OSTALI SEMINARSKI RADOVI
IZ BIOLOGIJE : |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISTORIJSKA OTKRICA NA POLJU BIOLOGIJE CELIJE
Poznavanje gradje celije nužno je za razumevanje opštih odlika
živih organizama, ali je neophodno i zbog primene tih saznanja.
Celije se mogu upoznavati i izucavati na nekoliko nivoa.
Morfološki nivo podrazumeva upoznavanje spoljašnjeg oblika celije
i oblika struktura koje se nalaze u njenoj unutrašnjosti. Nauka koja
se ovim nivoom izucavanja celije bavi nazvanaje citologija.
Drugi nivo izucavanja celija podrazumeva upoznavanje njihovog hemijskog
sastava, jedinjenja koja ucestvuju u izgradnji celijskih struktura i u
odvijanju procesa koji te strukture odlikuju. Ovim nivoom upoznavanja
i izucavanja bave se biohemija i, jednim delom, molekularna
biologija, a za njihovo razumevanje nužna su odredjena znanja
iz organske hemije. S druge strane, procesima koji obezbedjuju održavanje
i prenošenje svih osobina koje odlikuju celiju sa generacije na generaciju
bave se i genetika i molekularna biologija. Zato je uobicajno
reci kako biologija celija podrazumeva mnoge pristupe: biohemijski,
morfološki, molekularno-biološki, geneticki,
ali i mnoge druge.
Da bi se upoznale morfološke odlike celija , neophodno ih je posmatrati.
Ima celija koje su dovoljno krupne i ljudsko oko ih lako zapaža.
Medjutim , u najvecem broju slucajeva celije su tako sicušne da je
za njihovo posmatranje nužno uvelicati ih pomocu mikroskopa. Mikroskopi
omogucavaju da žive celije ili celije prethodno pripremljene za posmatranje
budu u dovoljnoj meri uocljive. Na taj nacin mikroskopi omogucavaju opisivanje
oblika celije, oblika njihovih pojedinih delova i pracenje promena kroz
koje celija tokom svog života prolazi.
Napredak mnogih grana medicine, razumevanja
uzroka brojnih bolesti, iznalaženje sve delotvornijih lekova za te
bolesti i ocuvanje retkih biljaka i životinja samo su neki vidovi
primene znanja koja proisticu iz dobrog poznavanja celije.
Istorija citologije u osnovi je duga istorija napretka u konstruisanju
mikroskopa i metoda pripreme celija za posmatranje na mikroskopima .
Sadašnja znanja o celiji zasnovana su na stalnom napretku u konstruisanju
svetlosnih mikroskopa i, pre sedamdesetak godina (1931), na pojavi elektronskog
mikroskopa. Medjutim, ta znanja dugujemo i nepresušnoj radoznalosti
naocnika koji su stalno težili da celiju upoznaju što više
i što dublje.
Mnoga su imena upisana u listu velikih otkrica vezanih za celiju, i mnoga
od njih ovencana su Nobelovom nagradom.
ISTORIJSKA OTKRICA NA POLJU BIOLOGIJE CELIJE
Ogromni teleskopi, džinovske antene astronomskih opservatorija nisu
toliko izmenili našu sliku o svetu kao što su je izmenila saznanja
zahvaljujuci mikroskopu. Pomocu njih su naucnici uspeli da prodru u fantasticni
svet najsitnijeg. Tadašnja istraživanja nisu se odlikovala nekom
naucnom ozbiljnošcu, bilo je to pre uživanje u neobicno novom
živom svetu.
Još je Euklid
(300 god. p. n. e.) znao za neka opticka svojstva krivih površina,
a steceno znanje imali su Ptolomej (127-151. naše ere) i Alhazan
(pocetak XI veka).
Leonardo da Vinci pocetkom XVI veka objašnjava znacaj
upotrebe sociva pri posmatranju sitnijih predmeta.
U meduvremenu, 1590. g, holandski opticar Zaharias Jansen
iz Midelburga pronalazi mikroskop nazvan "holandska cev"
što predstavlja svakako jedan od najznacajnihjih, doduše sada
vec skoro zaboravljenih, dogadjaja. Jansen je otkrio da upotrebom dva
dvojno konveksna sociva, postavljena na odredenu daljinu dolazi do povecanja
lika. Kombinovao je ta dva sociva u unutrašnjosti jedne cevi te tako
napravio prvi mikroskop (gr. mikros=sitan, mali; skopein=
gledam).
Prvo posmatranje neceg vidljivog pod mikroskopom obavio je 1625. god. F. Steluti koji je nacrtao glavu pcele uvecanu pet puta.
Jedan od prvih koji se bavio radom na mikroskopu bio je Anton van Levenhuk (24. oktobar 1632- 27. august 1723), trgovac tekstila iz mesta Delft u Holandiji . Upotrebljavao je veoma prost mikroskop koji je sam konstruisao 1673., i koji je mogao da uvelicava predmet do 280 puta. Levenhuk je prvi posmatrao bakterije, kvasce, protozoe (praživotinje) i ljudskihe spermatozoide i crvene krvne celije (1674-1684). Protozoe je izucavao u vezi sa tropskim oboljenjima, ukljucujuci malariju. Pronašao je da su bakterije uzrocnik kolere i tetanusa. Poslije njegove smrti u svijetu je ostalo 247 mikroskopa, od kojih se sedam i dan danas koriste, jedan cak sa rezolucijom od 2 mikrometra.
Njegova zapažanja objavljivana su u Britanskom kraljevskom društvu.
Robert
Huk (18. jul 1635 - 3. Mart 1703), poznati britanski fizicar,
matematicar i arhitekta, jedno vreme se bavio i usavršavanjem mikroskopa.
Posmatrao je preseke plute pod mikroskopom i u delu "Mikrografija"
objavljenom 1665.g. objavio je rezultate tog posmatranja. Uocio je veliki
broj komorica, koje podsecaju na pcelinje sace i koje su odvojene medsobno
tankim pregradama. Komorice naziva celije (cells)
i taj naziv se zadržava i do danas. Moram da napomenem da je Huk,
ustvari, naziv dao celijama koje su mrtve i od kojihje on video samo zidove.
Prvi podaci detaljnijeg istraživanja celije poticu od italijanskog botanicara Bonavenuti Kortija (1720-1813) koji je u celijama alge Hara posmatrao strujanje citoplazme.
Ceški zoolog Johanes Purkinje (1787-1869) prvi uvodi pojam protoplazma koji se zadržao i do danas.
Nemacki
botanicar Matijas Šlajden (1804-1881) 1838 zapaža sluzastu
materiju u biljnim celijama i nazivaje "pflanzeschleim" a zoolog
Teodor Švan (1810-1882) 1839.g. utvrdjuje da je unutrašnjost
životinjskih celija ispunjena ljigavom supstancom koju naziva "Tirschleim".
Oni su i osnivaci celularne teorije, po kojoj su sva tkiva, svi živi
organizmi, bili oni biljni ili životinjski, sastavljeni iz celija.
Ova teorija je osnovno (fundamentalno) otkrice u biologiji..
Škotski botanicar Robert Braun 1833. god. koji je posmatrajuci
celije prvi opisuje jedro nucleus kako ga je on nazvao kao sastavni deo
celije, ali ne govori o njegovim funkcijama.
Otkrice francuza Felixa Dizardona (1835), svega cetiri godine posle Braunovog, govorio je da se tela raznih morskih infuzorija sastoji od jedne sluzaste mase, koju je Dizarden nazvao Sarcoda - meka misterija, On ispituje rastvorljivost sarkode, ponašanje prema alkoholu i kiselinama, i ustanovljuje da se ona razlikuje od drugih koloidnih materija (želatina, albumina i dr.). On ispituje niže životinje, pa verovatno zbog toga i opreznosti. On svojstva sarkode pripisuje samo nižim organizmima. Dizardonova sarkoda nije ništa drugo do protoplazma koju posmatra Johan Miler (1836) a posmatrajuci kicmenu moždinu zakljucuje da se i ona sastoji iz celija. Time on dokazuje slicnost izmedju biljnih i životinjskih celija, cime umanjuje razliku izmedju biljne i životinjske celije, jer celijska membrana životinjskih celijaje slabije vidljiva od biljne.
Mikroskop iz 1852.
Nemacki zoolog Max Sulce (1825-1884) 1861.god. utvrdjuje daje
protoplazma u celijama svih biljaka i životinja ustvari potpuno ista
i da sacinjava glavni i najvažniji sastojak celiskog tela. Ovim je
upoznata prava struktura celije i stvarni znacaj protoplazme u telima
živih bica. Ovim se pobija dotadašnje mišljenje da su protoplazma
i jedro sporedni i beznacajni sastojci u celijama životinja i biljaka
i da glavni deo celije sacinjava celijska opna.
Mitoticku deobu celija životinja prvi je opisao Valther Flemming 1882, istovremeno kada i Eduard Strasburger kod celija biljaka.
Daljim razvojem citologije otkrivaju se mnoge celijske organele, medjutim
one se smatraju kao veštacke tvorevine ili artifakti, to jest kao
posledica ne pripremljene celije za bojenje (fiksiranje) ili pak bojenje
nije odgovarjuce.
Sa daljim razvojem i usavršavanjem mikroskopa, naucnici su bili u
mogucnosti da preciznije ispitaju celijske strukture. Uskoro je bilo poznato
da celiju ne cini samo celijski zid koji se inace najbolje vidi pod mikroskopom.
Tada je zakljuceno da je osnovni nosilac života upravo celijski sadržaj.
To je moglo biti dokazano na razlicite nacine.
Primena elektronskog mikroskopa (konstruisan 1931. godine), otvora nove,
široke perspektive istraživanju celije i to zbog izvanrednih
mogucnosti upotrebe.
Elektronska mikroskopija nije samo omogucila da vidimo pod vecim uvelicanjem
pojedine delove celija (povecanjem do oko million puta) vec da se upoznamo
sa gradom njihovih struktura. Ukupno današnje znanje o celiji i njenoj
strukturi rezultat je mnogobrojnih metoda istraživanja, to jest analitickog
rada. Tako da bi se detaljno upoznali sa celijom danas primenjujemo citohemijske
metode - specifino bojenje sto nam je omogucilo da saznamo o organskom
sastavu pojedinih organela. Biohemijske metode takode su nam omogucile
da saznamo ne samo o hemijskom sastavu organela vec i o njihovoj funkciji.
Autohistografske metode, koje omogucuju pracenje lokalizacije i kolicine
radio aktivnih atoma ili jedinjenja u celiji kao i njihovu transformaciju
u životnim procesima, omogucile u da studiramo pojedine celijske
organele.
Za posmatranje celija na mikroskopu nije dovoljno da on uvelicava, neophodno je i dovoljno svetlosti koja ce osvetliti celiju koja se posmatra. Mikroskopi kod kojih se za uvelicavanje koriste opticka sociva a svetlost je prirodna, dnevna ili veštacka svetlost, nazivaju se svetlosnim mikroskopima. Danas svetlosni mikroskopi obuhvataju brojnu porodicu svetlosnih mikroskopa koji pružaju raznolike mogucnosti posmatranja celija.
Kosperson 1934, zapazio je da se iz nukleusa u citoplazmu transportuju, materije koje uticu na sintezu proteina u citoplazmi.
Danielli i Davson 1935, 1936, Schmidt otkrivaju celijsku membranu
Da je nukleolus vitalan za život celije uocio je Kasperson 1940. god. U nukleolusu se odigrava sinteza rRNK i tRNK kao i asambliranje preribozoma. U pars chromosoma nalaze se mnogo puta ponovljeni geni za rRNK, koji se prepisuju policistronski u jedan dugacak primarni transkript 45 S rRNK. Kako se sintetiše, 45 S (forma fibrila) se istovremeno udaljava od pars chromosoma ka pars fibrosa.
Bari Bertron 1949 otkriva Barovo telašce (polni hromatin)
Porter, Claur, Fullam 1945 otkrivaju endoplazmaticni retikulum
- unutrašnja plazmaticna „mreža,, uocena u elektronskoj
mikrografiji celije u kulturi tkiva.
Konstrukcijom visokovoltažnog mikroskopa 1947 a 1960 koristi se i
u naucne svrhe dovodi do otkrica citoskeletnih struktura.
Mikroskop je osnovni instrument citologije i histologije. Uz pomoc interferentnog
mikroskopa je bilo moguce pratiti dinamiku celijskih struktura u kultuti
tkiva, pr. promene mitohondrijalnih oblika, vakuolizacija, fenomen pinocitoze,..
Neke vrste mikroskopa
Mikroskopi koji za uvelicavanje koriste elektromagnetna polja a kao izvor
svetlosti snop elektrona nazivaju se elektronskim mikroskopima. Posmatranjem
na elektronskim mikroskopima ne samo da se mnogo detaljnije uocava morfološka
organizacija celija nego i oblik mnogih molekula koji ucestvuju u njihovoj
gradi.
Otkricem elektronskog mikroskopa sa velikom rezolucijom 1952.g. Palade
otkrivrna je i opisana celijska membrana kao troslojna , medjutim sa ovim
se nisu složili biohemicari tako 1972 .g. Singer, Lenhardf
i Nicolson opisuju mozaicni model celijske membrane.
Nukleinske kiseline i proteini su veliki i složeni molekuli . Pored
primarne struktzure naucnici su želeli da upoznaju i njihovu trodimenzionalnu
( prostornu ) strukturu . Prostornu strukturu DNK
cine sekundarna, tercijarna i viši nivoi strukture. Sekundarna struktura
DNK otkrivena je 1953.g.
kada su Votson (James Watson ) i Krik (Francis Crick)
objavili model dvolancane DNK zavojnice.
Dauve 1955. god. otkriva lizozome
Watson 1955.god, perinukleusna cisterna je prostor koj se nalazi
izmedu dve membrane nukleusnog ovoja
Colfy 1977. god. otkrio nukleusni matriks
Zahvaljujuci novim tehnickim otkricima ( elektronski mikroskop ) kao i razvitkom nauke uopšte citologija u svom okrilju formira zadnjih godina posebne grane kao što je citohemija i citogenetika koje se bave biohemijskim procesima u celiji i genetskim procesima celije, koje se razvijaju u okviru molekularne biologije.
Proucavanja na citogenetickom nivou pocela su otkricem hromozoma u XX
veku. Posebne tehnike bojenja hromozoma omogucile su da se mnoga saznanja
o njihovom broju, izgledu , promenama do kojih može da dode u njihovoj
gradi ili broju, o posledicama tih promena i nacinu kako se prenose na
potomke.
Analize na molekularnom nivou otvorile su potpuno nove oblasti istraživanja
i uticale na ogroman porast znanja o genetici tokom poslednjih decenija.
Prve takve studije zapocete su na bakterijama i virusima. Danas znamo
precizan nukleotidni sastav velikog broja gena kod razlicitih grupa organizama,
a otkrica u ovoj oblasti služe kao osnova za razvoj novih tehnologija,
koje ce u velikoj meri uticati na buducnost naše vrste.
Vilmut ( lan Wilmut) i njegovi saradnici izolovali su jedro
iz celije kože vimena jedne šestogodišnje ovce i preneli
ga u izolovanu jajnu celiju cije su jedro prethodno izolovali iz ove jajne
celije, koja je uneta u matericu surogat-majke i tako se razvila Doli.
Prvo uspešno kloniranje sisara ( ovca Doli 1997.g. ) pokrenulo je
lavinu novih pitanja koja se pre svega ticu naše vrste.
LITERATURA:
1. J. Grozdanovic - Radovanovic, Citologija Zavod za udzbenike Beograd, 2000
2. Polard T. & Earnshaw. (2002). Cell biologv, 2002.
3. Alberts B. et al. Molecular biologv of the cell, 2002. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/
4. Lodish H. et al. Molecular cell biologv, 2000. i 2004.
5. http://www.wikipedia.org
preuzmi seminarski rad u wordu » » »