Благодаря эволюции рядом с нами много живых существ, но у них есть кое-что единое – все мы состоим из клеток. Это феноменальный мир, в который человек смог заглянуть благодаря микроскопу.
С помощью самодельных инструментов ученый родом из Голландии Левенгук, наблюдал крошечные организмы. Многие эти микроскопические животные состояли из одной клетки, хотя сразу же сам исследователь этого не признал. В Лондоне, когда он выступал с докладом своих наблюдений, слушатели сразу же заинтересовались открытием Левенгука, и поручили отправить им свои самодельные инструменты.
Но Левенгук, этого не сделал, поэтому они поручили Р. Гуку сконструировать собственный. В отличии от Левенгука, сам Гук использовал в микроскопе две линзы, в связи с чем он смог увидеть маленькие структуры.
Сам Гук, был сыном министра, но по стопам отца не пошел и выбрал свой жизненный путь. С раннего детства будущий ученый показывал свою одаренность и уникальность, он спокойно читал и изучал сложнейшую литературу по математике, физике и механики. После школы начал учиться в Оксфорде, который собственно и закончил. А в 1665 году стал профессором геометрии в университете. Кроме того, у Гука был художественный талант, который обеспечил ему хорошую армейскую службу. О ней он с теплотой в сердце отзывается в своей научной работе “Микрография”.
После изобретения своего микроскопа, первое что он изучил, была пробка, в которой обнаружил множество маленьких камер. Он назвал их клетки, потому что они напомнили ему монастырские Келии, по-английски они назывались одинаково. Гук не знал, что придумал самый важный термин в биологии. Клетка – основа всей жизни. Но у ученого было совершено неправильное представление о клетках.
Он думал, что они просто транспортируют соки в растениях. Только 200 лет спустя, наука признала значение клеток, как строительный материал жизни.
Два немецких исследователи Т.Шван и М.Я Шлейден пришли к выводу, что все живые организмы состоят из клеток. После чего в 1839 году они сформулировали клеточную теорию, которая актуальная и по сей день. Опираясь на их работу известно, что у каждой клеточки есть своя жизнь и каждая служит всему организму в целом. Но смотря на свою прогрессивность, биологи не могли отойти от концепции спонтанного зарождения.
И вот прошло 20 лет, данной формулировке, как уже другой немецкий врач-ученый Р. Вирхов развенчал эту конференцию. Он считал, что клетки создаются из уже существующих клеток. Он дополнил их работу, после чего она была принята всем миром.
Прогрессивный доктор понимал важность экспериментальной работы для медицины, он смог связать морфологические клеточные изменения с некоторыми болезнями. Так Вирхов основал новую область медицины – клеточную патологию.
Более точными сведениями о строении клетки мы обязаны улучшенной техники подготовки образцов, новым синтетическим краскам и более мощным оптическим микроскопам. Но главный прорыв в исследовании клетки произошёл в создании электронного микроскопа. Огромное электронное увеличение, позволяющее даже увидеть молекулы, обнаружила новые детали.
Стало известно, что у клетки есть оболочка, которая ограничивает ее от других таких же структур. Ее назвали клеточной мембраной и отметили, что она удерживает внутри сок и органоиды. В центре увидели клеточный нуклеус, т.е ядро, где содержаться наследственный материал. Стало известно, что оно контролирует все клеточные биохимические функции. Мембранные лабиринты как канальная сеть, переносит молекулы участвующие в этих процессах. Сборка нового белка идет на внешней поверхности нуклеуса. Если белки нужны вне клетки, они упаковываются в пузырьки и выводятся из клетки. Исследователи, также отметили, что присутствуют и пищеварительные органы и органеллы, где частично разлагаются клеточные токсины такие как спирт. Самым большим прорывом в цитологии это открытие митохондрий – электростанций клеток. Они дают энергию для роста, размножение и других задач.
Ученые выяснили, что все клетки имеют одинаковое строение, но по функциям они совершенно отличаются. Изначально в период эмбриогенеза из одной клетки появляются, свыше 200 разновидностей клеточных элементов живого организма.
В связи со становлением окружающего мира, мы используем клетки в различных отраслях. С древности дрожжи применяются в производстве пищи. При выпечке хлеба углекислый газ выделяемый дрожжами поднимает тесто. В виноделие дрожжи ферментируют спирт. Ту же роль они играют в пивоварении. Различные бактерии, одноклеточные организмы так и дрожжи производят йогурт, сыры и уксус.
Новое открытие в области морфологии и биохимии клетки, расширили возможность не только пищевой промышленности, но и медицины. К примеру, быстро развивающаяся генная инженерия позволяет менять генетическую внутри генома клетки. Сегодня из обработанных бактерий делают лекарства.
В их числе инсулин, который необходим при лечении сахарного диабета. Этот гормон, регулирует уровень сахара в крови, который измеряют современные приборы. Изначально его добывали из забойного скота, ныне уже этого не делают и получают его с помощью генной инженерии.
В 21 веке клеточная культура частично заменила подопытных животных. Клеточная патология, основанная Вирховым, по-прежнему актуальная для медицины. Рак, для которого характерно бесконтрольное деление клеток, всё ещё неизлечим. Но люди достигли кое-каких успехов в борьбе с раком. Молекулярные биологи смогли определить гены, задействованные в происхождении рака.
Биологические манипуляции с клеткой применяют и в культивации растений. Раньше, высокие урожайные сорта, можно было вывести только через селекцию, которая занимала многие годы. Сегодня эти сорта можно получить за месяцы.
Миллионы лет фотосинтеза, обогатили земную атмосферу необходимым нам кислородом. Только благодаря этому сложнейшему процессу, жизнь и стала возможной на нашей планете.
