Vjerojatno nema češće proučavanih uu okviru školskog kurikuluma iz bioloških pojmova nego stanica. Upoznaju je u 5. razredu prirodne povijesti, zatim u 6. razredu razmatraju sorte i način na koji se stanica razmnožava, njezine metode dijeljenja. U 7. i 8. razredu proučava se s gledišta pripadnosti biljaka, životinja i ljudi. Stupanj 9 podrazumijeva razmatranje unutarnjih procesa koji se u njemu događaju, odnosno molekularne strukture. U 10 i 11 to je teorija stanica, otkriće i evolucija.
Program je izgrađen na ovaj način jer je to tomale građevine, "gradivni blokovi života", najvažniji su elementi svakog organizma. Sve vitalne funkcije, procesi, rast i razvoj, postajanje - sve što je povezano sa životom provode oni i u njima. Stoga ćemo u ovom članku razmotriti glavne točke reprodukcije, razvoja stanica i povijest njihovog otkrića.
Otvaranje ćelije
Te su strukturne čestice izuzetno maleveličine. Stoga je trebalo puno vremena da se otkriju i stvaranje određene tehnike. Tako je Robert Hooke prvi put vidio staničnu strukturu živog biljnog tkiva. Bilo je to 1665. godine. Kako bi ih pregledao, izumio je prvi mikroskop na svijetu. Ovaj je uređaj pomalo nalikovao modernim uređajima za povećavanje. Umjesto toga, osjećao se poput nekoliko petlji koje su bile složene zajedno kako bi se povećalo.
Koristeći ovaj uređaj, znanstvenik je pregledao rezdrvo balze. Ono što je vidio postavilo je temelje za razvoj niza srodnih znanosti i biologije općenito. Mnogo čvrsto prilegajućih stanica približno istog oblika i veličine. Hooke ih je nazvao cella, što znači "kavez".
Poslije toga došlo je do brojnih otkrića koja su omogućila da znanje raste, akumulira se i rezultira u nekoliko znanosti koje ih proučavaju.
- 1675. - znanstvenik Malpighi proučavao je raznolikost stanica u obliku i došao do zaključka da su to najčešće zaobljeni ili ovalni mjehurići ispunjeni vitalnim sokom.
- 1682. - N. Gru potvrdio je Malpighijeve zaključke, a također je proučavao strukturu stanične membrane.
- 1674. - Antonio van Leeuwenhoek otkrio je bakterijske stanice, kao i krvne strukture i spermu.
- 1802-1809 - Ch. Brissot-Mirbe i JB Lamarck sugeriraju postojanje tkiva i sličnost životinjskih i biljnih stanica.
- 1825. Purkinje otvara jezgru u reproduktivnoj stanici ptica.
- 1831-1833 - Robert Brown otkriva prisutnost jezgre u biljnim stanicama i uvodi koncept važnosti unutarnjeg sastava, a ne stanične membrane, kako se prethodno mislilo.
- 1839. - Theodor Schwann zaključuje da se svi živi organizmi sastoje od stanica, kao i njihova sličnost (buduća teorija stanica).
- 1874-1875 - Chistyakov i Strasburger otkrivaju načine razmnožavanja stanica - mitoza, mejoza.
Sva daljnja otkrića na polju strukturestanice, njihove funkcije, raznolikost i uloga u životu organizama postignute su vrlo brzo zahvaljujući intenzivnom razvoju posebne tehnologije za povećavanje i osvjetljenje.
Razmnožavanje stanica
Svaka stanica tijekom svog života izvodi cjelinustanični ciklus je vrijeme njezinog života od rođenja do smrti (ili podjele). Štoviše, uopće nije važno je li životinjsko ili biljno. Životni ciklus jednak je za sve njih, a najčešće se na njegovom kraju stanice množe dijeljenjem.
Naravno, ovaj postupak nije identičan za sve organizme. Za eukariote i prokarionte je bitno drugačiji; postoje i neke razlike u reprodukciji biljnih i životinjskih stanica.
Kako se stanica množi? Postoji nekoliko glavnih načina za to.
- Mitoza.
- Mejoza.
- Amitoza.
Svaki od njih je nizprocesi, faze. Štoviše, svi su ti procesi karakteristični upravo za višećelijske organizme, biljnog i životinjskog podrijetla. U jednoćelijskim organizmima razmnožavanje se događa jednostavnom podjelom na dva dijela. Odnosno, metode umnožavanja stanica nisu iste. Postoji čak i takav fenomen kao što je stanično samoubojstvo. Ovo je samouništenje stanica umjesto procesa dijeljenja.
Kako stanica reproducira, na primjer, bakterije,plavo-zelene alge, neke protozoe? Aseksualno, na najjednostavniji način: sadržaj njihovih stanica udvostručuje se, u staničnom zidu nastaje poprečno ili uzdužno suženje, a jedna se stanica dijeli na dvije potpuno nove, identične majčinim organizmima.
Taj se proces naziva izravna dioba stanica.Množe se jednoćelijskim i bakterijama, ali to nema nikakve veze s mitotičkim ili mejotičkim procesima. Javljaju se samo u tijelu višećelijskih živih organizama.
Mitoza
Višećelijska bića sadrže milijardeStanice. I svaka od njih nastoji dovršiti svoj životni ciklus, precizno ostavljajući potomke i ne umirući. Stanice se množe dijeljenjem, ali ovaj postupak nije jednak za sve njih.
Somatske strukture (tu spadaju svetjelesne stanice, osim reproduktivnih stanica) odabiru mitozu ili amitozu na svoj način za reprodukciju. Ovo je vrlo zanimljiv, prostran i složen proces, uslijed čega se od identične diploidne stanice jedne majke (to jest s dvostrukim setom kromosoma) formiraju dvije identične stanice kćeri s istim diploidnim sastavom.
Cijeli postupak uključuje dvije glavne točke:
- Kariokineza je podjela jezgre i sav njezin sadržaj.
- Citokineza je podjela protoplazme (citoplazma i sve stanične organele).
Ti se procesi odvijaju istovremeno, što dovodi do stvaranja punopravnih majčinih kopija smanjene veličine.
Mitoza se sastoji od četiri faze (profaze, metafaze, anafaze, telofaze) i stanja koje prethodi diobi - interfaze. Razmotrimo svaku detaljno.
Međufazna
Rast i razmnožavanje stanica provodi se utijekom cijelog života organizma. Međutim, nemaju sve stanice jednak životni vijek. Neki od njih umiru nakon dva ili tri dana (krvne stanice), neki ostaju funkcionirati cijeli život (živčani).
Ali u životu svake stanice, većinu vremenatakvo stanje ostaje, što se naziva međufazno. Ovo je razdoblje pripreme za diobu zrele, formirane stanice, što traje do 90% vremena cjelokupnog procesa.
Biološko značenje ove faze je u akumulacijihranjive tvari, RNA i proteini, sinteza molekula DNA. Doista, nakon podjele, točno jednaka količina organela, tvari i genetskog materijala trebala bi ući u svaku kćerku ćeliju, kao i kod majke. Da biste to učinili, mora doći do udvostručavanja svih postojećih struktura, uključujući DNA lance.
Općenito, interfaza se događa u tri faze:
- presintetski;
- sintetski;
- postsintetička.
Rezultat: nakupljanje hranjivih tvari, energije i molekula DNA za daljnje procese dijeljenja. Dakle, ova je faza samo početak načina na koji se stanica reproducira u budućnosti.
Profaza
U ovoj fazi odvijaju se sljedeći glavni procesi:
- nuklearna ovojnica se otapa;
- nukleoli nestaju (otapaju se);
- kromosomi postaju vidljivi pod mikroskopom zbog uvijanja (spiralizacije) strukture;
- centrioli se razilaze prema polovima stanice, istežući se i čineći diobeno vreteno.
U ovoj se fazi reprodukcija životinjskih stanica ne razlikuje od reprodukcije svih ostalih.
Metafaza
Ova je faza prilično kratka, samo oko 10minuta. Njegova je osnova da su kromatide poredane duž ekvatora stanice. Vlakna cijepljenja vretena s jednog kraja prianjaju uz centriol na staničnom polu, a drugi za centromeru svake kromatide. Genetske strukture gotovo nisu međusobno povezane i stoga su lako spremne za prekid veze.
Anafaza
Najkraća faza u cijelom mitotskom ciklusu.Trajanje je oko 3 minute. U tom razdoblju svaka kromatida odlazi na svoj vlastiti pol stanice i dopunjava nedostajuću polovicu za sebe, pretvarajući se u normalnu strukturu kromosoma.
Međutim, za ovu formaciju potreban je poseban enzim - telomeraza. Njegova akumulacija dogodila se u međufazi.
Telofaza
Svaki stanični pol ima svojcjelovit genetski materijal koji se zatvara u nuklearnoj ovojnici da bi stvorio jezgru. Pojavljuju se nukleoli. Cijeli postupak traje otprilike 30 minuta. Odnosno prilično dugo. To je zato što stvaranje nukleola i nuklearne ovojnice zahtijeva velike energetske troškove, kao i dostupnost građevinskog materijala - hranjivih tvari (proteini, ugljikohidrati, enzimi, masti, aminokiseline).
Citokineza
Ovim se postupkom završava čitav mitotički ciklus.Protoplazma dijeli s organelama strogo na pola, a svaka kći dobiva točno isti iznos kao i njezina sestra. Zatim se preko stanice formira proteinsko suženje (aktinske prirode) koje istiskuje strukturu i dijeli je na dvije jednake, ali manje veličine, u usporedbi s matičnim stanicama.
U ovoj fazi postoje neke životinjske razlike.stanice od načina na koji se biljna stanica razmnožava. Činjenica je da u biljnim strukturama ima manje proteina, a aktina uopće nema. Stoga se u sredini ne stvara suženje, već pregrada na obje strane koje se taloži celuloza. To biljnoj stanici daje krutost i formira skelu u obliku stanične stijenke.
Rast i razmnožavanje stanica zatim slijedi put normalnog životnog ciklusa: specijalizacija, stvaranje tkiva, zatim organa, aktivan rad i dioba ili smrt.
Spolne stanice i njihovo razmnožavanje
Na pitanje kako se stanica reproducira, odgovor jemože se navesti pri određivanju koje. Napokon, procesi mitoze koje smo razmatrali karakteristični su samo za somatske strukture. Dok se spolne stanice množe na malo drugačiji način, točnije, mejozu.
Taj je proces osnova takvog životafunkcionira kod životinja poput gametogeneze, odnosno spolnog razmnožavanja. Razvoj zametnih stanica događa se u mnogim fazama. Stoga je mejoza još složenija i prostranija podjela od mitoze.
Za biljne stanice osnova je mejozasporogeneza, odnosno stvaranje zametnih stanica. Glavna biološka uloga mejoze za sve organizme je da se kao rezultat nje stvaraju četiri haploidne (s polovicom ili jednim setom kromosoma) spolne stanice. Za što? Kako bi oplodnja (stapanje muških i ženskih spolnih stanica) obnovila diploidiju u novoj zigoti (budući zametak). To organizmima daje genetsku raznolikost, dovodi do kombinacije gena, pojave i konsolidacije novih svojstava.
Struktura procesa mejoze
Dvije su glavne podjele u mejozi:redukcije i izjednačenja. Svaka od njih uključuje sve iste faze kao i mitoza: profazu, metafazu, anafazu i telofazu. Pogledajmo izbliza svaki od njih.
Podjela redukcije
Dno crta: od jedne diploidne stanice nastaju dvije haploidne stanice, s pola skupa kromosoma. Faze:
- profaza I;
- metafaza I;
- anafaza I;
- telofaza I.
U svakoj od faza, sve istotransformacija, kao u odgovarajućim fazama u mitozi. Međutim, još uvijek postoji jedna razlika: udvajanje DNA se ne događa u međufazi, već se dijeli na pola i to je to. Stoga samo polovica genetičkih informacija dolazi u svaku kćerku. Ovo je početno razmnožavanje životinjskih stanica, kao i biljnih stanica povezanih sa spolom.
Izjednačena podjela
Druga podjela mejoze, uslijed kojeiz svake prethodne formiraju se još dvije stanice. Sada već postoje četiri identična haploidna analoga, koji postaju reproduktivne stanice životinja ili biljaka. Faze izjednačene podjele: profaza II, metafaza II, anafaza II, telofaza II.
Dakle, pitanje kakostanica ima prilično složen i prostran odgovor. Napokon, ovi su procesi, kao i svi drugi koji se događaju u živim bićima, vrlo suptilni i sastoje se od mnogih faza.
