalyx plní řadu důležitých funkcí: podílí se na příjmu molekul, obsahuje mezibuněčné adhezní molekuly a záporně nabité molekuly glykokalyx vytvářejí na povrchu buněk elektrický náboj.

Určitý soubor molekul na povrchu buněk je jakýmsi buněčným markerem, který určuje jejich individualitu a rozpoznávání signálními molekulami těla. Tato vlastnost je velmi důležitá při fungování takových systémů, jako jsou: nervový, endokrinní, imunitní. V řadě specializovaných buněk (například v absorpčních buňkách střevního epitelu) nese glykokalyx hlavní funkční zátěž v procesech membránového trávení

Otázka 7

©2015-2018 poisk-ru.ru
Všechna práva náleží jejich autorům.

Stručná historie cytologie

Cytologie(řecky citos – buňka, logos – věda) – buněčná věda.

V současné době je studium buňky v mnoha ohledech ústředním objektem biologického výzkumu.

Předpokladem pro objev buňky byl vynález mikroskopu a jeho využití pro studium biologických objektů.

První světelný mikroskop byl zkonstruován v Holandsku v r 1590 dva bratři, Hansi A Zacharius Janssen, brusky na čočky.

Po dlouhou dobu byl mikroskop používán jako zábava, hračka pro zábavu ušlechtilých lidí.

Termín „buňka“ se v biologii ustálil, přestože Robert Hooke ve skutečnosti nepozoroval buňky, ale pouze celulózové membrány rostlinných buněk.

Navíc buňky nejsou dutiny. Následně buněčnou strukturu mnoha částí rostlin viděli a popsali M. Malpighi, N. Grew a také A. Leeuwenhoek.

Důležitá událost ve vývoji představ o buňce byla zveřejněna v 1672 ročník knihy Marcello Malpighi „Anatomie rostlin“, která poskytla podrobný popis mikroskopických rostlinných struktur.

Ve svém výzkumu se Malpighi přesvědčil, že rostliny se skládají z buněk, které nazval „vaky“ a „vezikuly“.

Mezi brilantní galaxií mikroskopů 17. století zaujímá jedno z prvních míst A.

Leeuwenhoek, holandský obchodník, který se proslavil jako vědec. Proslavil se vytvářením čoček, které dávaly 100-300násobné zvětšení. V 1674 V roce 1975 Antonio van Leeuwenhoek pomocí mikroskopu, který sám vynalezl, objevil jednobuněčné prvoky, které nazval „mikroskopická zvířata“, bakterie, kvasinky, krevní buňky – erytrocyty, zárodečné buňky – spermie, které Leeuwenhoek nazval „zvířata“ .

Leeuwenhoek studoval a přesně popsal strukturu srdečního svalu ze zvířecích tkání. Byl prvním přírodovědcem, který pozoroval živočišné buňky.

To vzbudilo zájem o studium živého mikrosvěta.

Jako věda cytologie vznikla pouze v 19. století. Během této doby byly učiněny důležité objevy.

V 1830 český badatel Jana Purkyně popsal viskózní želatinovou látku uvnitř buňky a pojmenoval ji protoplazma(GR.

protos – první, plazma – vznik).

V 1831 Skotský vědec Robert Brown otevřel jádro.

V 1836 rok Gabriel Valentini v jádře bylo nalezeno jadérko.

V 1838 roku, kdy dílo vyšlo Matyáš Schleiden„Údaje o fytogenezi“, kde autor, opírající se o představy o buňce již existující v botanice, předložil myšlenku identity rostlinných buněk z hlediska jejich vývoje.

Došel k závěru, že pro rostliny platí zákon buněčné struktury.

V 1839 Letos vyšla klasická kniha Theodora Schwannová"Mikroskopické studie o shodě ve struktuře a růstu zvířat a rostlin."

V 1838 – 1839 let němečtí vědci Matyáš Schleiden A Theodor Schwann nezávisle formuloval buněčnou teorii.

BUNĚČNÁ TEORIE:

1) všechny živé organismy (rostliny a zvířata) se skládají z buněk;

2) rostlinné a živočišné buňky mají podobnou strukturu, chemické složení a funkce.

Schleiden a T. Schwann věřili, že buňky v těle vznikají novotvorbou z primární nebuněčné látky.

V 1858 Německý anatom Rudolf Virchow ve své knize „Cellular Pathology“ tuto myšlenku vyvrátil a dokázal, že nové buňky vždy vznikají z předchozích dělením – „buňka z buňky, vše živé pouze z buňky“ – (omnis cellula a cellula).

Důležitým zobecněním R. Virchowa bylo tvrzení, že největší význam v životě buněk nemají membrány, ale jejich obsah – protoplazma a jádro. Na základě buněčné teorie postavil R. Virchow doktrínu nemocí na vědecký základ.

Buněčná teorie

Když vyvrátil tehdy převládající představu, podle níž jsou nemoci založeny pouze na změnách složení tělesných tekutin (krev, lymfa, žluč), dokázal obrovský význam změn probíhajících v buňkách a tkáních. R. Virchow stanovil: „Každá bolestivá změna je spojena s nějakým patologickým procesem v buňkách, které tvoří tělo.“

Toto tvrzení se stalo základem pro vznik nejdůležitějšího úseku moderní medicíny – patologické anatomie.

Virchow byl jedním ze zakladatelů studia životních jevů na buněčné úrovni, což je jeho nesporná zásluha. Zároveň však podcenil výzkum stejných jevů na úrovni organismu jako integrálního systému.

Podle Virchowa je organismus stavem buněk a všechny jeho funkce jsou redukovány na součet vlastností jednotlivých buněk.

Při překonávání těchto jednostranných představ o těle, dílech I.M.Sechenova, S.P.Botkina A I.P. Pavlova. Domácí vědci dokázali, že tělo představuje nejvyšší jednotu ve vztahu k buňkám.

Buňky a další stavební prvky, které tvoří tělo, nemají fyziologickou nezávislost. Jejich vznik a funkce jsou koordinovány a řízeny celým organismem pomocí komplexního systému chemické a nervové regulace.

Radikální zlepšení všech mikroskopických technik umožnilo výzkumníkům na začátku 20. století objevit hlavní buněčné organely, objasnit strukturu jádra a vzorce buněčného dělení a dešifrovat mechanismy oplodnění a zrání zárodečných buněk.

V 1876 rok Edward Van Beneden prokázala přítomnost buněčného centra v dělících se zárodečných buňkách.

V 1890 rok Richard Altman popsal mitochondrie, nazval je bioblasty a předložil myšlenku možnosti jejich sebereprodukce.

V 1898 rok Camillo Golgi objevil na jeho počest organelu pojmenovanou Golgiho komplex.

V 1898 byly poprvé popsány chromozomy Karel Benda.

Zásadní příspěvek k rozvoji studia buňky ve 2. polovině 19. – počátkem 20. století.

přispěli domácí cytologové I.D.Chistyakov (popis fází mitotického dělení), I.N. Gorozhankin (studium cytologického základu hnojení u rostlin), S.G. Navashin, otevřen v roce 1898 fenomén dvojitého hnojení u rostlin.

Pokroky ve studiu buněk vedly biology k tomu, že stále více zaměřovali svou pozornost na buňku jako základní stavební jednotku živých organismů.

V cytologii došlo ke kvalitativnímu skoku ve 20. století. V 1932 rok MaxKnoll A Ernst Ruska vynalezl elektronový mikroskop se zvětšením 106x. Byly objeveny a popsány mikro- a ultramikrostruktury buněk neviditelné ve světelném mikroskopu.

Od této chvíle se buňka začala studovat na molekulární úrovni.

Pokroky v cytologii jsou tedy vždy spojeny se zlepšením mikroskopických technik.

Předchozí123456789Další

VIDĚT VÍC:

Historie vývoje koncepcí o buňce. Buněčná teorie

Buněčná teorie je zobecněná představa o struktuře buněk jako živých jednotek, jejich reprodukci a roli při formování mnohobuněčných organismů.

Vzniku a formulaci jednotlivých ustanovení buněčné teorie předcházelo poměrně dlouhé (více než tři sta let) období hromadění pozorování stavby různých jednobuněčných i mnohobuněčných organismů rostlin a živočichů.

Toto období bylo spojeno se zdokonalováním různých optických výzkumných metod a rozšiřováním jejich aplikace.

Robert Hooke (1665) jako první pozoroval dělení korkové tkáně na „buňky“ nebo „buňky“ pomocí zvětšovacích čoček. Jeho popisy inspirovaly systematické studie anatomie rostlin, které potvrdily pozorování Roberta Hooka a ukázaly, že různé části rostlin byly složeny z těsně umístěných „vezikul“ nebo „vaků“.

Později A. Leeuwenhoek (1680) objevil svět jednobuněčných organismů a poprvé viděl živočišné buňky (erytrocyty). Živočišné buňky později popsal F. Fontana (1781); ale tyto a další četné studie nevedly v té době k pochopení univerzality buněčné struktury, k jasným představám o tom, co je buňka.

Pokrok ve studiu buněčné mikroanatomie je spojen s rozvojem mikroskopie v 19. století. Do této doby se představy o struktuře buněk změnily: za hlavní věc v organizaci buňky se začala považovat ne buněčná stěna, ale její skutečný obsah - protoplazma. V protoplazmě byla objevena trvalá složka buňky, jádro.

Všechna tato četná pozorování umožnila T. Schwannovi v roce 1838 provést řadu zobecnění. Ukázal, že rostlinné a živočišné buňky jsou si v zásadě podobné (homologní).

"Zásluha T. Schwanna nespočívala v tom, že objevil buňky jako takové, ale v tom, že naučil výzkumníky chápat jejich význam." Tyto myšlenky byly dále rozvinuty v dílech R. Virchowa (1858). Vytvoření buněčné teorie se stalo nejdůležitější událostí v biologii, jedním z rozhodujících důkazů jednoty veškeré živé přírody. Buněčná teorie měla významný dopad na vývoj biologie a sloužila jako hlavní základ pro rozvoj takových oborů, jako je embryologie, histologie a fyziologie.

Poskytla základ pro pochopení života, pro vysvětlení souvisejících vztahů organismů, pro pochopení individuálního vývoje.

Základní principy buněčné teorie si zachovaly svůj význam dodnes, i když za více než sto padesát let byly získány nové informace o struktuře, vitální činnosti a vývoji buněk.

V současné době buněčná teorie předpokládá následující:

1. Buňka je základní jednotkou života: mimo buňku není život.

2. Buňka je jednotný systém, který zahrnuje mnoho prvků, které jsou navzájem přirozeně propojeny, představující určitý celistvý útvar sestávající z konjugovaných funkčních jednotek – organel nebo organel.

Buňky jsou podobné (homologní) strukturou a základními vlastnostmi.

4. Počet buněk se zvyšuje dělením původní buňky po zdvojnásobení jejího genetického materiálu (DNA): buňka po buňce.

5. Mnohobuněčný organismus je nový systém, komplexní soubor mnoha buněk spojených a integrovaných do systémů tkání a orgánů, které jsou vzájemně propojeny prostřednictvím chemických faktorů, humorálních a nervových (molekulární regulace).

Buňky mnohobuněčných organismů jsou totipotentní, tzn. mít
genetické potenciály všech buněk daného organismu, jsou ekvivalentní v genetické informaci, liší se však od sebe odlišnou expresí (prácí) různých genů, což vede k jejich morfologické a funkční rozmanitosti – k diferenciaci.

Další ustanovení buněčné teorie.

Aby byla buněčná teorie zcela v souladu s daty moderní buněčné biologie, je seznam jejích ustanovení často doplňován a rozšiřován. V mnoha zdrojích se tato dodatečná ustanovení liší, jejich soubor je zcela libovolný.

1. Buňky prokaryot a eukaryot jsou systémy různé úrovně složitosti a nejsou navzájem zcela homologní.

2. Základem buněčného dělení a rozmnožování organismů je kopírování dědičné informace – molekul nukleových kyselin („každá molekula molekuly“).

Koncept genetické kontinuity platí nejen pro buňku jako celek, ale i pro některé její menší součásti – mitochondrie, chloroplasty, geny a chromozomy.

3. Mnohobuněčný organismus je nový systém, komplexní soubor mnoha buněk, sjednocených a integrovaných v systému tkání a orgánů, vzájemně propojených prostřednictvím chemických faktorů, humorálních a nervových (molekulární regulace).

4. Mnohobuněčné buňky mají genetický potenciál všech buněk daného organismu, jsou ekvivalentní v genetické informaci, ale liší se od sebe odlišným fungováním různých genů, což vede k jejich morfologické a funkční rozmanitosti – k diferenciaci.

Historie vývoje koncepcí o buňce

17. století

1665 - anglický fyzik R.

Hooke ve své práci „Mikrografie“ popisuje strukturu korku, na jehož tenkých úsecích našel pravidelně umístěné dutiny. Hooke nazval tyto dutiny „póry nebo buňky“. Přítomnost podobné struktury mu byla známa i v některých jiných částech rostlin.

70. léta 17. století – Italský lékař a přírodovědec M. Malpighi a anglický přírodovědec N. Grew popsali různé rostlinné orgány jako „vaky nebo váčky“ a ukázali rozšířené rozložení buněčné struktury v rostlinách.

Buňky na svých kresbách znázornil holandský mikroskop A. Leeuwenhoek. Jako první objevil svět jednobuněčných organismů – popsal bakterie a nálevníky.

Badatelé 17. století, kteří prokázali převahu „buněčné struktury“ rostlin, nedocenili význam objevu buňky.

Představovali si buňky jako dutiny v souvislé mase rostlinné tkáně. Grew pohlížel na buněčné stěny jako na vlákna, a tak vymyslel termín „tkáň“, analogicky s textilií. Studie mikroskopické stavby živočišných orgánů byly náhodné a neposkytly žádné poznatky o jejich buněčné struktuře.

XVIII století

V 18. století došlo k prvním pokusům o srovnání mikrostruktury rostlinných a živočišných buněk.

K.F. Wolf se ve svém díle „Theory of Generation“ (1759) pokouší porovnat vývoj mikroskopické stavby rostlin a živočichů. Podle Wolfa se embryo, jak u rostlin, tak u zvířat, vyvíjí z látky bez struktury, v níž pohyby vytvářejí kanály (cévy) a dutiny (buňky).

Wolffem citovaná faktická data byla jím chybně interpretována a nepřidávala nové poznatky k tomu, co znali mikroskopisté 17. století. Jeho teoretické myšlenky však do značné míry předjímaly myšlenky budoucí buněčné teorie.

19. století

V první čtvrtině 19. století došlo k výraznému prohloubení představ o buněčné stavbě rostlin, což souviselo s výrazným zlepšením konstrukce mikroskopu (zejména vytvořením achromatických čoček).

Link a Moldnhower prokázali přítomnost nezávislých stěn v rostlinných buňkách. Ukazuje se, že buňka je určitou morfologicky samostatnou strukturou. V roce 1831 Mole dokázal, že i zdánlivě nebuněčné struktury rostlin, jako jsou vodonosné vrstvy, se vyvíjejí z buněk.

Meyen ve „Fytotomii“ (1830) popisuje rostlinné buňky, které „jsou buď osamocené, takže každá buňka představuje zvláštního jedince, jak se vyskytuje u řas a hub, nebo tvoří více organizované rostliny a jsou spojeny do více či méně významných masy".

Meyen zdůrazňuje nezávislost metabolismu každé buňky. V roce 1831 Robert Brown popisuje jádro a naznačuje, že je trvalou součástí rostlinné buňky.

Purkyňova škola

V roce 1801 představil Vigia koncept živočišné tkáně, ale izoloval tkáň na základě anatomické pitvy a nepoužil mikroskop.

Rozvoj představ o mikroskopické stavbě živočišných tkání je spojen především s výzkumem Purkyně, který založil svou školu v Breslau.

Historie vzniku buněčné teorie

Purkyň a jeho studenti (zejména G. Valentina je třeba vyzdvihnout) odhalili v první a nejobecnější podobě mikroskopickou stavbu tkání a orgánů savců (včetně člověka). Purkyň a Valentin porovnávali jednotlivé rostlinné buňky s jednotlivými mikroskopickými tkáňovými strukturami živočichů, kterým Purkyně nejčastěji říkal „zrna“ (pro některé živočišné struktury jeho škola používala termín „buňka“). V roce 1837

Purkyně podal v Praze sérii zpráv. V nich referoval o svých pozorováních o stavbě žaludečních žláz, nervové soustavě atd. Tabulka připojená k jeho zprávě poskytla jasné obrazy některých buněk živočišných tkání. Purkyňovi se však nepodařilo prokázat homologii rostlinných a živočišných buněk. Purkyně provedl srovnání rostlinných buněk a živočišných „zrn“ z hlediska analogie, nikoli homologie těchto struktur (chápání termínů „analogie“ a „homologie“ v moderním smyslu).

Müllerova škola a Schwannova práce

Druhou školou, kde se zkoumala mikroskopická stavba živočišných tkání, byla laboratoř Johannese Müllera v Berlíně.

Müller studoval mikroskopickou strukturu hřbetní struny (notochord); jeho student Henle publikoval studii o střevním epitelu, ve které popsal jeho různé typy a jejich buněčnou strukturu.

Byl zde proveden klasický výzkum Theodora Schwanna, který položil základy buněčné teorie.

Schwannovo dílo bylo silně ovlivněno Purkyňovou a Henleho školou. Schwann našel správný princip pro porovnávání rostlinných buněk a elementárních mikroskopických struktur živočichů.

Schwann byl schopen stanovit homologii a prokázat shodu ve struktuře a růstu elementárních mikroskopických struktur rostlin a živočichů.

Význam jádra ve Schwannově buňce podnítil výzkum Matthiase Schleidena, který v roce 1838 publikoval svou práci „Materials on Phylogeny“.

Proto je Schleiden často nazýván spoluautorem buněčné teorie. Základní myšlenka buněčné teorie - korespondence rostlinných buněk a elementárních struktur zvířat - byla Schleidenovi cizí. Zformuloval teorii vzniku nových buněk z látky bez struktury, podle níž se nejprve z nejmenší zrnitosti zkondenzuje jadérko a kolem něj se vytvoří jádro, které je tvůrcem buňky (cytoblast). Tato teorie však byla založena na nesprávných faktech. V roce 1838 vydal Schwann 3 předběžné zprávy a v roce 1839 se objevila jeho klasická práce „Mikroskopické studie o korespondenci ve struktuře a růstu zvířat a rostlin“, jejíž samotný název vyjadřuje hlavní myšlenku buněčné teorie:

Rozvoj buněčné teorie v druhé polovině 19. století

Od 40. let 19. století se studium buňky stalo středem pozornosti celé biologie a rychle se rozvíjelo a stalo se samostatným vědním oborem – cytologií.

Pro další rozvoj buněčné teorie bylo zásadní její rozšíření na prvoky, kteří byli uznáváni jako volně žijící buňky (Siebold, 1848). V této době se mění představa o složení buňky. Je objasněn druhotný význam buněčné membrány, která byla dříve uznávána jako nejpodstatnější část buňky, a do popředí je uveden význam protoplazmy (cytoplazmy) a buněčného jádra, který je vyjádřen v definici buňka, kterou dal M.

Schulze v roce 1861: "Buňka je kus protoplazmy s jádrem obsaženým uvnitř."

V roce 1861 předložil Brücko teorii o složité struktuře buňky, kterou definuje jako „elementární organismus“, a dále objasnil teorii tvorby buněk z látky bez struktury (cytoblastém), kterou vyvinuli Schleiden a Schwann.

Bylo zjištěno, že metodou vzniku nových buněk je buněčné dělení, které jako první studoval Mohl na vláknitých řasách. Studie Negeliho a N. I. Zheleho sehrály hlavní roli ve vyvrácení teorie cytoblastému pomocí botanického materiálu.

Dělení tkáňových buněk u zvířat objevil v roce 1841 Remarque. Ukázalo se, že fragmentace blastomer je sérií postupných dělení.

Myšlenka univerzální distribuce buněčného dělení jako způsobu tvorby nových buněk je zakotvena R. Virchowem ve formě aforismu: Každá buňka je z buňky.

Ve vývoji buněčné teorie v 19. století prudce vyvstaly rozpory odrážející dvojí povahu buněčné teorie, která se rozvíjela v rámci mechanistického pohledu na přírodu.

Již u Schwanna existuje pokus považovat organismus za souhrn buněk. Tato tendence dostává zvláštní vývoj ve Virchowově „Cellular Pathology“ (1858). Virchowovy práce měly kontroverzní dopad na vývoj buněčné vědy:

XX století

Od druhé poloviny 19. století získává buněčná teorie stále více metafyzický charakter, posílený Verwornovou „buněčnou fyziologií“, která považovala jakýkoli fyziologický proces probíhající v těle za prostý součet fyziologických projevů jednotlivých buněk.

Na konci této vývojové linie buněčné teorie se objevila mechanistická teorie „buněčného stavu“, kterou podporoval mimo jiné i Haeckel. Podle této teorie je tělo přirovnáváno ke státu a jeho buňky k občanům. Taková teorie odporovala principu celistvosti organismu.

V padesátých letech minulého století sovětská bioložka O. B. Lepeshinskaya na základě svých výzkumných dat předložila „teorii nové buňky“ na rozdíl od „vierchowianismu“.

Vycházel z myšlenky, že v ontogenezi se buňky mohou vyvinout z nějaké nebuněčné živé látky. Kritické ověření faktů, které O. B. Lepeshinskaya a její přívrženci uvedli jako základ pro teorii, kterou předložila, nepotvrdilo údaje o vývoji buněčných jader z bezjaderné „živé hmoty“.

Moderní buněčná teorie

Moderní buněčná teorie vychází ze skutečnosti, že buněčná struktura je nejdůležitější formou existence života, která je vlastní všem živým organismům kromě virů.

Zlepšení buněčné struktury bylo hlavním směrem evolučního vývoje u rostlin i zvířat a buněčná struktura je pevně zachována ve většině moderních organismů.

Integrita organismu je výsledkem přirozených, materiálních vztahů, které jsou zcela přístupné výzkumu a objevům.

Buňky mnohobuněčného organismu nejsou jedinci schopní samostatné existence (tzv. buněčné kultury mimo tělo jsou uměle vytvořené biologické systémy).

Samostatné existence jsou zpravidla schopny pouze ty mnohobuněčné buňky, které dávají vzniknout novým jedincům (gamety, zygoty nebo spory) a lze je považovat za samostatné organismy. Buňku nelze oddělit od jejího prostředí (jako ostatně všechny živé systémy). Soustředění veškeré pozornosti na jednotlivé buňky nevyhnutelně vede ke sjednocení a mechanistickému chápání organismu jako souhrnu částí. Buněčná teorie, zbavená mechanismů a doplněná o nová data, zůstává jednou z nejdůležitějších biologických zobecnění.

Až do 17. století lidé nevěděli vůbec nic o mikrostruktuře předmětů kolem sebe a vnímali svět pouhým okem. Zařízení pro studium mikrosvěta - mikroskop - vynalezli kolem roku 1590 nizozemští mechanici G. a Z. Jansenovi, ale jeho nedokonalost neumožňovala zkoumat docela malé předměty.

K pokroku v této oblasti přispělo teprve vytvoření tzv. složeného mikroskopu K. Drebbela (1572-1634) na jeho základě.

V roce 1665 anglický fyzik R. Hooke (1635-1703) zdokonalil konstrukci mikroskopu a technologii broušení čoček a ve snaze ujistit se o zlepšení kvality obrazu zkoumal řezy korku, dřevěného uhlí a živých rostliny pod ním.

Na řezech objevil drobné póry, připomínající plástev, a nazval je buňky (z lat. celulum- buňka, buňka). Je zajímavé, že R. Hooke považoval buněčnou membránu za hlavní složku buňky.

Ve druhé polovině 17. století se objevují díla nejvýznamnějších mikroskopistů M.

Malpighi (1628-1694) a N. Grew (1641-1712), kteří také objevili buněčnou stavbu mnoha rostlin.

Aby se ujistil, že to, co R. Hooke a další vědci viděli, byla pravda, holandský obchodník A. Leeuwenhoek, který neměl žádné speciální vzdělání, nezávisle vyvinul konstrukci mikroskopu, která se zásadně lišila od té stávající, a zlepšil technologii výroby čoček.

To mu umožnilo dosáhnout 275-300násobného zvětšení a zkoumat konstrukční detaily, které byly pro ostatní vědce technicky nedostupné. A. Leeuwenhoek byl bezkonkurenční pozorovatel: pečlivě načrtl a popsal, co viděl pod mikroskopem, ale nesnažil se to vysvětlit. Objevil jednobuněčné organismy včetně bakterií a našel jádra, chloroplasty a ztluštění buněčných stěn v rostlinných buňkách, ale jeho objevy byly oceněny mnohem později.

Objevy složek vnitřní stavby organismů v první polovině 19. století následovaly jeden za druhým.

G. Mohl rozlišil živou hmotu a vodnatou kapalinu - buněčnou mízu - v rostlinných buňkách a objevil póry. Anglický botanik R. Brown (1773-1858) objevil jádro v buňkách orchideje v roce 1831, poté bylo objeveno ve všech rostlinných buňkách. Český vědec J. Purkinje (1787-1869) zavedl termín „protoplazma“ (1840) pro označení polotekutého želatinového obsahu buňky bez jádra. Belgický botanik M. postoupil dále než všichni jeho současníci.

Historie stvoření a základní principy buněčné teorie

Schleiden (1804-1881), který studiem vývoje a diferenciace různých buněčných struktur vyšších rostlin dokázal, že všechny rostlinné organismy pocházejí z jediné buňky. Zkoumal také zaoblená tělíska jadérek v jádrech buněk šupinek cibule (1842).

V roce 1827 objevil ruský embryolog K. Baer vajíčka lidí a jiných savců, čímž vyvrátil myšlenku, že se organismus vyvíjí výhradně z mužských gamet. Kromě toho prokázal vznik mnohobuněčného živočišného organismu z jediné buňky - oplodněného vajíčka a také podobnost fází embryonálního vývoje mnohobuněčných živočichů, což naznačovalo jednotu jejich původu.

Informace nashromážděné do poloviny 19. století vyžadovaly zobecnění, což byla buněčná teorie.

Biologie vděčí za svou formulaci německému zoologovi T. Schwannovi (1810-1882), který na základě vlastních dat a závěrů M. Schleidena o vývoji rostlin vyslovil předpoklad, že pokud je jádro přítomno v jakékoli formaci viditelné pod mikroskop, pak je tento útvar buněčný.

Na základě tohoto kritéria formuloval T. Schwann hlavní ustanovení buněčné teorie.

Německý lékař a patolog R. Virchow (1821-1902) vnesl do této teorie další důležitý bod: buňky vznikají teprve dělením původní buňky, tzn.

e. buňky jsou tvořeny pouze z buněk („buňka z buňky“).

Od vzniku buněčné teorie se doktrína buňky jako jednotky struktury, funkce a vývoje organismu neustále rozvíjí. Do konce 19. století byla díky úspěchům mikroskopické technologie objasněna struktura buňky, popsány organely - části buňky, které plní různé funkce, metody tvorby nových buněk (mitóza, meióza) byly studovány a ukázal se prvořadý význam buněčných struktur při přenosu dědičných vlastností.

Využití nejnovějších fyzikálně-chemických výzkumných metod umožnilo proniknout hlouběji do procesů uchovávání a přenosu dědičné informace a také studovat jemnou strukturu každé buněčné struktury. To vše přispělo k oddělení buněčné vědy do samostatného oboru vědění – cytologie.

Buněčná stavba organismů, podobnost stavby buněk všech organismů je základem jednoty organického světa, důkazem příbuznosti živé přírody

Všechny dnes známé živé organismy (rostliny, zvířata, houby a bakterie) mají buněčnou strukturu.

I viry, které nemají buněčnou strukturu, se mohou množit pouze v buňkách. Buňka je základní stavební a funkční jednotka živého tvora, která se vyznačuje všemi svými projevy, zejména metabolismem a přeměnou energie, homeostázou, růstem a vývojem, rozmnožováním a dráždivostí. Přitom právě v buňkách se ukládají, zpracovávají a implementují dědičné informace.

Přes veškerou rozmanitost buněk je jejich strukturální plán stejný: všechny obsahují dědičné informace, ponořený do cytoplazma a okolní buňku plazmatická membrána.

Buňka vznikla jako výsledek dlouhého vývoje organického světa.

Spojení buněk do mnohobuněčného organismu není jednoduchým součtem, protože každá buňka, i když si zachovává všechny vlastnosti vlastní živému organismu, zároveň získává nové vlastnosti díky své specifické funkci.

Na jedné straně lze mnohobuněčný organismus rozdělit na své základní části - buňky, ale na druhé straně jejich opětným spojením nelze obnovit funkce celého organismu, protože pouze v interakci částí se v systému objeví nové vlastnosti. To odhaluje jeden z hlavních vzorů, které charakterizují živé věci – jednotu diskrétního a holistického. Malé velikosti a značný počet buněk vytváří v mnohobuněčných organismech velký povrch nezbytný k zajištění rychlého metabolismu.

Navíc, pokud jedna část těla zemře, její integrita může být obnovena buněčnou reprodukcí. Mimo buňku je ukládání a přenos dědičné informace, ukládání a přenos energie s její následnou přeměnou v práci nemožné. A konečně, rozdělení funkcí mezi buňky v mnohobuněčném organismu poskytlo organismům dostatek příležitostí k přizpůsobení se jejich prostředí a bylo předpokladem pro zvýšení složitosti jejich organizace.

Ustavení jednoty strukturního plánu buněk všech živých organismů tedy posloužilo jako důkaz jednoty původu všeho života na Zemi.

Datum zveřejnění: 19. 10. 2014; Přečteno: 2488 | Porušení autorských práv stránky

studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018 (0,001 s)…

Pouze jeden postulát buněčné teorie byl vyvrácen. Objev virů ukázal, že tvrzení „mimo buňky není život“ je chybné. Ačkoli viry, stejně jako buňky, sestávají ze dvou hlavních složek - nukleové kyseliny a proteinu, struktura virů a buněk je výrazně odlišná, což neumožňuje viry považovat za buněčnou formu organizace hmoty.

Viry nejsou schopny samostatně syntetizovat složky své vlastní struktury - nukleové kyseliny a proteiny - a jejich reprodukce je možná pouze pomocí enzymatických systémů buněk. Virus tedy není elementární jednotkou živé hmoty.

Význam buňky jako elementární stavby a funkce živého tvora, jako centra hlavních biochemických reakcí probíhajících v těle, jako nositele hmotných základů dědičnosti činí z cytologie nejdůležitější obecnou biologickou disciplínu.

BUNĚČNÁ TEORIE

Jak již bylo zmíněno dříve, nauka o buňkách – cytologie, studuje strukturu a chemické složení buněk, funkce intracelulárních struktur, reprodukci a vývoj buněk a adaptaci na podmínky prostředí. Jedná se o komplexní vědu související s chemií, fyzikou, matematikou a dalšími biologickými vědami.

Buňka je nejmenší jednotkou života, která je základem struktury a vývoje rostlinných a živočišných organismů na naší planetě. Je to elementární živý systém schopný sebeobnovy, seberegulace a sebereprodukce.

Ale v přírodě neexistuje žádná univerzální buňka: mozková buňka se liší od svalové buňky stejně jako od jakéhokoli jednobuněčného organismu. Rozdíl přesahuje architekturu – odlišná je nejen struktura buněk, ale i jejich funkce.

A přesto můžeme mluvit o buňkách v kolektivním pojetí. V polovině 19. století na základě již rozsáhlých znalostí o T. cel.

Schwann formuloval buněčnou teorii (1838). Shrnul dosavadní poznatky o buňce a ukázal, že buňka je základní stavební jednotkou všech živých organismů a že buňky rostlin a živočichů jsou strukturou podobné.

Buněčná teorie: vývoj a opatření

Tato ustanovení byla nejdůležitějším důkazem jednoty původu všech živých organismů, jednoty celého organického světa. T. Schwann zavedl do vědy správné chápání buňky jako samostatné jednotky života, nejmenší jednotky života: mimo buňku není život.

Buněčná teorie je jedním z vynikajících zobecnění biologie minulého století, které poskytlo základ pro materialistický přístup k pochopení života a odhalování evolučních souvislostí mezi organismy.

Teorie buněk byla dále rozvíjena v pracích vědců ve druhé polovině 19. století. Bylo objeveno buněčné dělení a byl formulován postoj, že každá nová buňka pochází ze stejné původní buňky prostřednictvím jejího dělení (Rudolf Virchow, 1858). Karl Baer objevil savčí vejce a zjistil, že všechny mnohobuněčné organismy začínají svůj vývoj z jedné buňky a touto buňkou je zygota. Tento objev ukázal, že buňka není pouze jednotkou struktury, ale také jednotkou vývoje všech živých organismů.

Buněčná teorie si zachovala svůj význam dodnes. Byl opakovaně testován a doplněn četnými materiály o struktuře, funkcích, chemickém složení, reprodukci a vývoji buněk různých organismů.

Moderní buněčná teorie obsahuje následující ustanovení:

è Buňka je základní jednotka stavby a vývoje všech živých organismů, nejmenší jednotka živé věci;

è Buňky všech jednobuněčných i mnohobuněčných organismů jsou si podobné (homologní) svou stavbou, chemickým složením, základními projevy životní činnosti a metabolismu;

è Rozmnožování buněk probíhá jejich dělením a každá nová buňka vzniká dělením původní (mateřské) buňky;

è Ve složitých mnohobuněčných organismech se buňky specializují na funkci, kterou vykonávají, a tvoří tkáně; tkáně se skládají z orgánů, které jsou úzce propojeny a jsou podřízeny nervovým a humorálním regulačním systémům.

Obecné rysy nám umožňují mluvit o buňce obecně, což naznačuje nějaký druh průměrné typické buňky. Všechny jeho atributy jsou naprosto reálné objekty, snadno viditelné přes elektronový mikroskop.

Pravda, tyto atributy se změnily – spolu se silou mikroskopů. Schéma buňky vytvořené v roce 1922 pomocí světelného mikroskopu ukazuje pouze čtyři vnitřní struktury; Od roku 1965 jsme na základě dat z elektronové mikroskopie nakreslili již nejméně sedm struktur.

Pokud by navíc schéma z roku 1922 připomínalo spíše abstraktní malbu, pak by moderní schéma dělalo čest realistickému umělci.

Pojďme si tento obrázek přiblížit, abychom lépe prozkoumali jeho jednotlivé detaily.

BUNĚČNÁ STRUKTURA

Buňky všech organismů mají jednotný strukturní plán, který jasně ukazuje shodnost všech životních procesů.

Každá buňka obsahuje dvě neoddělitelně spojené části: cytoplazmu a jádro. Jak cytoplazma, tak jádro se vyznačují složitostí a přísně uspořádanou strukturou a naopak zahrnují mnoho různých strukturních jednotek, které plní velmi specifické funkce.

Shell. Přímo interaguje s vnějším prostředím a interaguje se sousedními buňkami (u mnohobuněčných organismů).

Skořápka je zvykem buňky. Ta bedlivě zajišťuje, aby do buňky nepronikly aktuálně nepotřebné látky; naopak látky, které buňka potřebuje, mohou počítat s její maximální pomocí.

Plášť jádra je dvojitý; sestává z vnitřní a vnější jaderné membrány. Mezi těmito membránami je perinukleární prostor. Vnější jaderná membrána je obvykle spojena s kanály endoplazmatického retikula.

Skořápka jádra obsahuje četné póry.

Vznikají uzavřením vnější a vnitřní membrány a mají různé průměry. Některá jádra, jako jsou jádra vajec, mají mnoho pórů a jsou umístěna v pravidelných intervalech na povrchu jádra. Počet pórů v jaderném obalu se u různých typů buněk liší. Póry jsou umístěny ve stejné vzdálenosti od sebe.

Protože se průměr póru může lišit a v některých případech mají jeho stěny poměrně složitou strukturu, zdá se, že se póry stahují, uzavírají, nebo naopak rozšiřují. Díky pórům se karyoplazma dostává do přímého kontaktu s cytoplazmou. Póry snadno procházejí poměrně velké molekuly nukleosidů, nukleotidů, aminokyselin a proteinů a dochází tak k aktivní výměně mezi cytoplazmou a jádrem.

Cytoplazma. Hlavní substancí cytoplazmy, nazývané také hyaloplazma nebo matrix, je polotekuté prostředí buňky, ve kterém se nachází jádro a všechny organely buňky. Pod elektronovým mikroskopem má celá hyaloplazma umístěná mezi buněčnými organelami jemnozrnnou strukturu.

Vrstva cytoplazmy tvoří různé útvary: řasinky, bičíky, povrchové výrůstky. Ty hrají důležitou roli při pohybu a vzájemném spojení buněk ve tkáni.