Vitenskap

Moderne celleteori

Posted on
Forfatter: Robert Simon
Opprettelsesdato: 21 Juni 2021
Oppdater Dato: 15 November 2024
Anonim
Moderne celleteori - Vitenskap
Moderne celleteori - Vitenskap

Innhold

Moderne celle teori er ikke alt det moderne når du forstår hvor lenge siden det oppsto. Med røtter på midten av 1600-tallet, bidro flere vitenskapelige forskere og forskere med tiden til grunnene i klassisk celleteori, som antydet at celler representerer de grunnleggende byggesteinene i livet; alt liv består av en eller flere celler, og opprettelsen av nye celler skjer når gamle celler deler seg i to.

TL; DR (for lang; ikke lest)

Den klassiske tolkningen av moderne celleteori begynner med forutsetningen om at alt liv består av en eller flere celler, celler representerer de grunnleggende byggesteinene i livet, alle celler er resultatet av inndelingen av eksisterende celler, cellen representerer strukturenheten og ordning i alle levende organismer og til slutt at cellen har en dobbel eksistens som en unik, særegen enhet og som en grunnleggende byggestein i rammen av alle levende organismer.

Historien om den klassiske tolkningen av celleteori

Den første personen som observerte og oppdaget cellen, Robert Hooke (1635-1703), gjorde det ved hjelp av et rå sammensatt mikroskop - oppfunnet nær slutten av 1500-tallet av Zacharias Janssen (1580-1638), en nederlandsk brilleprodusent, med hjelp fra faren - og et lyssystem Hooke designet i sin rolle som kurator for eksperimenter for Royal Society of London.

Hooke publiserte funnene sine i 1665 i sin bok, "Microphagia," som inkluderte håndtegnet tegninger av observasjonene hans. Hooke oppdaget planteceller da han undersøkte en tynn skive kork gjennom linsen til det konverterte sammensatte mikroskopet. Han så en mengde mikroskopiske rom som for ham lignet på de samme strukturene som ble funnet i bikaker. Han kalte dem "celler", og navnet satt fast.

Den nederlandske forskeren Antony van Leeuwenhoek (1632-1705), en håndverker om dagen og en selvstyrt biologistudent, prøvde å oppdage hemmelighetene rundt verden rundt seg, og selv om han ikke var formelt utdannet, endte han opp med å bidra med viktige funn til feltet av biologi. Leeuwenhoek oppdaget bakterier, protister, sædceller og blodceller, rotatorer og mikroskopiske nematoder og andre mikroskopiske organismer.

Leewenhoeks studier brakte et nytt nivå av bevissthet om mikroskopisk liv for forskerne i dag, og anspurte andre på hvem som til slutt vil spille en rolle i å bidra til moderne celleteori. Den franske fysiologen Henri Dutrochet (1776-1847) var den første som hevdet at cellen var den grunnleggende enheten i biologisk liv, men forskere gir æren for utviklingen av moderne celleteori til den tyske fysiologen Theodor Schwann (1810-1882), den tyske botanisten Matthias Jakob Schleiden (1804-1881) og den tyske patologen Rudolf Virchow (1821-1902). I 1839 foreslo Schwann og Schleiden at cellen er den grunnleggende enhet i livet, og Virchow, i 1858, utledet at nye celler kommer fra allerede eksisterende celler, og fullførte hovedrettene i klassisk celleteori. (For Schwann, Schleiden og Virchow, se https://www.britannica.com/biography/Theodor-Schwann, https://www.britannica.com/biography/Matthias-Jakob-Schleiden, og https: //www.britannica com / biografi / Rudolf Virchow-).

Nåværende tolkning av moderne celleteori

Forskere, biologer, forskere og forskere, selv om de fremdeles bruker de grunnleggende prinsippene for celle teori, konkluderer følgende med den moderne tolkningen av celle teori:

Hele livet begynte som en encellet organisme

Forskere har sporet hele livet tilbake til en enkelt, vanlig enhetsfader som levde for omtrent 3,5 milliarder år siden, først foreslått av evolusjonisten Charles Darwin for mer enn 150 år siden.

En teori antyder at hver av organismer kategorisert under biologier tre hoveddomener, Archaea, Bacteria og Eukarya, utviklet seg fra tre separate forfedre, men biokjemikeren Douglas Theobald fra Brandeis University i Waltham, Massachusetts, bestrider det. I en artikkel på nettstedet "National Geographic" sier han at sjansen for at det skjer er astronomisk, noe som 1 av 10 til den 2.680. makten. Han kom til denne konklusjonen etter å ha beregnet oddsen ved bruk av statistiske prosesser og datamodeller. Hvis det han sier viser seg å være sant, er ideen som de fleste alle urbefolkningen på planeten holder på: alt henger sammen.

Mennesker er et virvar av 37,2 billioner celler. Men alle mennesker, som alle andre levende enheter på planeten, begynte livet som en encellet organisme. Etter befruktning går det encellede embryoet, som kalles en zygote, i rask overdrive, og begynner den første celledelingen innen 24 til 30 timer etter befruktning. Cellen fortsetter å dele seg eksponentielt i løpet av de dagene embryoet reiser fra menneskets eggleder for å implantere seg inne i livmoren, hvor den fortsetter å vokse og dele seg.

Cellen: En grunnleggende enhet for struktur og funksjon i alle levende organismer

Selv om det absolutt er mindre ting i kroppen enn levende celler, forblir den enkelte celle, som en Lego-blokk, en grunnleggende enhet for struktur og funksjon i alle levende organismer. Noen organismer inneholder bare en celle mens andre er flercellede. I biologi er det to typer celler: prokaryoter og eukaryoter.

Prokaryoter representerer celler uten en kjerne og membraninnesluttede organeller, selv om de riktignok har DNA og ribosomer. Genetisk materiale i en prokaryot eksisterer inne i membranveggene i cellen sammen med andre mikroskopiske elementer. Eukaryoter har derimot en kjerne inne i cellen og bundet i en egen membran, så vel som membraninnesluttede organeller. Eukaryote celler har også noe prokaryote celler ikke: organiserte kromosomer for å beholde genetisk materiale.

Mitose: Alle celler kommer fra divisjonen til eksisterende celler

Celler føder andre celler ved at en eksisterende celle deles i to datterceller. Forskere kaller denne prosessen mitose - celledeling - fordi en celle produserer to nye genetisk identiske datterceller. Mens mitose oppstår etter seksuell reproduksjon når embryoet utvikler seg og vokser, forekommer det også gjennom levende organismeres levetid for å erstatte gamle celler med nye celler.

Klassisk inndelt i fem forskjellige faser inkluderer cellesyklusen i mitose profase, prometafase, metafase, anafase og telofase. I pausen mellom celledeling representerer interfase deler av cellesyklusfasen der en celle går til pause og tar en pause. Dette gjør det mulig for cellen å utvikle og doble det indre genetiske materialet når den gjør seg klar for mitose.

Energiflyten i celler

Flere biokjemiske reaksjoner skjer inne i cellen. Når de kombineres, utgjør disse reaksjonene metabolismen av celler. I løpet av denne prosessen blir noen kjemiske bindinger i de reaktive molekylene ødelagte, og cellen tar inn energi. Når nye kjemiske bindinger utvikler seg for å lage produkter, frigjør dette energi i cellen. Eksergoniske reaksjoner oppstår når cellen frigjør energi til omgivelsene, og danner sterkere bindinger enn de som er brutt. Ved endergonic reaksjoner kommer energi inn i cellen fra omgivelsene, og skaper svakere kjemiske bindinger enn de som er brutt.

Alle celler inneholder en form for DNA

For å reprodusere, må en celle ha en form for deoksyribonukleinsyre, det selvrepliserende stoffet som er til stede i alle levende organismer som de essensielle elementene i kromosomer. Ettersom DNA er bærer av genetiske data, dupliseres informasjonen som er lagret i de originale cellene DNA i datterceller. DNA gir et blått for den endelige utviklingen av cellen, eller for eukaryote celler i plante- og dyreriket, for eksempel det blå for den flercellede livsformen.

Likhet i celler av like arter

Grunnen til at biologer klassifiserer og kategoriserer alle livsformer er å forstå deres posisjoner i hierarkiet til alt liv på planeten. De bruker det Linneanske taksonomisystemet for å rangere alle levende vesener etter domene, rike, filum, klasse, orden, familie, slekt og arter. Ved å gjøre dette lærte biologer at i organismer av lignende arter inneholder individuelle celler i utgangspunktet den samme kjemiske sammensetningen.

Noen organismer er encellede

Alle prokaryote celler er i utgangspunktet encellede, men det er bevis på at mange av disse encellede cellene blir med og danner en koloni for å dele inn arbeidskraften. Noen forskere anser denne kolonien som flercellede, men de enkelte cellene krever ikke at kolonien skal leve og fungere. Levende organismer kategorisert under bakteriene og Archaea-domenene er alle encellede organismer. Protozoer og noen former for alger og sopp, celler med en distinkt og separat kjerne, er også encellede organismer organisert under Eukarya-domenet.

Alle levende ting består av en eller flere celler

Alle levende celler i bakteriene og Archaea-domenene består av encellede organismer. Under Eukarya-domenet er levende organismer i Protista-riket encellede organismer med en separat identifisert kjerne. Protister inkluderer protozoer, slimformer og encellede alger. Andre riker under domenet Eukarya inkluderer Sopp, Plantae og Animalia. Gjær, i soppriket, er encellede enheter, men andre sopp, planter og dyr er flercellede komplekse organismer.

Uavhengige cellehandlinger driver aktiviteten til den levende organismen

Aktivitetene i en enkelt celle får den til å bevege seg, ta inn eller frigjøre energi, reprodusere og trives. I flercellede organismer, som mennesket, utvikler celler seg forskjellig, hver med sine individuelle og uavhengige oppgaver. Noen celler grupperes sammen for å bli hjernen, sentralnervesystemet, bein, muskler, leddbånd og sener, større kroppsorganer og mer. Hver av de individuelle cellehandlingene fungerer sammen til fordel for hele kroppen for å la den fungere og leve. Blodceller fungerer for eksempel på mange nivåer og fører oksygen til nødvendige deler av kroppen; bekjempelse av patogener, bakterielle infeksjoner og virus; og frigjør karbondioksid gjennom lungene. Sykdom oppstår når en eller flere av disse funksjonene brytes sammen.

Virus: zombier fra den biologiske verden - de er ikke celler

Forskere, biologer og virologer er ikke enige om virussenes natur, fordi noen eksperter anser dem som levende organismer, men de inneholder ingen celler overhodet. Mens de etterligner mange funksjoner som finnes i levende organismer, er de ikke definert i moderne celle teori, men de er ikke levende organismer.

Virus er zombiene i den biologiske verdenen. Å leve i et ikke-manneland i et grått område mellom liv og død, når utenfor cellene, finnes virus som en kapsid innkapslet i et proteinshell eller som et enkelt proteinbelegg noen ganger innelukket i en membran. Kapsiden omslutter og lagrer enten RNA eller DNA-materiale, som inneholder koder for viruset.

Når et virus kommer inn i en levende organisme, finner den en cellulær vert for å injisere dets genetiske materiale. Når den gjør dette, koder den vertscellene DNA, og tar over cellens funksjon. Infiserte celler begynner deretter å produsere mer virusprotein og reprodusere virusets genetiske materiale når det sprer sykdommen gjennom den levende organismen. Noen virus kan ligge i dvale i vertsceller i lang tid, noe som ikke forårsaker noen åpenbar endring i vertscellen kalt den lysogene fasen. Men når den er stimulert, går viruset i den lytiske fasen der nye virus replikerer og selvsamles før de dreper vertscellen når viruset sprenger ut for å infisere andre celler.