A múlt kiemelkedő tudósainak egész galaxisa – Robert Hooke, Anthony van Leeuwenhoek, Theodor Schwann, Mathias Schleiden természettudományi felfedezéseikkel előkészítették az utat a világ legfontosabb ágának kialakulásához. modern biológia tudomány - citológia. A sejt szerkezetét és tulajdonságait vizsgálja, amely az élet elemi hordozója a Földön. A sejttudomány fejlődésének eredményeként megszerzett alapvető ismeretek arra ösztönözték a kutatókat, hogy olyan tudományterületeket hozzanak létre, mint a genetika, a molekuláris biológia és a biokémia.
A bennük végzett tudományos felfedezések teljesen megváltoztatták a bolygó arculatát, és klónok, genetikailag módosított szervezetek és mesterséges intelligencia megjelenéséhez vezettek. Cikkünk segít megérteni a citológiai kísérletek alapvető módszereit és megismerni a sejtek szerkezetét és funkcióit.
Hogyan tanulmányoznak egy sejtet
Mint 500 évvel ezelőtt, a fénymikroszkóp a fő műszer, amely segít a sejt szerkezetének és tulajdonságainak tanulmányozásában. Természetesen a megjelenése és az optikaijellemzőit nem lehet összehasonlítani az apa és fia Janssens vagy Robert Hooke által a 16. század közepén megalkotott első mikroszkópokkal. A modern fénymikroszkópok felbontóképessége 3000-szeresére növeli a sejtszerkezetek méretét. A raszteres szkennerek szubmikroszkópos objektumokról, például baktériumokról vagy vírusokról készíthetnek képeket, amelyek olyan kicsik, hogy nem is sejteket. A citológiában aktívan alkalmazzák a jelölt atomok módszerét, valamint a sejtek in vivo vizsgálatát, aminek köszönhetően a sejtfolyamatok jellemzői tisztázódnak.
Centrifugálás
A sejttartalom frakciókra való szétválasztására, valamint a sejt tulajdonságainak és funkcióinak tanulmányozására a citológia centrifugát használ. Ugyanazon az elven működik, mint az azonos nevű alkatrész a mosógépekben. A centrifugális gyorsulás létrehozásával a készülék felgyorsítja a sejtszuszpenziót, és mivel az organellumok eltérő sűrűségűek, rétegenként telepednek meg. Alján nagy részek, például magok, mitokondriumok vagy plasztidok, a centrifuga desztillálórácsának felső fúvókáiban pedig a citoszkeleton mikrofilamentumai, riboszómák és peroxiszómák találhatók. A keletkező rétegek szétválnak, így kényelmesebb az organellumok biokémiai összetételének jellemzőinek tanulmányozása.
A növények sejtszerkezete
A növényi sejt tulajdonságai sok tekintetben hasonlóak az állati sejtek funkcióihoz. Azonban még egy iskolás fiú is, aki a növényi, állati vagy emberi sejtek fix preparátumait vizsgálja mikroszkóp okulárján keresztül, különbséget talál. Ez geometrikushelyes kontúrok, sűrű cellulóz membrán jelenléte és nagy vakuólumok, amelyek a növényi sejtekre jellemzőek. És még egy különbség, amely teljesen megkülönbözteti a növényeket az autotróf organizmusok csoportjában, a citoplazmában jól látható ovális zöld testek jelenléte. Ezek a kloroplasztok - a növények névjegykártyája. Végül is ők képesek felfogni a fényenergiát, átalakítani az ATP makroerg kötéseinek energiájává, és szerves vegyületeket is képeznek: keményítőt, fehérjéket és zsírokat. A fotoszintézis tehát meghatározza a növényi sejt autotróf tulajdonságait.
Trófikus anyagok független szintézise
Haladjunk el azon a folyamaton, amelynek köszönhetően a kiváló orosz tudós, K. A. Timirjazev szerint a növények kozmikus szerepet játszanak az evolúcióban. Körülbelül 350 ezer növényfaj él a Földön, az egysejtű algáktól, mint a chlorella vagy a chlamydomonas, a 115 méteres magasságot elérő óriásfákig - szequoiákig. Mindegyik felszívja a szén-dioxidot, glükózzá, aminosavakká, glicerinné és zsírsavakká alakítva. Ezek az anyagok nemcsak magának a növénynek szolgálnak táplálékul, hanem a heterotrófoknak nevezett szervezetek is felhasználják: gombák, állatok és emberek. A növényi sejtek olyan tulajdonságai, mint a szerves vegyületek szintetizálásának és létfontosságú anyag - oxigén - képzésének képessége, megerősítik az autotrófok kizárólagos szerepét a földi életben.
Plasztidok osztályozása
Nehéz közömbösnek maradni, ha a virágzó rózsák vagy az őszi erdő színeinek extravagánsán elmélkedünk. A növények színét speciális organellumok - plasztidok - köszönhetik, amelyek csak a növényi sejtekre jellemzőek. Vitatható, hogy összetételükben a speciális pigmentek jelenléte befolyásolja a kloroplasztiszok, kromoplasztok és leukoplasztok funkcióit az anyagcserében. A klorofill zöld pigmentet tartalmazó organellák határozzák meg a sejt fontos tulajdonságait, és felelősek a fotoszintézis folyamatáért. Ezek kromoplasztokká is átalakulhatnak. Ezt a jelenséget figyeljük meg például ősszel, amikor a fák zöld levelei aranyszínűvé, lilává vagy bíborvörössé válnak. A leukoplasztok kromoplasztokká alakulhatnak, például a tejszerű paradicsom narancssárgára vagy vörösre érik. Képesek átjutni a kloroplasztiszokba is, például a burgonyagumó héján zöld szín jelenik meg, ha hosszabb ideig tárolják a fényben.
A növényi szövetképződés mechanizmusa
A magasabb rendű növényi sejtek egyik megkülönböztető jellemzője a kemény és erős héj jelenléte. Általában cellulóz, lignin vagy pektin makromolekulákat tartalmaz. A stabilitás, a nyomással és egyéb mechanikai deformációkkal szembeni ellenállás a növényi szöveteket a legmerevebb természetes szerkezetek csoportjába sorolja, amelyek ellenállnak a nagy terheléseknek (emlékezzünk például a fa tulajdonságaira). Sejtjei között sok citoplazmatikus szál keletkezik, amelyek a membránokon lévő lyukakon haladnak át, amelyek, mint a rugalmas szálak, összevarrják őket.egymás között. Ezért a szilárdság és a keménység a növényi szervezet sejtjeinek fő tulajdonságai.
Plazmolízis és deplazmolízis
A víz, ásványi sók és fitohormonok mozgásáért felelős perforált falak jelenléte a plazmolízis jelensége miatt kimutatható. Helyezzen egy növényi sejtet hipertóniás sóoldatba. A citoplazmájából származó víz kifelé diffundál, és mikroszkóp alatt látni fogjuk a hialoplazma parietális rétegének hámlási folyamatát. A sejt összezsugorodik, térfogata csökken, i.e. plazmolízis történik. Visszaállíthatja az eredeti formát, ha néhány csepp vizet ad egy tárgylemezhez, és az oldat koncentrációja alacsonyabb, mint a sejt citoplazmájában. H2O molekulák jutnak be a héj pórusain keresztül, a sejt térfogata és intracelluláris nyomása megnő. Ezt a folyamatot deplazmolízisnek nevezték.
Az állati sejtek sajátos szerkezete és funkciói
A kloroplasztok hiánya a citoplazmában, vékony, külső héj nélküli membránok, kis vakuolák, amelyek főként emésztési vagy kiválasztási funkciókat látnak el – mindez vonatkozik az állati és emberi sejtekre. Változatos megjelenésük és heterotróf táplálkozási szokásaik további megkülönböztető jellemzők.
Sok sejt, amely különálló organizmus vagy szövet része, képes aktív mozgásra. Ezek emlősök fagocitái és spermiumai, amőba, infusoria-shoe stb. Az állati sejtek szövetekké egyesülnek a membrán feletti komplexnek – a glikokalixnek – köszönhetően. Őglikolipidekből és szénhidrátokhoz kapcsolódó fehérjékből áll, és elősegíti az adhéziót - a sejtmembránok egymáshoz tapadását, ami szövetképződéshez vezet. Az extracelluláris emésztés a glikokalixben is megtörténik. A heterotróf táplálkozási mód meghatározza az emésztőenzimek egész arzenáljának jelenlétét a sejtekben, amelyek speciális organellumokban - lizoszómákban - koncentrálódnak, amelyek a Golgi-készülékben képződnek - a citoplazma kötelező egymembrános szerkezetében.
Az állati sejtekben ezt az organellumát csatornák és ciszternák közös hálózata képviseli, míg a növényekben számos, egymástól eltérő szerkezeti egységnek tűnik. Mind a növényi, mind az állati szomatikus sejtek mitózissal, míg az ivarsejtek meiózissal osztódnak.
Tehát megállapítottuk, hogy az élőlények különböző csoportjainak sejtjeinek tulajdonságai az organellumok mikroszkopikus szerkezetének jellemzőitől és funkcióitól függenek.
