Formulovanie bunkovej teórie

Rozvoj cytológie je úzko spojený s vynájdením a zdokonalením mikroskopu. Prvý mikroskop skonštruoval v roku 1610 GALILEO GALILEI (1564–1642). Niektorí autori uvádzajú ako prvých konštruovateľov mikroskopu bratov JANSENOVCOV.

Mikroskop, ako prostriedok na štúdium biologických objektov, prvýkrát použil anglický fyzik ROBERT HOOKE (1635–1703) v roku 1665. Zistil, že korok stromov je zložený z malých útvarov (komôrok) podobným komôrkam včelieho plástu a pomenoval ich bunky (cellulae). Hooke sa ďalej nepokúšal študovať bunku.

Bunku podrobnejšie opísali Talian MARCELLO MALPIGHI a Angličan NEHEMIA GREW [grjú]. Malpighi ako prvý pozoroval živočíšnu bunku. Obidvaja sa venovali rastlinnej aj živočíšnej bunke a položili základy rastlinnej anatómie.

Neznámy svet mikroorganizmov objavil Holanďan ANTHONY VAN LEEUWENHOEK [lévenhúk] (1632–1723). Vďaka konštrukcii mikroskopu s asi 250-násobným zväčšením pozoroval baktérie, nálevníky, kvasinky, spermie, erytrocyty a objavil chloroplasty.

Ani významné objavy však nedávali vedcom dostatočné množstvo informácií, aby pochopili všeobecný význam bunky ako základnej funkčnej a stavebnej jednotky živých organizmov. V roku 1834 PAVOL FJODOROVIČ GORJANINOV - vyslovil hypotézu, že každý živý organizmus má bunkovú štruktúru.

O zrod bunkovej teórie (1838) sa významnou mierou postaral botanik MATTHIAS JAKOB SCHLEIDEN (1804–1881) a zoológ THEODORE SCHWANN (1810–1882). Takmer súčasne na zjazde prírodovedcov v Prahe (1837) predniesol svoju "zrniečkovú teóriu" o analógii medzi rastlinnou a živočíšnou bunkou JAN EVANGELISTA PURKYNĚ (1787–1869). Tvrdil, že každý organizmus sa skladá zo zrnitej hmoty (živočíšny ešte aj z kvapalnej a vláknitej hmoty), ktorá predstavuje jeho základný stavebný prvok, pričom každé zrniečko (= bunka) má vlastnú metabolickú aktivitu. Purkyně vnútorný obsah bunky nazval protoplazma.

Naďalej však ostávala spornou otázka vzniku buniek. V tomto ohľade sa za úplné formulovanie bunkovej teórie zaslúžil RUDOLF VIRCHOW (1821–1902), ktorý dokázal, že bunky vznikajú len delením existujúcich buniek (lat. "Omnis cellula e cellula" = "Každá bunka vzniká z bunky").

Vlastnosti bunky link

Bunka ako základná jednotka života vykonáva niekoľko kľúčových funkcií, ktoré sú zároveň charakteristickými vlastnosťami živej hmoty, no na hierarchicky vyššom organizačnom stupni. Tieto funkcie zahŕňajú:

• príjem a výdaj látok – bunka neustále prijíma a uvoľňuje látky potrebné pre svoje fungovanie
• bunkový metabolizmus – súbor všetkých chemických reakcií v bunke, ktoré zabezpečujú jej životné procesy
• tok energie a informácií – energia je nevyhnutná pre životné funkcie bunky, zatiaľ čo informácie (napr. genetická informácia) riadia jej aktivity
• rozmnožovanie – bunka má schopnosť sa deliť a vytvárať nové bunky, čím sa zabezpečuje kontinuita života

Tieto vlastnosti, ktoré sú neoddeliteľné od samotnej podstaty bunky, sa prejavujú aj na organizovaných vyšších stupňoch vývoja, ako sú tkanivá, orgány a celé organizmy.

Zhrnutie bunkovej teórie:

1. Základnou štruktúrnou a funkčnou jednotkou živého organizmu je bunka.
2. Medzi rastlinnou a živočíšnou bunkou nie je žiadny zásadný rozdiel, obe majú rovnaký princíp štruktúry a chemického zloženia.
3. Bunka môže vzniknúť len delením existujúcej bunky.

Evolúcia bunky link

Evolučný vznik bunky sa nespája súčasne aj so vznikom života. Podľa viacerých teórií, pravdepodobne najpôvodnejšími formami života ešte neboli bunky, ale autonómne existujúce makromolekuly, ktoré mali schopnosť "rozmnožovať sa". Samotná bunka vznikla až oveľa neskôr.

Evolúcia bunky bol dlhodobý proces, ktorý začal pravdepodobne už pred 3,5–2,5 mld rokov (vek Zeme sa pritom odhaduje na cca 4,5 mld rokov). Najstaršie paleontologické nálezy sú známe spred 1,4 mld rokov (to sú však už zložité eukaryoty).

Štúdium bunky link

Štúdiom štruktúry buniek a bunkových štruktúr (anatómie), ich činnosťou a funkciou ako elementárnych živých systémov (fyziológie) sa zaoberá cytológia (gr. kytos (cytos), lat. cellula = bunka), i keď v súčasnosti sa častejšie začína používať pojem bunková biológia, ktorá zahŕňa komplexnejšie štúdium bunky, vrátane jej chemizmu a molekulárnej podstaty. Študuje aj funkcie jednotlivých bunkových komponentov, spôsob reprodukcie buniek, reparácie, poznávacie a rozpoznávacie schopnosti, chovanie, adaptácie na podmienky prostredia a celý rad ďalších procesov prebiehajúcich na bunkovej úrovni.

Od formulovania bunkovej teórie zaznamenala cytológia prudký rozvoj. Zaslúžili sa o to v nemalej miere nové metódy výskumu bunky. Pomocou elektrónového mikroskopu bolo možné pozorovať objekty (bunkové organely a pod.) veľkosti do 0,2 nm, čo je oproti klasickému svetelnému mikroskopu až 1000-násobné zväčšenie. Zväčšovaním poznatkov v oblasti chémie sa sústredila pozornosť na chemické zloženie buniek, čím sa cytológia začala postupne stávať experimentálnou disciplínou, na rozdiel od pôvodne deskriptívnej disciplíny (prosté pozorovanie a opisovanie štruktúr).

Štúdium bunky zahŕňa niekoľko pododvetví, napr.:

• cytochémia – študuje chemické zloženie bunky a jej komponentov
• cytofyziológia – študuje životné pochody prebiehajúce v bunke
• cytogenetika – študuje chromozómy na bunkovej (mikroskopickej) úrovni
• ultraštruktúrna cytológia – študuje bunku na úrovni elektrónovej mikroskopie

Bunkové kultúry označujú pestovanie jednotlivých buniek v laboratórnych podmienkach, kde sú buď izolované alebo pestované ako súčasť jednoduchších systémov. Tkanivové kultúry sa špecificky vzťahujú na pestovanie celých tkanív, ktoré môžu zahŕňať viaceré typy buniek usporiadané do komplexných štruktúr. Obe metódy sú využívané v laboratórnom prostredí na výskum a aplikácie v biológii a medicíne.

Vzhľadom na to, že každý živý organizmus je zložený z buniek, je za príčinou každej choroby organizmu "ochorenie" buniek. Chorobné procesy, ktoré prebiehajú na úrovni buniek, prejavujúce sa zmenou bunkovej anatómie a fyziológie, študuje odbor nazývaný cytopatológia (bunková patológia).

Rozvoj cytológie mal za následok prechod viacerých biologických disciplín až na bunkovú úroveň (botanika, zoológia, genetika atď.). Vďaka spolupráci biológov, chemikov a fyzikov sa dostal výskum bunky až na molekulárnu úroveň, čo znamená novú éru v cytológii a v celej biológii – vznik molekulárnej biológie.