Sejtelmélet

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. március 17-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 18 szerkesztést igényelnek .

A sejtelmélet  az egyik általánosan elismert biológiai általánosítás, amely megerősíti a növények , állatok és más sejtszerkezetű élőlények világának szerkezeti és fejlődési elvének egységét, amelyben a sejtet egyetlen szerkezeti elemnek tekintik. élő organizmusok.

A sejtelmélet a 19. század közepén megfogalmazott biológia alapvető elmélete , amely alapot adott az élővilág törvényeinek megértéséhez és az evolúciós doktrína fejlődéséhez . Matthias Schleiden és Theodor Schwann számos sejtkutatás alapján fogalmazta meg a sejtelméletet (1838-1839). Később Rudolf Virchow (1858) kiegészítette a legfontosabb tétellel: „minden sejt egy másik sejtből származik”.

Schleiden és Schwann a sejtről rendelkezésre álló ismereteket összegezve bebizonyították, hogy a sejt minden élőlény alapegysége . Az állati sejtek , növények és baktériumok szerkezete hasonló. Később ezek a következtetések váltak az organizmusok egységének bizonyításának alapjává. T. Schwann és M. Schleiden bevezette a sejt alapfogalmát a tudományba: a sejteken kívül nincs élet.

A sejtelméletet többször kiegészítették és szerkesztették.

A schleideni sejtelmélet rendelkezései - Schwann

A sejtelmélet alapjait, amelyeket végül Theodor Schwann fektetett le, a következőképpen lehet megfogalmazni:

1855-ben Rudolf Virchow alkalmazta a sejtelméletet az orvostudományban, kiegészítve a következő fontos rendelkezésekkel:

A modern sejtelmélet főbb rendelkezései

A sejtelmélet további rendelkezései

Annak érdekében, hogy a sejtelmélet még teljesebben összhangba kerüljön a modern sejtbiológia adataival, rendelkezéseinek felsorolását gyakran kiegészítik és bővítik. Sok forrásban ezek a kiegészítő rendelkezések eltérnek, halmazuk meglehetősen önkényes.

Történelem

17. század

1665 – R. Hooke angol fizikus "Mikrográfia" című munkájában leírja egy parafa szerkezetét, amelynek vékony részein helyesen elhelyezkedő üregeket talált. Hooke ezeket az üregeket "pórusoknak vagy sejteknek" nevezte. A hasonló szerkezet jelenléte más növényrészekben is ismert volt.

1670-es évek - M. Malpighi olasz orvos és természettudós , valamint N. Grew angol természettudós "zsákokat vagy hólyagokat" írt le a különböző növényi szervekben, és megmutatta a sejtszerkezet széles körű elterjedését a növényekben. A sejteket A. Leeuwenhoek holland mikroszkóp ábrázolta rajzain . Ő volt az első, aki felfedezte az egysejtű élőlények világát – írta le a baktériumokat és a protisták (csillós állatok).

A 17. század kutatói, akik kimutatták a növények "sejtszerkezetének" elterjedtségét, nem értékelték a sejt felfedezésének jelentőségét. A sejteket üregeknek képzelték el a növényi szövetek folytonos tömegében. Grew a sejtfalakat rostoknak tekintette, ezért bevezette a "szövet" kifejezést a textilszövet analógiájára. Az állati szervek mikroszkópos szerkezetének vizsgálata véletlenszerű természetű volt, és nem szolgáltatott semmilyen információt a sejtszerkezetükről.

18. század

A 18. században történtek első kísérletek a növényi és állati sejtek mikroszerkezetének összehasonlítására. KF Wolf a Generáció elméletében (1759) megpróbálja összehasonlítani a növények és állatok mikroszkópos szerkezetének fejlődését. Wolf szerint az embrió mind a növényekben, mind az állatokban egy szerkezet nélküli anyagból fejlődik ki, amelyben a mozgások csatornákat (ereket) és üregeket (sejteket) hoznak létre. A Wolff által idézett tényeket ő tévesen értelmezte, és nem adtak új ismereteket a tizenhetedik századi mikroszkóposok számára ismertekhez. Elméleti elképzelései azonban nagyrészt a jövő sejtelméletének gondolatait vetették előre.

század első fele

A 19. század első negyedében jelentősen elmélyültek a növények sejtszerkezetével kapcsolatos elképzelések, ami a mikroszkóp kialakításának jelentős fejlesztéseivel (különösen az akromatikus lencsék létrehozásával ) kapcsolatos.

Link és Moldenhower megállapítja, hogy a növényi sejteknek független falaik vannak. Kiderült, hogy a sejt egyfajta morfológiailag izolált szerkezet. 1831-ben G. Mol bebizonyítja, hogy a növények olyan látszólag nem sejtes szerkezetei is sejtekből fejlődnek ki, mint a víztartók.

F. Meyen a "Phytotomy" (1830) című művében leírja a növényi sejteket , amelyek "vagy egyediek, így minden sejt egy különleges egyed , mint az algákban és gombákban, vagy pedig jobban szervezett növényeket alkotva több és kisebb tömegek. Meyen hangsúlyozza az egyes sejtek anyagcseréjének függetlenségét.

1831-ben Robert Brown leírja a sejtmagot , és azt sugallja, hogy az a növényi sejt állandó része.

The Purkinje School

1801-ben Vigia bevezette az állati szövet fogalmát, de anatómiai előkészítés alapján izolálta a szöveteket, és nem használt mikroszkópot. Az állati szövetek mikroszkopikus szerkezetére vonatkozó elképzelések kialakulása elsősorban Purkinje kutatásaihoz kötődik , aki Breslauban alapította iskoláját.

Purkinje és tanítványai (különösen meg kell említeni G. Valentint) első és legáltalánosabb formában tárták fel az emlősök (beleértve az embert is) szöveteinek és szerveinek mikroszkópos szerkezetét. Purkinje és Valentin az egyes növényi sejteket egyedi mikroszkopikus állati szövetszerkezetekkel hasonlította össze, amelyeket Purkinje leggyakrabban "magoknak" nevezett (egyes állati struktúrákra a "sejt" kifejezést használták iskolájában).

1837-ben Purkinje előadássorozatot tartott Prágában. Ezekben a gyomormirigyek felépítésével, az idegrendszerrel stb. kapcsolatos megfigyeléseiről számolt be. A jelentéséhez csatolt táblázatban az állati szövetek egyes sejtjeiről tiszta képeket adtak. Ennek ellenére Purkinje nem tudta megállapítani a növényi sejtek és az állati sejtek homológiáját (összehasonlíthatóságát):

  • először is a szemek alatt sejteket vagy sejtmagokat ért;
  • másodszor, a "sejt" kifejezést akkor szó szerint "falakkal határolt térként" értelmezték.

Purkinje a növényi sejteket és az állati "magvakat" analógia, nem pedig e struktúrák homológiája szempontjából hasonlította össze (az "analógia" és a "homológia" fogalmát a mai értelemben).

A Müller iskola és Schwann munkássága

A második iskola, ahol az állati szövetek mikroszkópos szerkezetét tanulmányozták, Johannes Müller berlini laboratóriuma volt. Müller a háti húr (akkord) mikroszkópos szerkezetét tanulmányozta; tanítványa, Henle publikált egy tanulmányt a bélhámról, amelyben ismertette annak különféle típusait és sejtszerkezetét.

Itt végezték el Theodor Schwann klasszikus tanulmányait, megalapozva a sejtelméletet. Schwann munkásságát erősen befolyásolta Purkinje és Henle iskola . Schwann megtalálta a helyes elvet a növényi sejtek és az állatok elemi mikroszkopikus szerkezetének összehasonlítására. Sikerült homológiát megállapítania és a megfelelést bizonyítani a növények és állatok elemi mikroszkopikus szerkezetének felépítésében és növekedésében.

A Schwann-sejtben található sejtmag jelentőségét Matthias Schleiden kutatásai indokolták, aki 1838-ban publikálta Materials on Phytogenesis című munkáját. Ezért Schleident gyakran a sejtelmélet társszerzőjének nevezik. A sejtelmélet alapgondolata - a növényi sejtek és az állatok elemi struktúráinak megfeleltetése - idegen volt Schleidentől. Megfogalmazta a szerkezet nélküli anyagból történő új sejtképződés elméletét, mely szerint először a sejtmag a legkisebb szemcsésségből kondenzálódik, és körülötte mag keletkezik, amely a sejt alkotója (citoblaszt). Ez az elmélet azonban téves tényeken alapult.

1838-ban Schwann 3 előzetes jelentést tett közzé, 1839-ben pedig klasszikus munkája jelent meg "Mikroszkópos vizsgálatok az állatok és növények szerkezetének és növekedésének megfeleltetéséről", amelynek már a címében is kifejezésre jut a sejtelmélet fő gondolata. :

  • A könyv első részében a notochord és a porc szerkezetét vizsgálja , bemutatva, hogy elemi szerkezetük - sejtjeik - ugyanúgy fejlődnek. Továbbá bebizonyítja, hogy az állati szervezet más szöveteinek és szerveinek mikroszkópos szerkezete is sejtek, amelyek összehasonlíthatók a porc- és húrsejtekkel.
  • A könyv második része a növényi sejteket és az állati sejteket hasonlítja össze, és bemutatja ezek megfeleltetését.
  • A harmadik rész elméleti rendelkezéseket dolgoz ki, és megfogalmazza a sejtelmélet alapelveit. Schwann kutatásai formalizálták a sejtelméletet, és bizonyították (az akkori ismeretek szintjén) az állatok és növények elemi szerkezetének egységét. Schwann fő hibája az volt, hogy Schleiden nyomán véleményt alkotott arról, hogy a sejtek szerkezet nélküli, nem sejtes anyagból származhatnak.

A sejtelmélet fejlődése a 19. század második felében

A 19. század 1840-es évei óta a sejtelmélet az egész biológia figyelmének középpontjában áll, és gyorsan fejlődik, és a tudomány önálló ágává - citológiává - vált .

A sejtelmélet továbbfejlesztéséhez elengedhetetlen volt annak kiterjesztése a szabadon élő sejteknek elismert protistákra (protozoákra) (Siebold, 1848).

Ekkor megváltozik a sejt összetételének ötlete. Tisztázzuk a korábban a sejt leglényegesebb részének elismert sejtmembrán másodlagos fontosságát, valamint a protoplazma (citoplazma) és a sejtmag (Mol, Kohn, L. S. Tsenkovsky , Leydig , Huxley) fontosságát . előtérbe került , amely kifejezést a sejt M. Schulze által 1861-ben adott definíciójában találta meg:

A sejt egy protoplazma csomó, benne egy sejtmaggal.

1861-ben Brucco elméletet terjeszt elő az általa „elemi szervezetként” definiált sejt összetett szerkezetéről, tisztázza a Schleiden és Schwann által továbbfejlesztett, szerkezet nélküli anyagból (citoblasztéma) történő sejtképződés elméletét. Megállapítást nyert, hogy az új sejtek képződésének módja a sejtosztódás, amelyet először Mole vizsgált fonalas algákon. A cytoblastema botanikai anyagokon alapuló elméletének megcáfolásában fontos szerepet játszottak Negeli és N. I. Zhele tanulmányai.

Az állatok szöveti sejtjeinek osztódását 1841-ben Remak fedezte fel . Kiderült, hogy a blastomerek töredezettsége egymást követő felosztások sorozata (Bishtyuf, N. A. Kelliker). A sejtosztódás egyetemes elterjedésének gondolatát, mint új sejtek kialakításának módját R. Virchow egy aforizma formájában rögzíti:

"Omnis cellula ex cellula".
Minden sejt egy sejtből.

A sejtelmélet 19. századi fejlődésében éles ellentmondások merülnek fel, amelyek a mechanisztikus természetfelfogás keretei között kialakult sejtelmélet kettős természetét tükrözik. Már Schwannban is kísérletet tesznek arra, hogy a szervezetet sejtek összegének tekintsék. Ezt az irányzatot különösen Virchow „Cellular Pathology” (1858) című művében fejti ki.

Virchow munkája kétértelmű hatással volt a sejttudomány fejlődésére:

  • A sejtelméletet kiterjesztette a patológia területére, ami hozzájárult a sejtdoktrína egyetemességének felismeréséhez. Virchow munkája megszilárdította Schleiden és Schwann citoblasztéma elméletének elutasítását, felhívta a figyelmet a sejt leglényegesebb részeként elismert protoplazmára és sejtmagra.
  • Virchow a sejtelmélet fejlődését a szervezet tisztán mechanisztikus értelmezésének útján irányította.
  • Virchow a sejteket az önálló lény szintjére emelte, aminek következtében a szervezetet nem egésznek, hanem egyszerűen sejtek összegének tekintették.

20. század

A 19. század második felétől a sejtelmélet egyre inkább metafizikus jelleget kapott, amelyet Ferworn sejtfiziológiája is megerősít, aki a testben végbemenő bármely élettani folyamatot az egyes sejtek fiziológiai megnyilvánulásainak egyszerű összegének tekintette. A sejtelmélet ezen fejlődési vonalának végén megjelent a "sejtállapot" mechanisztikus elmélete, amelyet többek között Haeckel is támogatott. Ezen elmélet szerint a testet az állammal, sejtjeit pedig a polgárokkal hasonlítják össze. Egy ilyen elmélet ellentmondott a szervezet integritásának elvének.

A sejtelmélet fejlesztésének mechanisztikus irányát élesen bírálták. 1860-ban I. M. Sechenov bírálta Virchow sejt ötletét. Később a sejtelméletet más szerzők kritikai értékelésnek vetették alá. A legkomolyabb és legalapvetőbb kifogásokat Hertwig, A. G. Gurvich (1904), M. Heidenhain (1907), Dobell (1911) és Studnichka cseh hisztológus (1929, 1934) emelte ki.

Az 1930-as években O. B. Lepesinszkaja szovjet biológus terjesztett elő egy (később teljesen megcáfolt) elméletet, amely szerint a sejtek az ontogenezis során nem sejtes élőanyagból fejlődhetnek ki .

Modern sejtelmélet

A modern sejtelmélet abból a tényből indul ki, hogy a sejtszerkezet az élet létezésének fő formája, amely minden élő szervezetben benne van, kivéve a vírusokat . A sejtszerkezet javítása volt az evolúciós fejlődés fő iránya mind a növények, mind az állatok esetében, és a sejtszerkezetet a legtöbb modern szervezetben szilárdan tartották.

Ugyanakkor újra kell értékelni a sejtelmélet dogmatikai és módszertanilag hibás rendelkezéseit:

  • A sejtszerkezet az élet fő, de nem egyetlen formája. A vírusok nem sejtes életformáknak tekinthetők. Igaz, élőlények jeleit (anyagcsere, szaporodási képesség stb.) csak a sejteken belül mutatják, a sejteken kívül a vírus összetett kémiai anyag. A legtöbb tudós szerint a vírusok eredetükben a sejthez kapcsolódnak, genetikai anyagának részét képezik, "vad" gének.
  • Kiderült, hogy kétféle sejt létezik: prokarióta (baktériumok és archaebaktériumok sejtjei), amelyeknek nincs membránnal határolt sejtmagja, és eukarióta (növények, állatok, gombák és protisták sejtjei), amelyek sejtmagját egy kettős membrán nukleáris pórusokkal. Sok más különbség is van a prokarióta és eukarióta sejtek között. A legtöbb prokarióta nem rendelkezik belső membránszervekkel, míg a legtöbb eukarióta mitokondriumokkal és kloroplasztiszokkal rendelkezik. A szimbiogenezis elmélete szerint ezek a félig autonóm organellumok bakteriális sejtek leszármazottai. Az eukarióta sejt tehát egy magasabb szintű szerveződésű rendszer, nem tekinthető teljesen homológnak egy baktériumsejttel (a baktériumsejt homológ az emberi sejt egy mitokondriumával). Így az összes sejt homológiája egy zárt külső membrán jelenlétére redukálódott, amely kettős foszfolipidek (az archaebaktériumokban eltérő kémiai összetételű, mint más élőlénycsoportokban), riboszómák és kromoszómák - örökletes anyag formájában. A fehérjékkel komplexet alkotó DNS-molekulák . Ez természetesen nem zárja ki az összes sejt közös eredetét, amit kémiai összetételük közössége is megerősít.
  • A sejtelmélet az organizmust a sejtek összességének tekintette, és a szervezet életének megnyilvánulásait feloldotta az alkotó sejtek életének megnyilvánulásainak összegében. Ez figyelmen kívül hagyta a szervezet integritását, az egész mintáit a részek összege váltotta fel.
  • A sejtelmélet a sejtet univerzális szerkezeti elemnek tekintve a szöveti sejteket és az ivarsejteket, a protisztákat és a blasztomereket teljesen homológ struktúráknak tekintette. A sejt fogalmának a protistákra való alkalmazhatósága a sejttudomány vitatható kérdése abból a szempontból, hogy a protisták számos összetett, többmagvú sejtje szupracelluláris struktúrának tekinthető. Szövetsejtekben, csírasejtekben, protistákban közös sejtszerveződés nyilvánul meg, amely a karioplazma morfológiai izolációjában fejeződik ki mag formájában, azonban ezek a struktúrák minőségileg nem tekinthetők egyenértékűnek, minden sajátos jellemzőjük túlmutat a " sejt". Különösen az állatok vagy növények ivarsejtjei nem csupán egy többsejtű szervezet sejtjei, hanem életciklusuk speciális haploid generációja, amely genetikai, morfológiai és néha ökológiai jellemzőkkel rendelkezik, és a természetes szelekció független hatásának van kitéve. Ugyanakkor szinte minden eukarióta sejtnek kétségtelenül közös eredete és homológ struktúrái vannak - a citoszkeleton elemei, az eukarióta típusú riboszómák stb.
  • A dogmatikus sejtelmélet figyelmen kívül hagyta a testben lévő nem sejtes struktúrák sajátosságait, vagy akár élettelennek ismerte fel őket, ahogy Virchow tette. Valójában a sejteken kívül a szervezet többmagvú szupracelluláris struktúrákkal ( syncytia , symplasztok ) és egy sejtmagmentes intercelluláris anyaggal rendelkezik, amely képes metabolizálni, ezért életben van. Létfontosságú megnyilvánulásaik sajátosságainak és a szervezet számára jelentõségének megállapítása a modern citológia feladata. Ugyanakkor a többmagvú struktúrák és az extracelluláris anyag is csak a sejtekből jelennek meg. A többsejtű élőlények syncitái és szimplasztjai az eredeti sejtek fúziójának termékei, az extracelluláris anyag pedig ezek szekréciójának terméke, vagyis a sejtanyagcsere eredményeként jön létre.
  • A rész és az egész problémáját az ortodox sejtelmélet metafizikailag oldotta meg: minden figyelem a szervezet részeire - a sejtekre vagy az "elemi organizmusokra" - irányult.

A szervezet integritása természetes, anyagi kapcsolatok eredménye, amelyek meglehetősen hozzáférhetőek a kutatás és a feltárás számára. A többsejtű szervezet sejtjei nem önállóan létezni képes egyedek (a szervezeten kívüli ún. sejtkultúrák mesterségesen létrehozott biológiai rendszerek). Általában csak azok a többsejtű sejtek képesek önálló létezésre, amelyekből új egyedek (ivarsejtek, zigóták vagy spórák) születnek, és amelyek külön élőlénynek tekinthetők. A sejt nem szakadhat el a környezettől (mint minden élő rendszertől). Ha minden figyelmet az egyes sejtekre összpontosítunk, az elkerülhetetlenül az egyesüléshez és a szervezet mint részek összegének mechanikus megértéséhez vezet.

A mechanizmustól megtisztítva és új adatokkal kiegészítve a sejtelmélet továbbra is az egyik legfontosabb biológiai általánosítás.

Jegyzetek

  1. ↑ A sejtelmélet modern változata . Letöltve: 2018. március 25. Az eredetiből archiválva : 2015. február 12.
  2. ↑ CITOLÓGIA. A genetikai folytonosság törvénye. . Letöltve: 2018. március 25. Az eredetiből archiválva : 2018. március 25.

Lásd még

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák