Клітина — елементарна одиниця життя

1. Предмет цитології.

2. Історія вчення про клітину.

3. Сучасні положення клітинної теорії.

Основні поняття: цитологія, мікроскоп, клітинна теорія.

1. Предмет цитології

Цитологія (від грец. kytos — осередок, клітина) — наука про клітину, наука про клітинний рівень організації життя. При цьому в цитології поєднуються два основні методологічні підходи до вивчення клітини. Перший підхід — дискретний аналіз окремих клітинних компонентів, аналіз субклітинного рівня, його універсальності для усіх клітин органоїдного рівня. Тим самим цитологія поєднується з молекулярною біологією та генетикою — молекулярно-генетичним рівнем організації життя. Другий підхід — аналіз клітини як елементарної цілісної системи живої матерії, універсальності основних процесів її життєдіяльності, їх регуляції. У цьому вона межує з вищими рівнями організації життя: тканинним, органним, організменним рівнями.

Мета цитології (фізіології клітини) — пізнати життєдіяльність організмів на клітинному рівні. Основне завдання біології клітини — пізнати які особливості структури, морфології складових частин клітини визначають, детермінують їхню функцію і біологію клітини в цілому.

2. Історія вчення про клітину

Винахід мікроскопа — головна умова вивчення клітини.

Вивчення будови і функції клітин тісно пов’язано з винайденням та удосконаленням мікроскопів. Світловий, а пізніше й електронний мікроскопи розширили можливості структурного аналізу живої матерії.

Деякі історичні етапи розвитку мікроскопічної техніки і проникнення її в цитологію.

Оптичні лінзи були винайдені в кінці XIII ст. для корекції короткозорості (двояковвігнуті лінзи). Для наукових досліджень оптичні лінзи почали використовувати лише з кінця XVII ст., коли відомий Галілей сконструював спочатку телескоп, а потім в 1609 р. і мікроскоп. Він складався з об’єктива та окуляра. Перші його мікроскопи давали збільшення лише в 35-40 разів. Причому оптика перших мікроскопів була примітивною: об’єктиви давали значну хроматичну і сферичну аберації, тому при значному збільшенні зображення було нечітким. Подальше вдосконалення світлового мікроскопу стосувалося:

1) покращення освітлення об’єктива шляхом введення збірних лінз (Роберт Гук, Англія, 1668 р.), освітлювального дзеркала (Гертелло, Німеччина, 1715 р.);

2) усунення хроматичної і сферичної аберації шляхом кращого шліфування лінз, застосування систем лінз замість однієї як в об’єктиві, так і в окулярі;

3) одержання більшого збільшення шляхом виготовлення більш сильних лінз і застосування водної та масляної імерсій.

Нарешті, у 1886 році Аббе Е. (Німеччина) сконструював апохромати, які досягли межі роздільної здатності світлового мікроскопа, що залежить від довжини хвилі кванта світла. Під роздільною здатністю розуміють мінімальний розмір об’єкта, коли в ньому можна розрізнити дві точки. Роздільна здатність дорівнює половині довжини хвилі. Довжина світлової хвилі в середньому складає близько 0,4 мкм. Отже, роздільна здатність світлового мікроскопа дорівнює 0,2 мкм. Далі настає явище дифракції світлової хвилі. Якісно новий стрибок у вивченні будови і функції клітини зіграв винахід електронного мікроскопа, ідею і першу конструкцію якого запропонували в 1928-1931 рр. Руска Е., Кноль М., Борріє Б. В електронних мікроскопах використовуються електрони, які при дуже великих швидкостях проявляють хвильові властивості, що дозволяє використовувати їх подібно світловим хвилям. Кращі з них дають роздільну здатність 0,6-1 нм, а новітні — до 0,3 нм.