Клітинна теорія

Вперше клітинну будову спостерігав англійський натураліст Р. Гук в 1665 р у рослин за допомогою вдосконаленого їм мікроскопа- він же ввів термін "клітина".

Англійський ботанік Р. Броун в 1831 р описав ядро рослинної клітини. Але перші кроки до розкриття і розуміння ролі клітинного ядра зробив німецький ботанік М. Шлейден в 1838 р Німецький зоолог Т. Шванн крім власних досліджень використовував дані М. Шлейдена, Я. Пуркине і інших вчених, вказавши на загальний принцип клітинної будови і зростання тканинних структур тварин і рослин. Йому належить заслуга оформлення клітинної теорії, відповідала рівню розвитку науки того часу (1839). Надалі клітинна теорія була поширена і на одноклітинні організми, були сформовані уявлення про ядро і цитоплазмі як про найголовніших компонентах клітини. Німецький вчений Р. Вірхов в 1858 р обгрунтував принцип спадкоємності клітин шляхом їх поділу - кожна клітина з клітини.

Всі основні положення клітинної теорії зберегли значення і зараз. У сучасному вигляді теорія містить чотири основні висновки:

1. Клітина є найменшою, елементарною одиницею живого, поза клітиною немає життя. Цей постулат клітинної теорії поширюється як на еукаріотичні, так і на прокариотические клітини, як на одноклітинні, так і на багатоклітинні організми.

2. Клітини збільшуються в числі, розмножуються, тільки шляхом розподілу вихідної (батьківської) клітини, чому передує процес подвоєння її генетичного матеріалу (ДНК). Отже, поділ клітини призводить до рівномірного і равнокачественнимі розподілу молекул ДНК за двома новими (але однаковим за змістом і за властивостями їх ДНК) клітин. Але для того щоб подвоїти ДНК (хромосоми) і відповідно подвоїти свою масу і розміри, а потім розділитися, вихідної клітці необхідно провести величезну синтетичну роботу: з простих речовин створити складні полімерні органічні молекули. Тому-то клітинна теорія говорить, що клітина може відбуватися тільки від клітини (закон Р. Вірхова). Будь-які інші шляхи виникнення клітин науці не відомі.

клітини епітелію

3. Клітини подібні за своїм основним властивостями і будовою (гомологічних). Це положення теорії має на увазі, що така гомологія клітин визначається спільністю їх походження. Звичайно, прокариотические клітини влаштовані простіше, ніж еукаріотичні, але ті й інші мають в принципі дуже схожі шляхи обміну речовин, подібні основні структурні частини (мембрани, рибосоми, скоротні нитки і ін.). Тому є всі підстави вважати, що еукаріотичні клітини походять від спільних предків з прокариотическими.

Клітини еукаріотичних багатоклітинних організмів надзвичайно різноманітні як за формою, так і по внутрішньої організації. Однак всі вони містять одні й ті ж органели, у них одні й ті ж загальні обмінні процеси. Різниця ж - в спеціалізації: нервові клітини, наприклад, призначені для утворення і передачі нервового сигналу, м`язові - для створення механічної тяги. У останніх сильно розвинена спеціальна система фібрил (ниток), укорочення яких призводить до скорочення м`язів. У нервовій клітині теж є елементи сократимого апарату, але він виражений слабо. Зате в нервових клітинах сильно розвинена система спеціальних каркасних нитчастих структур - цитоскелет, який підтримує многоотростчатую форму нервової клітини, а її плазматична мембрана особливо спеціалізована для проведення електричного сигналу.

Іншими словами, схожість різних клітин полягає в схожості основних життєвих процесів, які йдуть на загальних для всіх клітин структурах (органелах), а відмінність їх визначається різною спеціалізацією в складі багатоклітинного організму-в одноклітинних - їх пристосуванням до середовища проживання.

4. У багатоклітинних еукаріотичних організмів виникнення різних за властивостями клітин - диференціювання клітин (Див. Клітинна спеціалізація (диференціювання) визначається тим, що в різних органах, в різних клітинах активовані, т. е. працюють, різні гени. Дійсно, якщо клітина походить від клітини і поділу її передує копіювання (подвоєння) генетичного матеріалу (хромосом), то в міру зростання зародка все клітини повинні володіти однаковим набором генів і однаковими властивостями. Але в міру розвитку ембріона у нього з`являються різні клітинні системи - тканини, з різними властивостями (покривні, з`єднувальні, нервові, м`язові).

Чим же визначається виникнення цих відмінностей? Сучасна біологія пояснює появу клітинних відмінностей (диференціювання) тим, що в різних спеціалізованих клітинах активуються різні гени (наприклад, гени, що визначають особливий розвиток скоротних структур в м`язах). У той же час гени, що забезпечують життєздатність клітин, їх загальний обмін речовин, активні в будь-яких клітинах, що і визначає схожість їхніх спільних хімічних і структурних характеристик організації.

Джерело: Енциклопедичний словник юного біолога. Укладач Аспиз М. Е. Видавництво "Педагогіка", Москва, 1985