Cytológia ako veda, jej vznik a úlohy. Cytológia je jedným z najperspektívnejších odvetví ľudského poznania Čo je to cytológia a čo študuje?

CYTOLÓGIA(grécky kontajner kytos, tu - doktrína bunka + logos) - veda o štruktúre, funkciách a vývoji živočíšnych a rastlinných buniek, ako aj jednobunkových organizmov a baktérií. Cytologické štúdie (pozri) sú nevyhnutné na diagnostiku chorôb u ľudí a zvierat.

Existuje všeobecná a špecifická cytológia. Všeobecná cytológia (bunková biológia) študuje štruktúry spoločné pre väčšinu typov buniek, ich funkcie, metabolizmus, reakcie na poškodenie, patologické zmeny, reparačné procesy a adaptáciu na podmienky prostredia. Privátna cytológia skúma vlastnosti jednotlivých typov buniek v súvislosti s ich špecializáciou (v mnohobunkové organizmy) alebo evolučné prispôsobenie sa prostrediu (u protistov a baktérií).

Rozvoj cytológie je historicky spojený s vytvorením a zdokonalením mikroskopu (pozri) a histologických výskumných metód (pozri). Termín „bunka“ prvýkrát použil Hooke (R. Hooke, 1665), ktorý opísal bunkovú štruktúru (presnejšie celulózové bunkové membrány) mnohých rastlinných tkanív. V 17. storočí Hookove pozorovania potvrdil a rozvinul M. Malpighi, Grew (N. Grew, 1671),

A. Levenguk. V roku 1781 Fontana (F. Fontana) publikoval kresby živočíšnych buniek s jadrami.

V prvej polovici 19. storočia sa začala formovať myšlienka bunky ako jednej zo stavebných jednotiek tela. V roku 1831 R. Brown objavil jadro v rastlinných bunkách, dal mu názov „nucleus“ a predpokladal prítomnosť tejto štruktúry vo všetkých rastlinných a živočíšnych bunkách. V roku 1832 Dumortier (V.S. Dumortier) a v roku 1835 Mohl (H. Mohl) pozoroval delenie rastlinných buniek. V roku 1838 opísal M. Schleiden jadierko v jadrách rastlinných buniek.

Prevalenciu bunkovej štruktúry v živočíšnej ríši preukázali štúdie Dutrocheta (R. J. H. Dutrochet, 1824), Raspaila (F. V. Raspail, 1827) a školy J. Purkyňa a I. Mullera. J. Purkinje ako prvý opísal jadro živočíšna bunka(1825), vyvinul metódy na farbenie a čistenie bunkových preparátov, použil termín „protoplazma“, bol jedným z prvých, ktorí sa pokúsili porovnať konštrukčné prvky zvieratá a rastlinné organizmy (1837).

V rokoch 1838-1839 T. Schwann sformuloval bunkovú teóriu (pozri), v ktorej bola bunka považovaná za základ stavby, životnej aktivity a vývoja všetkých živočíchov a rastlín. Koncepcia bunky T. Schwanna ako prvého stupňa organizácie, vlastniaceho celý komplex vlastností živých vecí, si zachovala svoj význam dodnes.

Transformácia bunkovej teórie na univerzálny biol. Učenie prispelo k objaveniu podstaty prvokov. V rokoch 1841 -1845 Siebold (S. Th. Siebold) sformuloval koncepciu jednobunkových zvierat a rozšíril na ne teóriu buniek.

Dôležitou etapou vo vývoji cytológie bolo vytvorenie doktríny bunkovej patológie R. Virchowom (pozri). Bunky považoval za materiálny substrát chorôb, čo k ich štúdiu prilákalo nielen anatómov a fyziológov, ale aj patológov (pozri Patologická anatómia). R. Virchow tiež predpokladal vznik nových buniek len z už existujúcich. Do značnej miery sa pod vplyvom prác R. Virchowa a jeho školy začala revízia názorov na povahu buniek. Ak sa predtým za najdôležitejší štrukturálny prvok bunky považoval jej obal, tak v roku 1861 M. Schultze dal novú definíciu bunky ako „hrudky protoplazmy, vo vnútri ktorej leží jadro“; to znamená, že jadro bolo nakoniec uznané ako základná zložka bunky. V tom istom roku 1861 E. W. Brucke ukázal zložitosť štruktúry protoplazmy.

Detekcia organel (pozri) bunky - bunkové centrum (pozri Bunka), mitochondrie (pozri), Golgiho komplex (pozri Golgiho komplex), ako aj objav v bunkových jadrách nukleových kyselín(pozri) prispeli k vytvoreniu predstáv o bunke ako o komplexnom viaczložkovom systéme. Štúdium mitotických procesov [Strasburger (E. Strasburger, 1875); P. I. Peremežko, 1878; V. Flemming (1878)] viedli k objavu chromozómov (pozri), ustanoveniu pravidla druhovej stálosti ich počtu [Rabl (K. Rabi, 1885)] a vytvoreniu teórie chromozómovej individuality [Th. Boveri, 1887]. Tieto objavy spolu so štúdiom procesov oplodnenia (pozri), ktorých biologickú podstatu objavil O. Hertwig (1875), fagocytóza (pozri), reakcie buniek na podnety, prispeli k tomu, že na konci r. V 19. storočí sa cytológia stala samostatným odvetvím biológie. Carnoy (J. V. Sagpou, 4884) prvýkrát predstavil koncept „bunkovej biológie“ a sformuloval myšlienku cytológie ako vedy, ktorá študuje formu, štruktúru, funkciu a vývoj buniek.

Na rozvoj cytológie malo veľký vplyv G. Mendelovo ustanovenie zákonov dedenia vlastností (pozri Mendelove zákony) a ich následná interpretácia zo začiatku 20. storočia. Tieto objavy viedli k vytvoreniu chromozomálnej teórie dedičnosti (pozri) a k vytvoreniu nového smeru v cytológii - cytogenetike (pozri), ako aj karyológii (pozri).

Veľkou udalosťou v bunkovej vede bol vývoj metódy tkanivových kultúr (pozri Bunkové a tkanivové kultúry) a jej modifikácií - metóda jednovrstvových bunkových kultúr, metóda orgánových kultúr fragmentov tkaniva na hranici živného média a tzv. plynná fáza, spôsob kultivácie orgánov alebo ich fragmentov na embryách kuracích membrán, v tkanivách zvierat alebo v živnom médiu. Umožnili dlhodobo pozorovať životnú aktivitu buniek mimo tela, podrobne študovať ich pohyb, delenie, diferenciáciu atď. Zvlášť sa rozšírila metóda jednovrstvových bunkových kultúr [D. Youngner, 1954]. , ktorá zohrala veľkú úlohu pri vývoji neorganizmov.len cytológie, ale aj virológie, ako aj pri získavaní množstva antivírusových vakcín. Intravitálne štúdium buniek je značne uľahčené mikrokinázou (pozri), mikroskopiou s fázovým kontrastom (pozri), fluorescenčnou mikroskopiou (pozri), mikrochirurgiou (pozri), vitálne farbenie (pozri). Tieto metódy umožnili získať veľa nových informácií o funkčnom význame množstva bunkových komponentov.

Zavedenie kvantitatívnych výskumných metód do cytológie viedlo k ustanoveniu zákona o druhovej stálosti veľkostí buniek [H. Driesch, 1899], neskôr spresnený E. M. Vermeule a známy ako zákon stálosti minimálnych veľkostí buniek. Jacobi (W. Jacobi, 1925) objavil fenomén postupného zdvojnásobovania objemu bunkových jadier, čo v mnohých prípadoch zodpovedá zdvojnásobeniu počtu chromozómov v bunkách. Zmeny veľkosti jadra spojené s funkčný stav bunky ako v normálnych podmienkach[Benninghoff (A. Benning-hoff), 1950] a v patológii (Ya. E. Khesin, 1967).

Raspail začal používať metódy chemickej analýzy v cytológii už v roku 1825. Pre rozvoj cytochémie však boli rozhodujúce práce Lisona (L. Lison, 1936), Glicka (D. Glick, 1949) a Piercea (A. G. E. Reag-se, 1953). B. V. Kedrovsky (1942, 1951), A. L. Shabadash (1949), G. I. Roskin a L. B. Levinson (1957) tiež výrazne prispeli k rozvoju cytochémie.

Rozvoj metód cytochemickej detekcie nukleových kyselín, najmä Feilgenovej reakcie (pozri Deoxyribonukleové kyseliny) a Einarsonovej metódy, v kombinácii s cytofotometriou (pozri) umožnil výrazne objasniť predstavy o trofizme buniek, mechanizmoch a biol. význam polyploidizácie (V. Ya. Brodsky, I. V. Uryvaeva, 1981).

V prvej polovici 20. storočia sa začala vyjasňovať funkčná úloha vnútrobunkových štruktúr. Najmä práca D. N. Nasonova (1923) stanovila účasť Golgiho komplexu na tvorbe sekrečných granúl. Hodzhbu (G. N. Hogeboom, 1948) dokázal, že mitochondrie sú centrami bunkového dýchania. N.K. Koltsov bol prvý, kto sformuloval myšlienku chromozómov ako nosičov molekúl dedičnosti a tiež zaviedol pojem „cytoskelet“ do cytológie (pozri Cytoplazma).

Vedecká a technologická revolúcia v polovici 20. storočia viedla k prudkému rozvoju cytológie a revízii množstva jej koncepcií. Pomocou elektrónovej mikroskopie (pozri) bola študovaná štruktúra a boli z veľkej časti odhalené funkcie doteraz známych bunkových organel, objavený celý svet submikroskopických štruktúr (pozri Biologické membrány, Endoplazmatické retikulum, Lyzozómy, Ribozómy). Tieto objavy sú spojené s menami Porter (K. R. Porter), J. Peleid, H. Ris, Bernhard (W. Bernhard), C. de Duve a ďalší vynikajúci vedci. Štúdium bunkovej ultraštruktúry umožnilo rozdeliť celý živý organický svet na eukaryoty (pozri Eukaryotické organizmy) a prokaryoty (pozri Prokaryotické organizmy).

Rozvoj molekulárnej biológie (pozri) ukázal základnú zhodu genetického kódu (pozri) a mechanizmov syntézy proteínov na matriciach nukleových kyselín pre celý organický svet, vrátane ríše vírusov. Nové metódy izolácie a štúdia bunkových komponentov, vývoj a skvalitňovanie cytochemických štúdií, najmä cytochémie enzýmov, využitie rádioaktívnych izotopov na štúdium procesov syntézy bunkových makromolekúl, zavedenie metód elektrónovej cytochémie, využitie fluorochrómom značených látok. protilátky na štúdium lokalizácie jednotlivých bunkových proteínov pomocou luminiscenčnej analýzy, preparatívnych metód a analytickej centrifugácie výrazne rozšírili hranice cytológie a viedli k stieraniu jasných hraníc medzi cytológiou, vývojovou biológiou, biochémiou, molekulárnou biofyzikou a molekulárnou biológiou.

Z čisto morfologickej vedy nedávnej minulosti sa moderná cytológia vyvinula v experimentálnu disciplínu, ktorá chápe základné princípy bunkovej činnosti a prostredníctvom nej aj základy života organizmov. Vývoj metód transplantácie jadier do enukleovaných buniek podľa Gurdona (J. B. Gurdon, 1974), somatická hybridizácia buniek Barski (G. Barski, 1960), Harris (H. Harris, 1970), Ephrussi (B. Eph-russi, 1972). ) dal príležitosť študovať vzorce reaktivácie génov, určiť lokalizáciu mnohých génov v ľudských chromozómoch a priblížiť sa k riešeniu množstva praktických problémov v medicíne (napríklad analyzovať povahu malignity buniek), ako aj Národné hospodárstvo(napríklad získavanie nových poľnohospodárskych plodín a pod.). Na základe metód bunkovej hybridizácie bola vytvorená technológia výroby stacionárnych protilátok z hybridných buniek, ktoré produkujú protilátky danej špecifickosti (monoklonálne protilátky). Používajú sa už na riešenie množstva teoretických problémov v imunológii, mikrobiológii a virológii. Využívaním týchto klonov sa začína zlepšovať diagnostika a liečba množstva ľudských chorôb, študuje sa epidemiológia infekčných chorôb atď. Cytologická analýza buniek odobratých pacientom (často po ich kultivácii mimo tela) je dôležitá pre diagnostiku niektoré dedičné choroby (napríklad xeroderma pigmentosum, glykogenóza) a štúdium ich povahy. Existujú tiež vyhliadky na využitie výdobytkov cytológie na liečbu ľudských genetických chorôb, prevenciu dedičných patológií, vytváranie nových vysoko produktívnych kmeňov baktérií a zvyšovanie produktivity rastlín.

Všestrannosť problémov bunkového výskumu, špecifickosť a rozmanitosť metód na ich štúdium viedli k súčasnému vytvoreniu šiestich hlavných smerov v cytológii: 1) cytomorfológia, ktorá študuje vlastnosti štruktúrnej organizácie bunky; hlavné metódy výskumu sú rez rôznymi spôsobmi mikroskopia fixných (svetelná optická, elektrónová, polarizačná mikroskopia) aj živých buniek (tmavé pole kondenzátorová, fázovo kontrastná a fluorescenčná mikroskopia); 2) cytofyziológia, ktorá študuje životnú aktivitu bunky ako jediného živého systému, ako aj fungovanie a interakciu jej vnútrobunkových štruktúr; na riešenie týchto problémov sa používajú rôzne experimentálne techniky v kombinácii s metódami bunkových a tkanivových kultúr, mikrokinematickou fotografiou a mikrochirurgiou; 3) cytochémia (pozri), ktorá študuje molekulárnu organizáciu bunky a jej jednotlivých zložiek, ako aj chemickú. zmeny spojené s metabolickými procesmi a funkciami buniek; cytochemické štúdie sa vykonávajú pomocou metód svetelného a elektrónového mikroskopu, cytofotometrie (pozri), ultrafialovej a interferenčnej mikroskopie, autorádiografie (pozri) a frakčnej centrifugácie (pozri), po ktorej nasleduje chemická analýza rôzne frakcie; 4) cytogenetika (pozri), ktorá študuje vzory štruktúrnej a funkčnej organizácie chromozómov eukaryotických organizmov; 5) cytoekológia (pozri), ktorá študuje reakcie buniek na vplyv faktorov životné prostredie a mechanizmy adaptácie na ne; 6) cytopatológia, ktorej predmetom je štúdium patologických procesov v bunke (pozri).

V ZSSR sú rôzne oblasti modernej cytológie zastúpené výskumami I. A. Alova, V. Ya. Brodského, Yu. M. Vasilieva, O. I. Epifanovej, JI. N. Žinkina, A. A. Zavarzina, A. V. Zelenina, I. B. Raikova, P. P. Rumjanceva, N. G. Chrušchová, Yu S. Chentsova, V. A. Šachlomová, V. N. Yarygina a i.. V laboratóriách A. sa rozvíjajú problémy cytogenetiky a jemnej štruktúry chromozómov A. Prokofieva-Belgovskaya, A. F. Zacharov (zv. 15, doplnkové materiály), I. I. Kiknadze.

Spolu s tradičnými sa u nás rozvíjajú aj také nové oblasti cytológie ako ultraštrukturálna bunková patológia, vírusová cytopatológia, cytofarmakológia - hodnotenie účinku. lieky cytologické metódy na bunkových kultúrach, onkologická cytológia, vesmírna cytológia, ktorá študuje charakteristiky správania buniek v podmienkach vesmírneho letu.

Výskum v oblasti cytológie sa realizuje v Cytologickom ústave AV ZSSR, Ústave cytológie a genetiky Sibírskej pobočky AV ZSSR, Ústave genetiky a cytológie AV r. BSSR, na oddeleniach cytológie a histológie univerzít a lekárskych ústavov, v cytologických laboratóriách Ústavu molekulárnej biológie Akadémie vied ZSSR, Ústav vývojovej biológie pomenovaný po . N. K. Koltsov z Akadémie vied ZSSR, Ústav evolučnej morfológie a ekológie zvierat pomenovaný po A. N. Severtsov z Akadémie vied ZSSR, Ústav morfológie človeka Akadémie lekárskych vied ZSSR, Ústav epidemiológie a mikrobiológie pomenovaný po. N. F. Gamaleya z Akadémie lekárskych vied ZSSR, Ústavu lekárskej genetiky Akadémie lekárskych vied ZSSR, v All-Union Oncology Scientific Center Akadémie lekárskych vied ZSSR. Cytologický výskum koordinuje Vedecká rada pre problémy cytológie pri Akadémii vied ZSSR.

Cytológia sa vyučuje ako samostatná sekcia v kurze histológie na oddeleniach histológie a embryológie lekárskych ústavov a na oddeleniach cytológie a histológie vysokých škôl.

Špecialisti pracujúci v oblasti cytológie u nás sú zjednotení celozväzová spoločnosť anatómov, histológov a embryológov, v Moskovskej spoločnosti cytológov, v sekcii cytológie Moskovskej spoločnosti prírodných vedcov. Existujú aj medzinárodné spoločnosti cytológov: International Society of Cell Biology, International Cell Research Organization, European Cell Biology Organization.

Práce o cytológii sú publikované v časopisoch „Cytology“, „Cytology and Genetics“, ako aj v mnohých zahraničných časopisoch. Periodicky vychádzajú medzinárodné viaczväzkové publikácie o cytológii: Advances in Cell and Molecular Biology (Anglicko, USA), International Review of Cytology (USA), Protoplasmologia (Rakúsko).

Bibliografia: História - Vermel E.M. Dejiny náuky o bunke, M., 1970, bibliogr.; G e r t v i g O, Bunka a tkanivo, Základy všeobecnej anatómie a fyziológie, prel. z nemčiny, zväzok 1-2, Petrohrad, 1894; Katsnel-son 3. S. Hlavné etapy vývoja cytológie, v knihe: Guide to cytology, ed. A. S. Troshina, zväzok 1, s. 16, M. - JI., 1965; O g n e in I. F. Kurz normálnej histológie, 1. časť, M., 1908; P e r e m e zh-k o P. I. Náuka o bunke, v knihe: Základy štúdia mikroskopickej anatómie ľudí a zvierat, vyd. M. D. Lavdovsky a F. V. Ovsyannikov, zväzok 1, s. 49, Petrohrad, 1887; PetlenkoV. P. a K l a sh o v A. A. Bunková teória a bunková teória (K 100. výročiu úmrtia T. Schwanna), Arch. anat., histol. a embryol., t. 83, storočie. 11, str. 17, 1982, bibliogr.; Shvan T. Mikroskopické štúdie o zhode v štruktúre a raste zvierat a rastlín, trans. s ním. M. - JI., 1939; S r n o J. V. La biologie cellulaire, P., 1884; W i 1 s o n E. B. Bunka vo vývoji a dedičnosti, N. Y., 1896. Manuály, hlavné diela, referenčné publikácie - A. P. A. a III akh-lamov V. A. Ultraštrukturálne základy patologických buniek, M., 1979; Alexandrov V. Ya. Bunková reaktivita a proteíny, L., 1985; Vostok K. a Sumner E. Chromozóm eukaryotickej bunky, trans. z angličtiny, M., 1981; Brodsky V. Ya a Uryvaeva I. V., Bunková polyploidia, Proliferácia a diferenciácia, M., 1981; WELSHU. a StorchF. Úvod do cytológie a histológie zvierat, prekl. z nemčiny, M., 1976; Zavarzin A. A. Základy súkromnej cytológie a komparatívnej histológie mnohobunkových živočíchov, JI., 1976; Zavarzin A. A. a Kharazo-va A. D. Základy všeobecnej cytológie, L., 1982, bibliogr.; Zakharov A.F. Human chromozómy, M., 1977; o Ne, Human chromozómy, Atlas, M., 1982; Zelenin A, V., Kushch A. A. a Prudov-s to a y I. A. Reconstructed cell, M., 1982; ZengbuschP. Molekulárna a bunková biológia, trans. z nemčiny, zväzok 1-3, M., 1982; Karmysheva V. Ya. Poškodenie buniek počas vírusové infekcie M., 1981; NeifakhA. A. a Timofeeva M. Ya Problémy regulácie v molekulárnej biológii vývoja, M., 1978; R a i-k asi v I. B. The nucleus of prvoky, L., 1978; RingertsN. a Savage R. Hybrid cells, trans. z angličtiny, M., 1979; Roland J.-C., Selosi A. a Seloshi D. Atlas of Cell Biology, trans. z francúzštiny, M., 1978; Solov'ev V.D., Khesin Ya, E. a Bykovsky A. F, Essays on viral cytopathology, M., 1979; Ham A. a Cormack D. Histology, trans. z angličtiny, zväzok 1, časť 2, M., 1982; CHENTS v Yu.S. General cytology, M., 1984; E f r u s i B. Hybridizácia somatických buniek, trans. z angličtiny, M., 1976; Grundlagen der Cytolo-gie, hrsg. v. G. C. Hirch u. a., Jena, 1973. Periodiká - Cytológia, D., od roku 1959; Cytológia a genetika, Kyjev, od roku 1965; Acta Cytologica, St Louis, od roku 1957; Acta Histochemica a Cytochemica, Kjóto, od roku 1960; Advances in Cell and Molecular Biology, NY, od roku 1971; Analytická a kvantitatívna cytológia, St Louis, od roku 1979; Canadian Journal of Genetics and Cytology, Austin, od roku 1916; Caryologia, Firenze, od roku 1948; Cell, Cambridge, od roku 1974; Cellule, Brusel, od roku 1884; Cytogenetika a bunková genetika, Bazilej, od roku 1962; Folia Histochemica et, Cytochemica, Warszawa, od roku 1963; International Review of Cytology, NY, od roku 1952; Journal of Histochemistry and Cytochemistry, N.Y., od roku 1953. Pozri tiež bibliogr. k čl. Bunka.

Bunková biológia(bunková biológia, cytológia) – náuka o bunke.

Bunková biológia je oblasť biológie, ktorej predmetom je bunka, elementárna jednotka živých vecí. Bunka je považovaná za systém, ktorý zahŕňa jednotlivé bunkové štruktúry, ich účasť na všeobecných bunkových fyziologických procesoch a spôsoby regulácie týchto procesov. Uvažuje sa o rozmnožovaní buniek a ich zložiek, prispôsobovaní buniek podmienkam prostredia, reakciách na pôsobenie rôznych faktorov, patologické zmeny v bunkách. a mechanizmy ich smrti.

Cytológia a bunková biológia

Pojem „bunková biológia“ alebo „bunková biológia“ v druhej polovici 20. storočia nahradil pôvodný pôvodný výraz „cytológia“, ktorý definoval vedu o bunke. Cytológia patrí k množstvu „šťastných“ biologických odborov, ako napr biochémia , biofyzika, A genetika, ktorej vývoj za posledných 60 rokov bol obzvlášť rýchly („biologická revolúcia“) a vyvolal zásadné zmeny v biológii v chápaní organizácie a podstaty životných javov. Klasická cytológia, ktorá na začiatku bola hlavne. deskriptívna morfologická veda, ktorá absorbovala myšlienky, fakty a metódy biochémie, biofyziky a molekulárnej biológie, sa stala všeobecnou biologickou disciplínou, ktorá študuje nielen štruktúru, morfológiu, ale aj funkčné a molekulárne aspekty správania buniek ako základných jednotiek. živej prírody.

Hoci prvé popisy a predstavy o bunke sa objavili už pred viac ako 300 rokmi, podrobné štúdium buniek bolo spojené s rozvojom mikroskopie v 19. storočí. V tejto dobe boli urobené hlavné popisy vnútrobunkovej organizácie a tzv bunková teória (T. Schwann. R. Virchow), ktorých hlavné postuláty sú: bunka je elementárna jednotka živých vecí; mimo bunky niet života (podľa R. Virchowa „život je činnosť bunky, vlastnosti prvej sú charakteristikou poslednej“); bunky sú podobné (homologické) vo svojej štruktúre a vo svojich základných vlastnostiach; bunky pribúdajú a množia sa len delením pôvodných buniek. Bunková teória mala nielen významný vplyv na rozvoj takých všeobecných biologických disciplín, ako sú histológie , embryológia a fyziológie, ale urobil aj skutočnú revolúciu v medicíne, ukazujúc, že ​​základom akýchkoľvek chorôb tela je bunková patológia, t.j. zmeny vo fungovaní jednotlivých skupín buniek v rámci orgánov a tkanív.

Veľkú úlohu pri formovaní a rozvoji domácej biológie a následne aj bunkovej biológie zohrali vedecké školy výskumníkov ako I.I. Mečnikov, N.K. Kolcov, D.N. Nasonov a ďalšie.

Koncom 19. storočia bolo popísaných mnoho intracelulárnych komponentov (jadro, chromozómov , mitochondrie atď.), bol charakterizovaný mitóza Ako jediný spôsob reprodukcie buniek bola vytvorená chromozomálna teória dedičnosti (cytogenetika). V tom istom období a na začiatku 20. storočia sa záujmy cytológie zameriavali na objasnenie funkčného významu intracelulárnych komponentov (cytofyziológia). K riešeniu týchto problémov pomohol rozvoj takých oblastí ako cytochémia, kultivácia buniek spojená so zavedením nových metodických techník (fluorescenčná mikroskopia, kvantitatívna cytochémia, autorádiografia, diferenciálna centrifugácia a pod.).

Kvalitatívnym zlomom v analýze bunkových komponentov a ich funkčného významu bolo zavedenie elektrónovej mikroskopie v 50. rokoch 20. storočia, ktorá umožnila študovať bunky na submikroskopickej úrovni. Kombinácia metód elektrónového mikroskopu a molekulárnej biológie umožnila úzko prepojiť štúdium morfológie bunkových komponentov s identifikáciou ich biochemické vlastnosti a stanoviť ich funkčný význam. V polovici 20. storočia sa pojem „bunková biológia“ začal používať ako definícia vedy, ktorá študuje nielen štruktúru buniek, ale aj funkčné a biochemické vlastnosti ich štruktúr a jednotlivých štádií buniek. život vo všeobecnosti. Zároveň bol objavený bunkový cyklus (molekulárny sled dejov pri reprodukcii buniek), jeho regulácia na molekulárnej úrovni a boli dané funkčné a biochemické charakteristiky mnohých starých i novoobjavených vnútrobunkových štruktúr.

Doktrína bunky

V súčasnosti môžeme z hľadiska modernej molekulárnej biológie definovať, čo je bunka: bunka je usporiadaný systém biopolymérov (proteínov, nukleových kyselín, lipidov) a ich makromolekulárnych komplexov, ohraničených aktívnou lipoproteínovou membránou, podieľajú sa na jednom súbore metabolických (metabolických) a energetických procesov, ktoré udržujú a reprodukujú celý systém ako celok.

Vnútrobunkové štruktúrne prvky predstavujú funkčné subsystémy alebo systémy druhého rádu. takže, bunkové jadro je systém na uchovávanie, reprodukciu a implementáciu genetickej informácie obsiahnutej v DNA chromozómov; hyaloplazma (hlavná plazma) - systém hlavného intermediárneho metabolizmu a syntézy monomérov, ako aj syntézy proteínov na ribozómoch; cytoskelet- muskuloskeletálny systém bunky; vakuolárny systém - systém syntéza, modifikácia a transport niektorých proteínových polymérov a tvorba mnohých bunkových lipoproteínových membrán; mitochondrie sú organely, ktoré dodávajú energiu všetkým bunkovým funkciám prostredníctvom syntézy ATP; plastidy rastlinných buniek - systém na fotosyntézu ATP a syntézu sacharidov; Plazmatická membrána je bariérovo-receptorovo-transportný systém bunky.

Je dôležité zdôrazniť, že všetky tieto bunkové subsystémy tvoria akúsi konjugovanú jednotu, ktorá je vzájomne závislá. Narušenie funkcie jadra teda okamžite ovplyvňuje syntézu bielkovín, narušenie štruktúry a funkcie mitochondrií zastavuje všetky syntetické a metabolické procesy, narušenie cytoskeletálnych prvkov zastavuje intracelulárny transport atď.

Moderná biochémia a molekulárna biológia, ktoré študujú chemické procesy, ktoré sú základom života buniek, sa nezaobídu bez informácií o štruktúrach, na ktorých sa tieto procesy vyskytujú; tak ako v bunkovej biológii sa pri štúdiu štruktúr a ich funkčného významu nemožno zaobísť bez znalosti molekulárnych procesov prebiehajúcich v týchto štruktúrach. Preto sa pojem „molekulárna bunková biológia“ čoraz častejšie používa v názvoch rôznych príručiek a učebníc.

Štúdium bunkovej biológie má obrovské množstvo praktický význam: ide o štúdium fyziológie organizmov, využitie buniek v biotechnologickom vývoji, využitie údajov bunkovej biológie v praktickej medicíne. Napríklad informácie z oblasti bunkovej biológie sú potrebné pri štúdiu rastu malígnych buniek, pri cytodiagnostike ochorenia, pri použití kmeňových buniek atď. Navyše, žiadne ľudské ochorenie nemožno pochopiť bez použitia údajov z bunkovej biológie.

Vynikajúci ruskí cytológovia

I.I.Mečnikov (1845-1916) - slávny ruský biológ a patológ, jeden zo zakladateľov experimentálnej cytológie a imunológie, zakladateľ vedeckej školy, čestný člen Petrohradskej akadémie vied, jeden zo zakladateľov Pasteurovho inštitútu v r. Paríž. V roku 1883 I.I. Mechnikov objavil fenomén fagocytózy a predložil fagocytárnu teóriu imunity (1901); Za prácu na štúdiu imunity spolu s P. Ehrlichom mu bola v roku 1908 udelená Nobelova cena.

Obrovský vplyv na rozvoj biológie, genetiky a cytológie u nás mala vedecká škola N.K. Koltsova (1872-1940). Bol to výskumník, ktorého myšlienky boli o desaťročia pred mnohými objavmi, ktoré sa stali základom moderných konceptov v genetike a bunkovej biológii. V roku 1903 N. K. Koltsov objavil vnútorný fibrilárny systém, ktorý definoval ako kostrovú cytoplazmatickú štruktúru, ktorá určuje tvar a pohyb buniek. V súčasnosti sa tento systém nazýva cytoskelet, pozostáva z proteínových polymérov, z ktorých sa tvoria mikrotubuly a vláknité štruktúry (mikrofilamenty, intermediárne filamenty). Ďalším dôležitým úspechom N. K. Koltsova bola predvídavosť maticového princípu zdvojenia dedičných štruktúr. Podľa jeho predstáv sa malé molekuly jadra zostavia na už existujúcu šablónu a potom sa „zlúčia“ do molekuly polyméru, kópie šablóny. V tom čase (1927) ešte neboli známe makromolekuly DNA, ale myšlienka, že trvalá, zachovaná dedičná matrica sa nezničí ani nevytvorí, ale prenáša sa z rodičov na potomkov, bola skvelou predpoveďou. Možno sa domnievať, že toto vyhlásenie N. K. Koltsova bolo začiatkom rozvoja molekulárnej biológie. Najväčšou zásluhou N. K. Koltsova ako „proroka vo svojej vlasti“ v rozvoji biológie sú dlhoročné výskumy tvaru a správania buniek (cytoskelet) a maticová hypotéza. Veľká zásluha N.K.Koltsova navyše spočíva v tom, že vyškolil celú plejádu svojich študentov-nasledovníkov: genetikov, fyziológov, embryológov a cytológov. Medzi ne patrí V.V. Sacharov, B.L. Astaurov, S.S. Chetverikov, D.P. , A.S. Serebrovský, G.I. Roskin a ďalší. Teraz je zvykom hovoriť o ruskej biologickej škole N. K. Koltsova. Ústav vývojovej biológie Ruskej akadémie vied teraz nesie jeho meno.

Veľkú úlohu pri vytváraní domácej cytológie zohral D.N. Nasonov (1895-1957). Diela Dmitrija Nikolajeviča venované štúdiu Golgiho aparátu boli odborníkmi vysoko ocenené a stali sa klasickými. Pri štúdiu práce Golgiho aparátu D.N. Nasonov predložil hypotézu o vedúcej úlohe tejto organely v procese bunkovej sekrécie. Oveľa neskôr sa pomocou elektrónovej mikroskopickej autorádiografie táto hypotéza plne potvrdila (Leblon, 1966) a stala sa axiómou funkčného významu tejto štruktúry. V roku 1956 bol z iniciatívy Dmitrija Nikolajeviča zorganizovaný Cytologický ústav Akadémie vied ZSSR.

Jedným zo študentov N.K. Koltsova bol G.I. Roskin (1882-1964), ktorý s ním spolupracoval od roku 1912. Študoval kostrové a kontraktilné štruktúry v r rôzne bunky, počnúc jednobunkovými organizmami a končiac hladkými a priečne pruhovanými svalmi mnohobunkových organizmov. Dospel k záveru, že kontraktilné a nosné prvky tvoria veľmi komplexné systémy, zabezpečujúce motorické a podporné funkcie – tieto systémy sa nazývali statokinetiky. Táto séria prác je pokračovaním štúdií cytoskeletu, ktoré začal N. K. Koltsov.

V rokoch 1930 až 1964 viedol G. I. Roskin oddelenie histológie v Moskve. štátna univerzita. Pokračujúc v štúdiu kontraktilných prvkov bunky, G.I. Roskin venoval veľkú pozornosť štúdiu cytológie rakovinové bunky, čo viedlo k objavu protirakovinového lieku crucin, ktorý sa na klinike nejaký čas používal. Osobitná pozornosť G.I. Roskin venoval pozornosť zavedeniu cytochemických metód do histológie a cytológie, ktoré umožňujú lokalizovať určité polyméry alebo jednotlivé aminokyseliny v bunkách. V tejto dobe sa katedra histológie stala propagátorom cytochemických metód, ktoré našli široké uplatnenie nielen v biologický výskum, ale aj v medicíne. Neskôr V.Ya. Brodsky, študent G.I. Roskina, začali rozvíjať kvantitatívne histochemické štúdie pomocou špeciálneho cytofotometrického zariadenia. To viedlo k vzniku nových biochemických a biochemických fyzikálne metódy, ktoré sú široko používané v bunkovej biológii.

Veľkým prínosom pre štúdium štruktúry a správania nádorových buniek boli práce Yu.M. Vasiliev (nar. 1928) a jeho žiaci. Jeho škola dlhé roky skúma mechanizmy pohybu normálnych a nádorových buniek. Ako prvý identifikoval úlohu mikrotubulového systému a iných cytoskeletálnych prvkov pri určovaní smeru migrácie normálnych aj nádorových buniek. Vedie laboratórium mechanizmov karcinogenézy v Onkologickom výskumnom centre Ruskej akadémie lekárskych vied.

Yu.S. Chentsov(nar. 1930) viedol oddelenie bunkovej biológie a histológie v rokoch 1970 až 2010. Je jedným zo zakladateľov Moskovskej školy elektrónových mikroskopov. On a jeho študenti ako prví vytvorili trojrozmernú rekonštrukciu centriolu a opísali jeho správanie v bunkovom cykle. Yu.S.Chentsov je jedným z autorov objavu jadrového proteínového rámca (matrix); ukázal, že jadrová matrica je neoddeliteľnou súčasťou interfázových a mitotických chromozómov. Yu.S.Chentsov zohral hlavnú úlohu pri štúdiu ultraštruktúry bunkového jadra a mitotického chromozómu. V prácach o štúdiu mitochondrií v svalové tkanivo, Yu.S.Chentsov sa stal jedným z autorov objavu mitochondriálneho retikula a špeciálnej štruktúry - intermitochondriálnych kontaktov. (Daniel Mazia, 1912-1996), americký cytológ, ktorý zohral veľkú úlohu pri štúdiu procesov bunkového delenia a reprodukcie, pri štúdiu štruktúry mitotického vretienka a reprodukcie centrozómov. Bunku považoval za nadmolekulárny systém pozostávajúci z mnohých vzájomne prepojených molekulárnych systémov.

Kate Porter(Keith Robert Porter, 1912-1997) – kanadský biológ, jeden zo zakladateľov elektrónového mikroskopického prístupu v biológii. Vyvinul metódy na výrobu ultratenkých rezov, metódy na použitie potiahnutých mriežok v elektrónovej mikroskopii a tiež navrhol použitie oxidu osmičelého na prácu s preparátmi elektrónového mikroskopu. K. Porter je zodpovedný za objav cytoskeletálnych mikrotubulov a endoplazmatického retikula, autolyzozómov a ohraničených vakuol. Vďaka nemu bol založený prvý popredný časopis v bunkovej biológii, ktorý sa dnes volá Journal of Cell Biology.

George Palade(George Emil Palade, 1912-2008) – americký biológ rumunského pôvodu. Na povrchu nádrží endoplazmatického retikula objavil ribonukleové častice nazývané Palade granule. Následne sa zistilo, že Palade granule sú ribozómy spojené s endoplazmatickým retikulom. Palade intenzívne pracoval na štúdiu vakuolárneho systému a vezikulárneho transportu v bunke. V roku 1974 mu bola udelená Nobelova cena.

Christian René de Duve(Christian Rene de Duve, 1917-2002) – belgický cytológ a biochemik, ktorý objavil existenciu tráviacich organel v bunkách – lyzozómoch. Nositeľ Nobelovej ceny (1974).

Albert Claude(Albert Claude, 1899-1983) – belgický biochemik, vďaka ktorému sa z cytológie z deskriptívnej vedy stala funkčná veda. Ukázal priame spojenie medzi intracelulárnymi štruktúrami a biochemickými procesmi prebiehajúcimi v bunke a podieľal sa na zavedení biochemických a fyzikálnych metód do cytológie. A. Claude napísal, že bunka je „nezávislá a sebestačná jednotka živej hmoty, schopná akumulovať, premieňať a využívať energiu“. Nositeľ Nobelovej ceny (1974).

Odporúčané čítanie

Yu.S. Chentsov. Úvod do bunkovej biológie

Yu.S. Chentsov. Cytológia: učebnica pre univerzity a lekárske fakulty.

Alberts B., Bray D., Lewis J., Raff M., Roberts K., Watson J.D. Molekulárna biológia bunky

Molekulárna biológia buniek. Preklad z angličtiny / Edited by B. Alberts

Lodish H., Besk A., Zipursky S.L., Matsudaira P., Balximore D., Darnell J. Molecular cell biology.

História cytológie úzko súvisí s vynálezom, použitím a zdokonalením mikroskopu. Je to spôsobené tým, že ľudské oko nedokáže rozlíšiť predmety menšie ako 0,1 mm, čo je 100 mikrometrov (skrátene mikrón alebo µm). Veľkosti buniek (a ešte viac vnútrobunkových štruktúr) sú podstatne menšie. Napríklad priemer živočíšnej bunky zvyčajne nepresahuje 20 mikrónov, rastlinná bunka - 50 mikrónov a dĺžka chloroplastu kvitnúcej rastliny - nie viac ako 10 mikrónov. Pomocou svetelného mikroskopu dokážete rozlíšiť predmety s priemerom desatín mikrónu. Preto je svetelná mikroskopia hlavnou, špecifickou metódou na štúdium buniek.

Poznámka. 1 milimeter (mm) = 1 000 mikrometrov (µm) = 1 000 000 nanometrov (nm). 1 nanometer = 10 angstromov (Å). Jeden angstrom je približne priemer atómu vodíka.

Prvé optické prístroje (jednoduché šošovky, okuliare, lupy) vznikli už v 12. storočí. Ale zložité optické trubice, pozostávajúce z dvoch alebo viacerých šošoviek, sa objavili až na konci 16. storočia. Na vynáleze svetelného mikroskopu sa podieľali Galileo Galilei, otec a syn Jansens, fyzik Druebel a ďalší vedci. Prvé mikroskopy sa používali na štúdium širokej škály objektov.

· 1665: R. Hooke, ktorý prvýkrát pod mikroskopom pozoroval tenký rez balzového dreva, objavil prázdne bunky, ktoré nazval celuli alebo bunky; v skutočnosti R. Hooke pozoroval iba membrány rastlinných buniek; Následne R. Hooke študoval časti živých stoniek a objavil v nich podobné bunky, ktoré boli na rozdiel od mŕtvych buniek korku naplnené „výživnou šťavou“. R. Hooke načrtol svoje pozorovania vo svojej práci „Mikrografia, alebo tak fyziologické opisy najmenšie telesá pomocou lup“ (1665);

· 1671: Marcello Malpighi (Taliansko) a Nehemiah Grew (Anglicko), študujú anatomická štruktúra rastlín, dospel k záveru, že všetky rastlinné tkanivá pozostávajú z vezikulárnych buniek. Termín „látka“ („čipka“) prvýkrát použil N. Grew. V prácach R. Hooka, M. Malpighiho a N. Grewa je bunka považovaná za prvok, za integrálnu súčasť tkaniva. Bunky sú od seba oddelené spoločnými prepážkami, a preto si ich nemožno predstaviť mimo tkaniva, mimo tela;

· 1674: Holandský amatérsky mikroskop Antonio van Leeuwenhoek (1680) pozoroval jednobunkové organizmy – „zvieratá“ (náletníky, sarkoidy, baktérie) a iné formy jednotlivých buniek (krvinky, spermie);

V tomto období sa za hlavnú časť cely považovala jej stena a až o dvesto rokov neskôr sa ukázalo, že hlavnou vecou v cele nie je stena, ale vnútorný obsah. V 18. storočí Základné pozorovania prvokov uskutočnil nemecký amatérsky prírodovedec Martin Ledermüller. V tomto období sa však nové informácie o bunke hromadili pomaly a v oblasti zoológie pomalšie ako v botanike, keďže skutočné bunkové steny, ktoré slúžili ako hlavný predmet výskumu, sú charakteristické len pre rastlinné bunky. Vo vzťahu k živočíšnym bunkám sa vedci neodvážili aplikovať tento termín a stotožniť ich s rastlinnými bunkami.

Následne, ako sa mikroskop a mikroskopická technológia zdokonaľovali, sa hromadili aj informácie o živočíšnych a rastlinných bunkách. Postupne sa formovali predstavy o bunke ako elementárnom organizme: neskôr nemecký fyziológ Ernst von Brücke (1861) nazval bunku elementárnym organizmom. Do 30. rokov 19. storočia sa nahromadilo množstvo informácií o morfológii buniek a zistilo sa, že cytoplazma a jadro sú jej povinnými zložkami.

· 1802, 1808: C. Brissot-Mirbet zistil, že všetky rastlinné organizmy sú tvorené tkanivami, ktoré pozostávajú z buniek.

· 1809: J. B. Lamarck rozšíril Brissot-Mirbetovu myšlienku bunkovej štruktúry na zvieratá.

· 1825: J. Purkinė objavil jadro vo vajciach vtákov.

· 1831: R. Brown prvýkrát opísal jadro v rastlinných bunkách.

· 1833: R. Brown dospel k záveru, že jadro je nevyhnutnou súčasťou rastlinnej bunky.

· 1839: J. Purkinė objavil protoplazma(gr. protossov- prvý a plazma tvarovaný, tvarovaný) - polotekutý želatínový obsah buniek.

· 1839: T. Schwann zhrnul všetky údaje nazhromaždené do tej doby a sformuloval bunkovú teóriu.

· 1858: R. Virchow dokázal, že všetky bunky vznikajú z iných buniek delením.

· 1866: Haeckel zistil, že zachovanie a prenos dedičných vlastností sa uskutočňuje jadrom.

· 1866-1898: Sú opísané hlavné súčasti bunky, ktoré možno vidieť pod optickým mikroskopom. Cytológia nadobúda charakter experimentálnej vedy.

· 1872: profesor Dorpat (Tartus) University E. Russov,

· 1874: ruský botanik I.D. Chistyakov bol prvý, kto pozoroval delenie buniek.

· 1878: W. Fleming zaviedol termín „mitóza“ a opísal štádiá bunkového delenia.

· 1884: V. Roux, O. Hertwig, E. Strasburger predložili jadrovú teóriu dedičnosti, podľa ktorej sú informácie o dedičných vlastnostiach bunky obsiahnuté v jadre.

· 1888: E. Strasburger zaviedol fenomén redukcie počtu chromozómov počas meiózy.

· 1900: Po príchode genetiky nasledoval rozvoj cytogenetiky, ktorá študovala správanie chromozómov pri delení a oplodnení.

· 1946: V biológii sa začalo používať elektrónový mikroskop, ktorý umožnil študovať ultraštruktúry buniek.

Cytológia - veda, ktorá študuje štruktúru, chemické zloženie a funkcie buniek, ich rozmnožovanie, vývoj a vzájomné pôsobenie v mnohobunkovom organizme.

Predmet cytológie- bunky jedno- a mnohobunkových prokaryotických a eukaryotických organizmov.

Ciele cytológie:

1. Štúdium stavby a funkcií buniek a ich zložiek (membrány, organely, inklúzie, jadro).

2. Štúdium chemického zloženia buniek, biochemické reakcie v nich prebiehajúce.

3. Štúdium vzťahov medzi bunkami mnohobunkového organizmu.

4. Štúdium bunkového delenia.

5. Štúdium možnosti adaptácie buniek na zmeny prostredia.

Na riešenie problémov v cytológii sa používajú rôzne metódy.

Mikroskopické metódy: umožňuje študovať štruktúru bunky a jej komponentov pomocou mikroskopov (svetlo, fázový kontrast, fluorescenčné, ultrafialové, elektrónové); svetelná mikroskopia je založená na toku svetla; študuje bunky a ich veľké štruktúry; elektrónová mikroskopia - štúdium malých štruktúr (membrán, ribozómov atď.) v zväzku elektrónov s vlnovou dĺžkou kratšou ako viditeľné svetlo. Mikroskopia s fázovým kontrastom je metóda získavania obrazov v optických mikroskopoch, pri ktorej sa fázový posun elektromagnetickej vlny transformuje na kontrast intenzity. Fázovú kontrastnú mikroskopiu vynašiel Fritz Zernike, za čo dostal nobelová cena na rok 1953. Určené na štúdium živých, nefarebných predmetov.

Cyto- A histochemické metódy- založené na selektívnom pôsobení činidiel a farbív na určité látky cytoplazmy; používa sa na stanovenie chemického zloženia a lokalizácie rôznych zložiek (proteíny, DNA, RNA, lipidy atď.) v bunkách.

Histologická metóda je metóda prípravy mikrovzoriek z natívnych a fixovaných tkanív a orgánov. Natívny materiál je zmrazený a fixovaný objekt prechádza fázami zhutňovania a zalievania do parafínu. Potom sa z materiálu, ktorý sa skúma, pripravia rezy, zafarbia sa a vložia do kanadského balzamu.

Biochemické metódy umožňujú študovať chemické zloženie buniek a biochemické reakcie v nich prebiehajúce.

Metóda diferenciálnej centrifugácie (frakcionácia): na základe rôznych rýchlostí sedimentácie bunkových zložiek, najprv sa bunky zničia na jednotnú (homogénnu) hmotu, ktorá sa prenesie do skúmavky s roztokom sacharózy alebo chloridu cézneho a podrobia sa centrifugácii; izoluje jednotlivé zložky bunky (mitochondrie, ribozómy a pod.) na následné štúdium inými metódami.

Metóda röntgenovej difrakčnej analýzy: po zavedení atómov kovu do bunky sa študuje priestorová konfigurácia (priestorové usporiadanie atómov a skupín atómov) a niektoré fyzikálne vlastnosti makromolekúl (proteín, DNA).

Autorádiografická metóda- zavedenie rádioaktívnych (značených) izotopov do bunky - najčastejšie izotopy vodíka (3 H), uhlíka (14 C) a fosforu (32 P); Študované molekuly sa detegujú rádioaktívnymi značkami pomocou počítadla rádioaktívnych častíc alebo ich schopnosťou exponovať fotografický film a potom sa študuje ich začlenenie do látok syntetizovaných bunkou; umožňuje študovať procesy syntézy matrice a bunkového delenia.

Metóda časozberného filmovania a fotografovania umožňuje sledovať a zaznamenávať procesy bunkového delenia pomocou výkonných svetelných mikroskopov.

Mikrochirurgické metódy- chirurgický dopad na bunku: odstránenie alebo implantácia bunkových zložiek (organely, jadro) z jednej bunky do druhej za účelom štúdia ich funkcií, mikroinjekcia rôznych látok atď.

Metóda kultivácie buniek- pestovanie jednotlivých buniek mnohobunkových organizmov na živných pôdach za sterilných podmienok; umožňuje študovať delenie, diferenciáciu a špecializáciu buniek, získavať klony rastlinných organizmov.

Znalosť základov chemickej a štruktúrnej organizácie, princípov fungovania a mechanizmov bunkového vývoja je mimoriadne dôležitá pre pochopenie podobných vlastností, ktoré sú vlastné zložitým organizmom rastlín, živočíchov a ľudí. Vývoj metódy IVF - príklad praktické uplatnenie cytologické poznatky.

Prednáška č.2: Chemické zloženie bunky.

Cytológia je veda o bunkách (grécky "cytos" - bunka, "logos" - veda). Predmetom cytológie sú bunky mnohobunkových živočíchov a rastlín, ako aj jednobunkových organizmov, medzi ktoré patria baktérie, prvoky a jednobunkové riasy. Cytológia študuje štruktúru a chemické zloženie buniek, funkcie vnútrobunkových štruktúr, funkcie buniek v tele zvierat a rastlín, reprodukciu a vývoj buniek a adaptáciu buniek na podmienky prostredia. Moderná cytológia je komplexná veda. Najužšie spojenie má s inými biologickými vedami, napríklad s botanikou, zoológiou, fyziológiou, štúdiom evolúcie organického sveta, ako aj s molekulárnou biológiou, chémiou, fyzikou a matematikou. Cytológia patrí medzi relatívne mladé biologické vedy, jej vek je okolo 100 rokov. Termín „bunka“ je starý viac ako 300 rokov. Názov „bunka“ prvýkrát použil v polovici 17. storočia R. Hooke. Pri skúmaní tenkého rezu korku pomocou mikroskopu Hooke videl, že korok pozostáva z buniek - buniek.

Bunková teória. V polovici 19. storočia na základe už rozsiahlych poznatkov o bunke sformuloval T. Schwann bunkovú teóriu (1838). Zhrnul doterajšie poznatky o bunke a ukázal, že bunka predstavuje základnú stavebnú jednotku všetkých živých organizmov, že bunky živočíchov a rastlín sú štruktúrou podobné. Tieto ustanovenia boli najdôležitejším dôkazom jednoty pôvodu všetkých živých organizmov, jednoty celého organického sveta. T. Schwann zaviedol do vedy správne chápanie bunky ako samostatnej jednotky života, najmenšej jednotky života: mimo bunky niet života.

Štúdium chemickej organizácie bunky viedlo k záveru, že sú to chemické procesy, ktoré sú základom jej života, že bunky všetkých organizmov sú podobné v chemické zloženie, ich základné metabolické procesy prebiehajú rovnako. Údaje o podobnosti chemického zloženia buniek opäť potvrdili jednotu celého organického sveta.

Moderná bunková teória obsahuje nasledujúce ustanovenia:

bunka je základná jednotka stavby a vývoja všetkých živých organizmov, najmenšia jednotka živej veci;

bunky všetkých jednobunkových a mnohobunkových organizmov sú podobné (homologické) svojou stavbou, chemickým zložením, základnými prejavmi životnej činnosti a látkovej výmeny;

bunková reprodukcia prebieha delením buniek a každá nová bunka vzniká ako výsledok delenia pôvodnej (materskej) bunky;

v zložitých mnohobunkových organizmoch sa bunky špecializujú na funkciu, ktorú vykonávajú, a tvoria tkanivá; tkanivá pozostávajú z orgánov, ktoré sú úzko prepojené a podriadené nervovým a humorálnym regulačným systémom.

Štúdium buniek rôznych jednobunkových a mnohobunkových organizmov pomocou svetelno-optických a elektrónových mikroskopov ukázalo, že podľa štruktúry sa delia do dvoch skupín. Jednu skupinu tvoria baktérie a modrozelené riasy. Tieto organizmy majú najjednoduchšiu bunkovú štruktúru. Nazývajú sa predjadrové ( prokaryoty), pretože nemajú vytvorené jadro (grécky „kartón“ - jadro) a nemajú veľa štruktúr, ktoré sa nazývajú organely. Ďalšiu skupinu tvoria všetky ostatné organizmy: od jednobunkových zelených rias a prvokov až po vyššie kvitnúce rastliny, cicavce vrátane človeka. Majú zložité bunky nazývané jadrové bunky ( eukaryotické). Tieto bunky majú jadro a organely, ktoré vykonávajú špecifické funkcie.

Vírusy sú špeciálna, nebunková forma života, ktorej štúdium je predmetom virológie.