Современная теория клеток

Содержание

• TL; DR (слишком долго; не читал)
• История классической интерпретации клеточной теории
• Современная интерпретация современной теории клеток
• Вся жизнь началась как одноклеточный организм
• Клетка: основная единица структуры и функции во всех живых организмах
• Митоз: все клетки происходят из отдела уже существующих клеток
• Поток энергии внутри клеток
• Все клетки содержат форму ДНК
• Сходство в клетках схожих видов
• Некоторые организмы одноклеточные
• Все живые существа состоят из одной или нескольких клеток
• Действия независимых клеток стимулируют активность живого организма
• Вирусы: зомби биологического мира - это не клетки

Современная теория клеток - это еще не все современный когда понимаешь, как давно это возникло. Имея корни в середине 17-го века, многочисленные ученые и исследователи того времени внесли свой вклад в принципы классической теории клеток, которые постулировали, что клетки представляют собой основные строительные блоки жизни; вся жизнь состоит из одной или нескольких клеток, и создание новых клеток происходит, когда старые клетки делятся на две.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Классическая интерпретация современной теории клеток начинается с предпосылки, что вся жизнь состоит из одной или нескольких клеток, клетки представляют собой основные строительные блоки жизни, все клетки являются результатом деления ранее существовавших клеток, клетка представляет собой единицу структуры и расположение во всех живых организмах и, наконец, что клетка имеет двойственное существование как уникальная, отличительная сущность и как фундаментальный строительный блок в рамках всех живых организмов.

История классической интерпретации клеточной теории

Первый человек, который наблюдал и обнаружил камеру, Роберт Гук (1635-1703), сделал это с помощью грубого составного микроскопа - изобретенного в конце 16-го века Захарией Янссеном (1580-1638), голландским мастером зрелищ, помощь от отца - и система освещения, разработанная Хуком в качестве куратора экспериментов для Лондонского королевского общества.

Гук опубликовал свои выводы в 1665 году в своей книге «Микрофагия», в которой были нарисованы от руки наброски его наблюдений. Гук обнаружил растительные клетки, когда осмотрел тонкий кусочек пробки через линзу своего преобразованного составного микроскопа. Он видел множество микроскопических отсеков, которые напоминали ему те же структуры, что и в сотах. Он назвал их «клетками», и название застряло.

Голландский ученый Энтони ван Леувенхук (1632-1705), торговец днем ​​и студент, изучающий биологию самостоятельно, стремился раскрыть тайны окружающего его мира, и, хотя он и не получил официального образования, он сделал важные открытия в этой области. биологии. Левенгук обнаружил бактерии, простейшие, сперматозоиды и клетки крови, коловратки и микроскопические нематоды и другие микроскопические организмы.

Исследования Leewenhoeks принесли ученым того времени новый уровень осведомленности о микроскопической жизни, побудив других к тому, кто, в конце концов, внесет свой вклад в развитие современной теории клеток. Французский физиолог Анри Дутроче (1776-1847) первым заявил, что клетка является основной единицей биологической жизни, но ученые отдают должное развитию современной теории клеток немецкому физиологу Теодору Шванну (1810-1882), немецкому ботанику Матиасу Якобу. Шлейден (1804-1881) и немецкий патолог Рудольф Вирхов (1821-1902). В 1839 году Шванн и Шлейден предположили, что клетка является основной единицей жизни, а Вирхов в 1858 году пришел к выводу, что новые клетки происходят из уже существующих клеток, дополняя основные принципы классической теории клеток. (Для Шванна, Шлейдена и Вирхова см. Https://www.britannica.com/biography/Theodor-Schwann, https://www.britannica.com/biography/Matthias-Jakob-Schleiden и https: //www.britannica. .com / биография / Рудольф-Вирхов.)

Современная интерпретация современной теории клеток

Ученые, биологи, исследователи и ученые, хотя и все еще использующие фундаментальные принципы теории клеток, делают вывод о современной интерпретации теории клеток:

Вся жизнь началась как одноклеточный организм

Ученые проследили всю свою жизнь до одного общего одноклеточного предка, который жил примерно 3,5 миллиарда лет назад, впервые предложенного эволюционистом Чарльзом Дарвином более 150 лет назад.

Одна теория предполагает, что каждый из организмов, относящихся к трем основным областям биологии, Археи, Бактерии и Эукарья, произошел от трех отдельных предков, но биохимик Дуглас Теобальд из Университета Брандейса в Уолтеме, штат Массачусетс, оспаривает это. В статье на веб-сайте National Geographic он говорит, что шансы на то, что это произойдет, астрономические, примерно от 1 к 10 до 2680-й степени. Он пришел к такому выводу после расчета шансов с использованием статистических процессов и компьютерных моделей. Если то, что он говорит, подтверждается, то идея, которой придерживается большинство всех коренных жителей планеты, верна: все связано.

Люди перемешиваются в 37,2 триллиона клеток. Но все люди, как и любое другое живое существо на планете, начали жизнь как одноклеточный организм. После оплодотворения одноклеточный эмбрион, называемый зиготой, начинает быстрый перегруз, начиная первое деление клеток через 24-30 часов после оплодотворения. Клетка продолжает экспоненциально делиться в течение дней, когда эмбрион перемещается из фаллопиевой трубы человека, чтобы внедриться в матку, где он продолжает расти и делиться.

Клетка: основная единица структуры и функции во всех живых организмах

В то время как внутри тела, безусловно, есть вещи меньшего размера, чем в живых клетках, отдельная клетка, как и блок Lego, остается основной единицей структуры и функции всех живых организмов. Некоторые организмы содержат только одну клетку, в то время как другие многоклеточные. В биологии существует два типа клеток: прокариоты и эукариоты.

Прокариоты представляют собой клетки без ядра и мембранных органелл, хотя они имеют ДНК и рибосомы. Генетический материал в прокариоте существует внутри мембранных стенок клетки вместе с другими микроскопическими элементами. Эукариоты, с другой стороны, имеют ядро ​​внутри клетки и связаны внутри отдельной мембраны, а также с оболочечными органеллами. Эукариотические клетки также имеют то, чего не имеют прокариотические клетки: организованные хромосомы для сохранения генетического материала.

Митоз: все клетки происходят из отдела уже существующих клеток

Клетки рождают другие клетки уже существующей клеткой, делящейся на две дочерние клетки. Ученые называют этот процесс митозом - делением клеток, потому что одна клетка производит две новые генетически идентичные дочерние клетки. Хотя митоз возникает после полового размножения по мере развития и роста зародыша, он также происходит на протяжении всей жизни живых организмов, заменяя старые клетки новыми.

Классически разделенный на пять отдельных фаз, клеточный цикл в митозе включает в себя профазу, прометафазу, метафазу, анафазу и телофазу. В перерыве между клеточным делением интерфазный представляет часть фазы клеточного цикла, где клетка делает паузу и делает перерыв. Это позволяет клетке развиваться и удваивать свой внутренний генетический материал, когда она готовится к митозу.

Поток энергии внутри клеток

Множественные биохимические реакции происходят внутри клетки. В сочетании эти реакции составляют метаболизм клеток. Во время этого процесса некоторые химические связи в реактивных молекулах разрываются, и клетка получает энергию. Когда появляются новые химические связи для производства продуктов, это высвобождает энергию в клетке. Экзергонические реакции возникают, когда клетка выделяет энергию в окружающую среду, образуя более прочные связи, чем разрушенные. В эндергонических реакциях энергия поступает в клетку из окружающей ее среды, создавая более слабые химические связи, чем разрушенные.

Все клетки содержат форму ДНК

Чтобы размножаться, клетка должна иметь некоторую форму дезоксирибонуклеиновой кислоты, самовоспроизводящегося вещества, присутствующего во всех живых организмах в качестве основных элементов хромосом. Поскольку ДНК является носителем генетических данных, информация, хранящаяся в исходных клетках ДНК, дублируется в дочерних клетках. ДНК обеспечивает синий цвет для окончательного развития клетки или, в случае эукариотических клеток в растительном и животном царстве, например синий для многоклеточной формы жизни.

Сходство в клетках схожих видов

Причина, по которой биологи классифицируют и классифицируют все формы жизни, состоит в том, чтобы понять свои позиции в иерархии всей жизни на планете. Они используют систему таксономии Линнея для ранжирования всех живых существ по областям, царствам, типам, классам, порядку, семье, роду и видам. Делая это, биологи узнали, что в организмах схожих видов отдельные клетки содержат в основном одинаковый химический состав.

Некоторые организмы одноклеточные

Все прокариотические клетки в основном одноклеточные, но есть свидетельства того, что многие из этих одноклеточных клеток объединяются, образуя колонию для разделения труда. Некоторые ученые считают эту колонию многоклеточной, но отдельные клетки не нуждаются в колонии, чтобы жить и функционировать. Все живые организмы, относящиеся к доменам бактерий и архей, являются одноклеточными. Простейшие и некоторые формы водорослей и грибов, клетки с отчетливым и отдельным ядром, также являются одноклеточными организмами, организованными под доменом Eukarya.

Все живые существа состоят из одной или нескольких клеток

Все живые клетки в доменах бактерий и архей состоят из одноклеточных организмов. Под доменом Eukarya живые организмы в королевстве Protista - одноклеточные организмы с отдельно идентифицированным ядром. Протисты включают простейшие, слизистые плесени и одноклеточные водоросли. Другие королевства под доменом Eukarya включают Грибы, Plantae и Animalia. Дрожжи в царстве грибов являются одноклеточными, но другие грибы, растения и животные представляют собой многоклеточные сложные организмы.

Действия независимых клеток стимулируют активность живого организма

Действия внутри одной клетки заставляют ее двигаться, поглощать или высвобождать энергию, размножаться и процветать. В многоклеточных организмах, таких как человек, клетки развиваются по-разному, каждый со своими индивидуальными и независимыми задачами. Некоторые клетки объединяются в мозг, центральную нервную систему, кости, мышцы, связки и сухожилия, основные органы тела и многое другое. Каждое из отдельных действий клетки работает вместе на благо всего тела, чтобы оно могло функционировать и жить. Клетки крови, например, функционируют на многих уровнях, доставляя кислород к необходимым частям тела; борьба с патогенами, бактериальными инфекциями и вирусами; и выпуск углекислого газа через легкие. Болезнь возникает, когда одна или несколько из этих функций выходят из строя.

Вирусы: зомби биологического мира - это не клетки

Ученые, биологи и вирусологи все не согласны с природой вирусов, потому что некоторые эксперты считают их живыми организмами, но они не содержат никаких клеток вообще. Хотя они имитируют многие признаки, обнаруженные в живых организмах, согласно определениям, приведенным в современной теории клеток, они не являются живыми организмами.

Вирусы - это зомби биологического мира. Живя на ничейной земле в серой зоне между жизнью и смертью, когда за пределами клеток вирусы существуют в виде капсида, заключенного в белковую оболочку, или в виде простой белковой оболочки, иногда заключенной в мембрану. Капсид заключает в себе и хранит материал РНК или ДНК, который содержит коды вируса.

Как только вирус проникает в живой организм, он находит клеточного хозяина, в который вводится его генетический материал. Когда он делает это, он перекодирует ДНК клеток-хозяев, принимая на себя функцию клеток. Затем зараженные клетки начинают продуцировать больше вирусного белка и воспроизводить генетический материал вирусов, распространяя болезнь по всему живому организму. Некоторые вирусы могут долго оставаться спящими внутри клеток-хозяев, не вызывая очевидных изменений в клетке-хозяине, называемой лизогенной фазой. Но после стимуляции вирус вступает в литическую фазу, где новые вирусы реплицируются и самоорганизуются, прежде чем убить клетку-хозяина, когда вирус взрывается, чтобы заразить другие клетки.