SEJT ELMÉLET: TÖRTÉNELEM, POSZTULÁCIÓK ÉS SZERZŐK - BIOLÓGIA - 2025

A sejtelmélet az az elmélet, amely azt sugallja, hogy minden élőlény sejtekből áll. Matthias Schleiden, Theodor Schwann és Rudolph Virchow javasolta 1838 és 1859 között, és a sejtbiológia születésének kulcselméletének tekintik.

Ennek az elméletnek a megjelenése véglegesen elvette az arisztotelészi elképzelést, miszerint az élet spontán generációval alakulhat ki közömbös vagy nem élő anyagból - ezt a gondolatot a tudományos világban évszázadok óta fenntartják.

Sejtek egy növény levél élő szöveteiben (Forrás: Des_Callaghan a Wikimedia Commons segítségével)

Manapság nem őrült azt gondolni, hogy olyan szervezetek, mint például az állatok, a növények és a baktériumok egyenértékű alapegységekből állnak, mint például a sejtek, de évszázadokkal ezelőtt ezek az ötletek kissé messzire mutattak.

Egy növény mikroszkópos megfigyelésével a növény leveleit, kétéltűek bőrét, egy emlős szőrszálait vagy a baktériumok kolóniáját gyorsan meggyőződhetjük arról, hogy mindegyik alapanyagból áll, hasonló szerkezetű és összetételű.; a sejt.

A különféle típusú eukarióta egysejtű organizmusok és az összetett állati szövetek, például az agy vagy az izom sejtjei mind szerkezetükben, mind funkciójukban radikálisan különböznek egymástól, ám mindegyikük rendelkezik membránnal, amely körülveszi őket, egy citoszol, amely tartalmaz egy magot és organellákat, amelyek bizonyos funkcionális képességekkel rendelkeznek.

Állati eukarióta sejt. Forrás: Nikol valentina romero ruiz, a Wikimedia Commonsból

Habár ezt három fő szerző írta elméletként, a sejtelméletre sok tudás, megfigyelés és a különböző szerzők korábbi hozzászólásainak köszönhetően került sor, akik a rejtvény darabjait adták át, amelyeket Schleiden, Schwann és Virchow később össze fognak tenni, és mások később finomítani fogják.

A sejtelmélet háttere és története

A sejtelmélet Schleiden, Schwann és Virchow általi megfogalmazása nem lett volna lehetséges a mikroszkóp előzetes feltalálása nélkül, amelyre a 17. század közepén került sor.

Két fontos alak vett részt a sejtek első mikroszkópos megfigyelésében és az első rudimentáris mikroszkópok gyártásában: Robert Hooke, 1665-ben, majd később Antoni van Leeuwenhoek.

Jelentések vannak azonban Athanasius Kircher megfigyeléseiről, akik 1658-ban megfigyelték az élőlényeket (a férgek mellett) a pusztuló szöveteken. Ugyanebben az időben a német Swammerdam leírta a vérben lévő gömbölyű „testeket”, és rájött, hogy a békaembriókat gömb alakú „részecskék” alkotják.

Robert Hooke hozta létre a "sejt" kifejezést, hogy leírja azokat a sejteket, amelyeket megfigyelt mikor mikroszkóp segítségével egy parafa lapot nézett; míg Leeuwenhoek buzgón szentelte magát a mikroszkópok gyártásával és a különböző helyekről származó minták ismételt megfigyelésével, megerősítve a minimális élet létezését.

Mind Hooke, mind Leeuwenhoek tekinthető a mikrobiológia „atyáinak”, mivel ők voltak az elsők, akik beszámoltak a mikroszkopikus organizmusok létezéséről a különböző természeti környezetben (víztestek, protézisektől származó szennyeződések, sperma stb.).

Az idő két másik szerzője, Marcello Malpighi és Nehemiah Grew néhány növényi szövetet részletesen tanulmányozott. Malpighi (1671) és Grew publikációi azt mutatják, hogy mindkét szerző megfigyelései során azonosította a sejtek szerkezetét, de ezeket "sejteknek", "pórusoknak" vagy "zsákoknak" nevezték.

Növényi eukarióta sejt

A spontán generációról szóló elméletek megcáfolása

A tudományos közösség évszázadokon át tartotta azon álláspontját, hogy az élet spontán módon élettelen anyagból származhat (inert, nem él), olyan elemek „létfontosságú erő” vagy „potenciálja” alapján, mint például a víz és a föld. életet generálni.

Ezeket a feltételezéseket azonban az olasz Lazzaro Spallanzani kísérletei megcáfolták, akik 1767-ben kimutatták, hogy amikor a tavakból vagy kutakból vizet forraltak, az „életerő” eltűnt, ami azt jelentette, hogy a vízben élő szervezetek.

Ezért művei úttörők voltak annak demonstrálására, hogy az élet csak a már létező életből származhat, vagy ami ugyanaz, hogy minden sejt más sejtekből származik, nem pedig a közömbös anyagból.

Körülbelül egy évszázaddal Spallanzani munkája után a francia Louis Pasteur saját kísérleteivel állította elő a precedenst, egyértelműen megmutatva, hogy a spontán generációnak nincs helye a tudományos világban.

A sejtelmélet posztulátumai

A sejtelmélet egyik feltételezése, hogy a sejtek már létező sejtekből származnak

Noha a sejtelméletet a "magasabb" szervezetekben megfigyelések alapján fogalmazták meg, minden élőlényre érvényes, még az egysejtű szervezetekre is, mint például egyes paraziták és baktériumok.

A sejt elmélet fő posztulátuma három:

1- Minden élő lény sejtekből áll

M. Schleiden botanikus és T. Schwann zoológus javasolta ezt a posztulátumot, kijelentve, hogy mikroszkopikus szinten a növényeket és az állatokat sejtek alkotják.

2- A sejtek az összes élőlény alapvető egységei

Ezt az elvet Schleiden és Schwann is posztulálta, és ez az alapelve az élő lény meghatározásának; Minden élőlény sejtekből áll, függetlenül attól, hogy egy- vagy többsejtűek.

3- A sejtek csak meglévő sejtekből származhatnak, nem spontán generációval

Ezt az elvet Rudolph Virchow vezette be.

Később egy másik szerző, A. Weismann az elmélet következő következtetését adta hozzá:

- A ma ismert sejtek ("modern") egy "ősi" sejtek egy kis csoportjából származnak

Következmény, amely bizonyítható az egyes sejtekben található komplex fehérjék közötti hasonlóságoknak köszönhetően; ezeknek a fehérjéknek a citokróma az egyik legjobb példája, mivel szerkezetük és funkciójuk szempontjából "konzervált" mind a baktériumokban, mind a növényekben és állatokban.

Fő szerzők

Noha M. Schleiden, T. Schwann és R. Virchow voltak a fő szereplők a mai sejt-elmélet megfogalmazásában, sok olyan tudós volt, akik közvetlenül vagy közvetve részt vettek annak végleges megállapításában.

Robert Hooke (1635-1702)

Robert Hooke arcképe (Forrás: Gustav VH, a Wikimedia Commons-n keresztül)

Ez az erényes angol tudós nemcsak felfedezéseket tett a biológia területén, hanem a fizika és a csillagászat iránt is érdeklődött.

1665-ben bemutatta a londoni királyi társaságnak "A miniatűr testek mikrográfiája vagy néhány élettani leírása nagyítón keresztül" című könyvet (az angol Mikrográfiából vagy Néhány miniatűr test fiziológiai leírásáról a nagyító segítségével).

Ebben a könyvben Hooke kiemeli azokat a megfigyeléseket, amelyeket egy parafalapon tett, és amelyekben azonosított egységeket azonosított a "sejtekkel", amelyeket "sejteknek" neveztek. Csak 30-szoros nagyításnál Hooke ugyanazt a mintát figyelt meg más növényekben és egyes állatok csontainál is, ami arra utal, hogy az élő szövetek ugyanazon "pórusokból" vagy "sejtekből" állnak.

Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723)

Antoni van Leeuwenhoek arcképe (Forrás: Jan Verkolje (1650-1693) a Wikimedia Commons segítségével)

A kortárs Robert Hooke-val a holland A. Leeuwenhoek életének egy részét a mikroszkópok gyártására és a mintákon keresztül történő megfigyelésre szentelte. Ő volt az első szerző, aki megmutatta az élő sejteket (Hooke csak bizonyos fa kérgéből és néhány állat csontjából látott el holt sejteket).

Ezenkívül mikroszkópjainak tervezése lehetővé tette számára, hogy sokkal részletesebben értékelje a sejtszerkezeteket, és sok egysejtű organizmus felfedezéséhez vezetett, melyeket állati szemcséknek neveztek, amelyekről manapság ismert, hogy mind egysejtű állatok, mind növények.

1674-ben Leeuwenhoek először vörösvértesteket és spermákat írt le saját spermájában.

Matthias Schleiden (1804-1881)

Matthias Schleiden arcképe (Forrás: Fæ, a Wikimedia Commons-n keresztül)

Ez a német tudós, a botanika professzora volt az, aki "megfogalmazta" a sejtelméletet a növényi szövetekben tett megfigyelései alapján. Ezen túlmenően igazán érdekelt a sejtek eredete, ezért elkötelezte magát a vizsgálatra növényi szövetekből származó embriók felhasználásával.

Schleiden merte azt javasolni, hogy a sejtek a sejtekben lévő apró granulátum tömegéből "de novo" -ot fejlesszenek ki, amely egy "magot" alkot, amelynek progresszív növekedése új sejtré válik.

Theodor Schwann (1810-1882)

Theodor Schwann arcképe (Forrás: Fæ, a Wikimedia Commons-n keresztül)

Ez a német szerző a sejtelmélet „általánosításáért” felelős az összes élő szervezet számára, ideértve a növényeket és az állatokat is.

Schwann nukleáris sejteket írt le különféle szövetekben: a notochord és a porc sejtjeiben, varangy lárvákban, a májban, a vesékben, a hasnyálmirigyben, a nyálmirigyekben és a sertésembriók kötőszövetében.

Eredményeiről 1838-ban a "Field Notes on Nature and Medicine" című cikkben számoltak be. Ez a szerző szintén jelentős mértékben hozzájárult az idegtudományhoz, mivel ő volt az első, aki leírta az idegsejtek folyamatát körülvevő membrán burkolatot.

Robert Brown (1773-1858)

Ez a skót botanikus és orvos volt az első (1831-ben), aki felismerte a magot az élő sejtek nélkülözhetetlen részeként, köszönhetően az orchidea levelein végzett mikroszkópos megfigyeléseinek. Brown volt az, aki a "mag" kifejezést fogalmazta meg, hogy egy "egyetlen átlátszatlan, kör alakú areolat" írjon le a sejtek központjában.

Virchow Rudolf (1821-1902)

Virchow Rudolf arcképe (Forrás: http://ihm.nlm.nih.gov/images/B25666 a Wikimedia Commons segítségével)

Ennek a német orvosnak és patológusnak a megbízását 1855-ben írásban közzétették, hogy minden sejt egy már létező sejtből származik (omnis cellula e cellula), kizárva a spontán generáció lehetőségét.

Néhány évvel korábban kijelentette: "A sejt, mint az élet megnyilvánulásának legegyszerűbb formája, amely mindazonáltal az élet gondolatát képviseli, a szerves egység, az oszthatatlan élő lény".

Louis Pasteur (1822-1895)

Louis Pasteur arcképe (Forrás: Paul Nadar a Wikimedia Commons segítségével)

Ez a francia mikrobiológus véglegesen elvette a spontán generáció elméletét az 1850-es években elvégzett kísérleteknek köszönhetően, amelyekben bebizonyította, hogy az egysejtű organizmusok szaporodása a már létező szervezetekből származik.

Szilárd meggyőződése vezetett egy kísérleti eljárás megtervezéséhez, melynek során bebizonyította, hogy egy "húslevest" sterilezni lehet úgy, hogy egy "gooseneck" lombikban forralják, és amely képes a porrészecskék és más szennyezőanyagok "csapdájába" előtt érje el a tartály alját.

A pasztőr azt mutatta, hogy ha a húslevest felforralják, majd a lombik nyakát megszakítják, és a levegőnek hagyják kitéve, akkor végül szennyeződik, és a mikrobiális szennyeződés miatt zavaros megjelenésű.

Fontos kiemelni, hogy más szerzők, például Carl Benda (1857–1933) és Camilo Golgi (1843–1926) (többek között) később fontos hozzájárulást nyújtottak az eukarióta sejtek belső felépítésének tisztázásához, leírva fő szervei és funkcióikat..

Irodalom

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… és Walter, P. (2013). Alapvető sejtbiológia. Garland Science.
2. Mazzarello, P. (1999). Egységes koncepció: a sejtelmélet története. Nature Cell Biology, 1 (1), E13.
3. Nabors, MW (2004). Bevezetés a botanikába (580 N117i szám). Pearson.
4. Ribatti, D. (2018). A sejtelmélet történelmi megjegyzése. Kísérleti sejtkutatás, 364 (1), 1-4.
5. Solomon, EP, Berg, LR és Martin, DW (2011). Biológia (9. kiadás). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
6. Villanueva, JR (1970). Az élő sejt.
7. Willey, JM, Sherwood, L. és Woolverton, CJ (2008). Prescott, Harley és Klein mikrobiológiája. McGraw-Hill felsőoktatás.