Клетка. Клеточная теория.

Клетка. Клеточная теория

Цитология – наука о клетке.

Клетка – элементарная единица строения, жизнедеятельности, роста, развития и размножения прокариот и эукариот. Термин «клетка» ввел в 1665 году английский естествоиспытатель Роберт Гук описал клеточное строение растений в сочинении «Микрография» (1665 -1669 гг).

Итальянский биолог М. Мальпиги и английский ботаник Н. Грю заложили основы науки о тканях. Нидерландский натуралист Антони Ван Левенгук наблюдал клеточное строение животных, открыл бактерии и простейших, описал пластиды и хроматофоры, одноклеточные водоросли, эритроциты, сперматозоиды (1674, 1676, 1677 гг).

Английский ученый Роберт Броун в 1831 году обнаружил ядро в растительной клетке.

В 1838 году М. Шлейден пришел к выводу, что ткани растений состоят из клеток.

В 1939 году два немецких ученых Теодор Шванн и Маттиас Шлейден независимо друг от друга сформулировали клеточную теорию. Она была опубликована в книге Т. Шванна «Микроскопические исследования».

Ее суть:

1)клетка является элементарной структурной единицей растений и животных;

2) клетки растений и животных гомологичны(сходны) друг другу по своему строению и развитию, но бывают, аналогичны по выполняемой функции.

Немецкий гистолог У.Флеминг в 1880 году открыл деление клеток, ввел термины «амитоз», «митоз», «кариокинез».

В 1858 году немецкий патолог Р.Вирхов сформулировал положение теории «Каждая клетка возникает из клетки».

К.Бэр показал, что любой многоклеточный организм развивается из одной клетки – зиготы. В 1828 году он сформулировал закон зародышевого сходства. Русский естествоиспытатель, основатель эмбриологии

Современная клеточная теория состоит из 4-х положений:

1. Все организмы состоят из клеток, те имеют клеточное строение. Клетка – элементарная единица строения, жизнедеятельности, размножения и развития прокариот и эукариот. Клетка представляет собой открытую, живую систему, способную к саморегуляции, самообновлению и воспроизведению. Вне клетки жизни нет.

2. Клетки всех организмов сходны по строению, химическому составу, процессам жизнедеятельности и обмену веществ.

3. Размножение клеток происходит путем их деления, каждая новая клетка образуется в результате деления исходной материнской клетки.

4. В многоклеточных организмах клетки дифференцированы по строению и функциям. Они объединены в ткани, органы, системы органов, образуя целостную систему. Рост и развитие клеточных организмов – следствие роста и размножения одной или нескольких исходных клеток.

Значение теории: создание теории послужило возникновению науки цитологии и формированию представления об общности происхождения и единства всего живого.

Вирусы

Вирусология – наука, изучающая вирусы. В переводе с латинского «вирус» означает «яд».

Вирусы – неклеточные формы жизни, облигатные (обязательные) паразиты клеток, вызывающие разные заболевания. Вирусы вызывают такие болезни, как: бешенство, дифтерия, оспа, гепатит, грипп, корь, краснуха, ОРЗ, паротит, полиомиелит, СПИД, ящур, энцефалит, тиф. Вироиды- низкомолекулярные одноцепочечные вирусные РНК.

Паразиты бактерий называются бактериофагами (открыл в 1915 году Ф.Туорт).

Вирусы открыты в 1892 году русским ученым Д.И. Ивановским на объекте «вирус табачной мозаики».

Вирусы обладают следующими специфическими чертами:

1) Имеют микроскопические размеры, не задерживаются на фильтрах.

2) Имеют простую организацию, стоят из нуклеиновой кислоты и белка.

3) Имеют неклеточное строение.

4) Имеют высокую скорость размножения.

5) Носителем наследственной информации является либо ДНК, либо РНК.

6) Во внешней среде имеют форму кристаллов, не проявляя никаких свойств живого.

7) Не потребляют пищи, не вырабатывают энергию, не растут, не имеют обмена веществ.

8) Занимают пограничное положение между живой и неживой материей.

9) Никогда не размножаются деление и вне клетки хозяина.

Вирусы имеют разнообразные формы:

1) палочковидные (вирус табачной мозаики)

2) пулевидные (вирус бешенства)

3) сферические (полиомиелит, ВИЧ)

4) Нитевидные (филовирусы)

5) Многогранные (бактериофаги)

Вирусов известно более тысячи. Хотя они не имеют клеточного строения, их все-таки относят к специфичным живым организмам. Входят они в империю Доклеточные, царство Vira. Вирусы представляют собой нуклеопротеиды, состоящие из нуклеиновой кислоты и нескольких белков, образующих оболочку вокруг нее – капсид. Вирусная частица называется вирион.

В отличие от клеточных организмов вирусы содержат только одну из нуклеиновых кислот, либо ДНК, либо РНК. Поэтому их делят на 2 группы – ДНК- содержащие или РНК – содержащие. Геном вирусов может быть представлен одноничтатыми и двунитчатыми молекулами ДНК и РНК.

Двунитчатые ДНК имеет вирус оспы, аденовирус. Двунитчатая РНК у вирусов насекомых. Однонитчатая РНК у вируса энцефалита, краснухи, кори, бешенства, гриппа.

Вирусы имеют сходство с живыми организмами:
1) Способны к размножению, обладают наследственностью и изменчивостью.

2) Им характерна приспособляемость к меняющимся условиям среды.

Жизненный цикл вируса имеет две фазы – внеклеточную (покоящуюся и внутриклеточную (размножающуюся). Вне клетки вирион не проявляет никаких признаков жизни. Во время внутриклеточной фазы вирус существует в виде делящейся молекулы ДНК или РНК и его генетический материал служит для синтеза клеткой хозяина специфичных вирусных белков. Покоящуюся генетическую программу приводит в действие контакт с подходящей живой клеткой и вторжение в нее вирусной нуклеиновой кислоты.

Взаимодействие вируса и клетки происходит поэтапно:

1. вирус прикрепляется к определенной клетке, имеющей на поверхности специальные рецепторы.

2. Проникновение вирусной частицы в клетку хозяина через мембрану.

3. Разрушение лизосомами вирусных белков, освобождение нуклеиновой кислоты.

4. Размножение проникшего в клетку вируса: репликация вирусного генома и самосборка капсида.

Стадии размножения вирусов:

1. Адсорбция – процесс прикрепления вирусных частиц к поверхности клетки.

2. Инъекция – проникновение вирусной частицы в клетку и высвобождение вирусной нуклеиновой кислоты из белкового капсида.

3. Репликация молекул вирусной нуклеиновой кислоты за счет нуклеотидов клетки.

4. Синтез вирусных белков на рибосомах.

5. Сборка вирусных частиц, осуществляется из вирусных нуклеиновых кислот и белков пораженной клетки.

6. Выход вирусных частиц из пораженной клетки. Сопровождается выход либо разрушением клетки, либо происходит выпячивание оболочки клетки и выталкивание вирионов в среду.

СПИД – синдром приобретенного иммунодефицита человека, заболевание, вызванное поражением ВИЧ определенных лейкоцитов – Т4-лимфоцитов (хелперов), что снижает защитные свойства организма, нарушает работу всей иммунной системы.

ВИЧ относится к ретровирусам (онкогенным), имеет сферическую форму, диаметром 100-150 нм. Наружная оболочка состоит из мембраны с встроенными рецепторными образованиями. Под оболочкой находится капсид, внутри которого две молекулы вирусной РНК, каждая содержит 9 генов ВИЧ и фермент, осуществляющий синтез ДНК с вирусной РНК.

Пути передачи заболевания:

1) Половым способом, когда один из партнеров болен.

2)Прямое заражение крови: при использовании шприцев, загрязненных материалом. Содержащим вирус, при переливании крови донора, зараженного СПИДом, при использовании чужой зубной щетки, содержащей кровь больного, при нанесении татуировок, пирсинга, при прокалывании ушей.

3) передача от матери: плоду во время беременности или ребенку при грудном вскармливании.