Ю.И. Афанасьев, Н.А. Юрина - Гистология, цитология и эмбриология (1135295), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Появлению и формулированию отдельных положений клеточной теории предшествовал довольно длительный (более 300 лет) период накопления знаний о строении различных одноклеточных и многоклеточных организмов, растений и животных. Этот период связан с применением и усовершенствованием различных оптических методов исследований. Первым, кто наблюдал наименьшие единицы в составе многоклеточных, был Роберт Гук (1665). С помощью увеличительных линз в срезе пробки он обнаружил «ячейки», или «клетки».
Его описания послужили толчком для появления систематических исследований строения растений и животных. В 1671 г. М. Мальпиги, Н. Грю, Ф. Фонтана подтвердили наблюдения Р. Гука и показали, что разнообразные части растений состоят из тесно расположенных «пузырьков», или «мешочков». Но эти и другие многочисленные исследования в течение последующих 150 лет не привели в то время к пониманию универсальности клеточного строения животных и растений и к правильным представлениям об организации клетки. Прогресс в изучении морфологии клетки связан с успехами микроскопирования в Х1Х в., когда были описаны ядро и протоплазма (Я.
Пуркинье, Р. Броун и др.). К тому времени изменились взгляды на строение клеток. Многочисленные данные, касающиеся строения животных и растений, позволили подойти к обобщениям, которые впервые были сделаны Т. Шванном (1838) и легли в основу сформулированной им клеточной теории. Его главным достижением является утверждение, что клетки, из которых состоят как растения, так и животные, сходны между собой и возникают единообразным путем. Заслуга Т.Шванна заключалась не в том, что он открыл клетки как таковые, а в том, что он оценил их значение как основного структурного компонента организма.
Дальнейшее развитие и обобщение эти представления получили в работах немецкого патолога Р. Вирхова (1858). Создание клеточной теории стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства происхождения всей живой природы. Клеточная теория оказала значительное влияние на развитие биологии и медицины, послужила главным фундаментом для становления таких дисциплин, как эмбриология, гистология. Принятие принципа клеточного строения организма оказало огромное влияние на физиологию, переведя ее на изучение реально функционирующих единиц — клеток. Она дала основы для научного понимания жизни, объяснения эволюционной взаимосвязи организмов, понимания индивидуального развития.
Основные положения клеточной теории сохранили свое значение и в настоящее время, хотя за более чем 150-летний период были получены новые сведения о структуре и жизнедеятельности клеток. В настоящее время 43 клеточная теория гласит: 1) клетка является наименьшей единицей живого, 2) клетки разных организмов принципиально сходны по своему строению, 3) размножение клеток происходит путем деления исходной клетки, 4) многоклеточные организмы представляют собой сложные ансамбли клеток и их производных, объединенные в целостные интегрированные системы тканей и органов, подчиненные и связанные между собой межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции. 1. Клетка — наименьшая единица живого. Представление о клетке как о наименьшей самостоятельной живой единице было известно из работ Т.Шванна и др.
Р.Вирхов (1858) считал, что каждая клетка несет в себе полную характеристику жизни: «Клетка есть последний морфологический элемент всех живых тел, и мы не имеем права искать настоящей жизнедеятельности вне ее», Согласно одному из современных определений, живые организмы представляют собой открытые (т.е. обменивающиеся с окружающей средой веществами и энергией), саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, важнейшими функционирующими компонентами которых являются белки и нуклеиновые кислоты. Все проявления жизни связаны с белками. Белки — функционирующие молекулы, обладающие сложной организацией и строгой функциональной специфичностью, которая определяется нуклеиновыми кислотами, несущими в себе информацию о строении тех или других белков. Живому свойствен ряд совокупных признаков; способность к воспроизведению (репродукции), использование и трансформация энергии, метаболизм, чувствительность, адаптация, изменчивость.
Такую совокупность этих признаков впервые можно обнаружить только на клеточном уровне. Именно клетка как таковая является наименьшей единицей, обладающей всеми свойствами, отвечающими определению «живое». У животных организмов, кроме отдельных клеток, встречаются неклеточные структуры — так называемые симпласты, синцитии и межклеточное вещество. Силиласты — это крупные образования, состоящие из цитоплазмы (протоплазмы) с множеством ядер.
Примерами симпластов могут быть мышечные волокна позвоночных, наружный слой трофобласта плаценты и др. Они возникают вторично в результате слияния отдельных клеток или же при делении одних ядер без разделения цитоплазмы (цитотомии). Синцитии (соклетия) характеризуются тем, что после деления исходной клетки дочерние остаются связанными друг с другом с помощью тонких цитоплазматических перемычек. Такие синцитии можно наблюдать при развитии сперматогониев (см. главу ХХ1). Среди неклеточных структур различают еще межклеточяое вещество (см.
с. 212). Существуют безъядерные клетки, например эритроциты млекопитающих, утратившие ядра в процессе развития (см. главу 'Л1), а вместе с этим и способность к самообновлению и саморепродукции. 2. Сходство клеток разных организмов по строению. Клетки могут иметь самую разнообразную внешнюю форму: шаровидную (лейкоциты), многогранную (клетки железистого эпителия), звездчатую и разветвленно-отростчатую (нервные и костные клетки), веретеновидную (гладкие мышечные клетки, фибробласты), призматическую (кишечный эпителиоцит), уплощенную (эндотелиоцит, мезотелиоцит) и др. Однако Рас, 4.
ультрамикроскопичсскос строение клетки животных организмов (схема) ялро; 2 — пзазчолсмма; 3 — мнкросорскнкн; 4 — агрануляриап знлоплазмжнчсскап еа1ъ1 5 — Пмнуларнал ьнлоплазматнчсскал сеть; 6 — аппарсп Гольлжн; 7 -- пснтрноль и ьп1крогрубо 1кн клс1очно~о центра„-а — митохондрии; 9 — ц~топлаамагп 1сскис пузырьки; 1Π— лизосомм, 11 — мнкрофнламснтм. 1) — рисосомм, 13 —. аьмслсннс гранул сокро|а. при изучении клеток органов различных растений нли животных обращает на себя внимание существование общего плана их организации (рис.
4). Такое ~~одство в строении клеток определяется оди1саковостыо общеклсточ1гых фмнкцнй, связанщ х с поддержанием самой укивой снстеьзы (синтез нуклеиновых кислот и белков, биоэнергетика клетки и др.). Одновременно зто сходство указывает на общность происхождения всех вукариотнчсских О р ген и з моя. различно клеток в многоклеточном организме, обусловленное специализацией их функций, с1щзано с развитием особых функциональных клеточных структур — органелл специального значения (см. с. )32).
Так, если рассматривать мьпцечнуго клетку, то в ней, кроме общеклеточных структур (мембранные системы, рибосомы и др.), встречается в большом количестве фнбриллярныс компоненты — миофи.именты и миофнбриллы, обеспсчнвагощие лвнжение, сокращение. В нервной клетке, кроме общеклеточных компонентов, можно увидеть бол1 щое количество микротрубочек и промежуточных филаментов в клеточных отростках. Вся совокупность этих отличительных черт нервной клетки связана с ее специализацией — генерацией и передачей нервного импульса. Однако и микротрубочки, и фибриллярные компоненты можно обнаружить практически в любых клетках, хотя там они и не так обильны. Каким образом возникает структурное разнообразие, еще до конца неясно.
Несмотря на то что потомки родоначальной клетки зародыша должны обладать одинаковыми генетическими потенциями, полного и точного копирования генетического материала (ДНК хромосом) не происходит, и по мере развития зародыша его клетки все больше и больше отличаются друг от друга как по свойствам, так и по строению. Зто связано с тем, что в разных клетках организма одинаковая генетическая информация реализуется не полностью. Индивидуальное развитие, от одной клетки до многоклеточного зрелого организма, — результат последовательного, избирательного включения работы разных генов в различных клетках.
Зто приводит к появлению клеток со специфическими для них структурами и особыми функциями, к процессу, называемому дифференцировкой. Дифференцировка обусловлена активностью разных генов в разных клетках„проявляемой по мере развития много- клеточного организма. Другими словами, сходство в строении клеток как данного организма, так и разных организмов определяется сходством обще- клеточных функций, направленных на поддержание жизни самих клеток и их размножение. Разнообразие же в строении клеток — это результат их функциональной специализации, дифференцировки в процессе развития.
3. Размножение клеток путем деления исходной клетки. Т. Шванн в своих обобщениях подчеркивал одинаковость принципа развития клеток как у животных, так и у растений. Однако следует заметить, что первоначальная разработка этого принципа основывалась на ложном тезисе о развитии клеток из неклеточной «бластемы». Сформулированное позднее Р. Вирховым положение «всякая клетка от клетки» можно считать биологическим законом. Размножение клеток, прокариотических и эукариотических, происходит только путем деления исходной клетки, которому предшествует воспроизведение ее генетического материала (репродукция ДНК).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
