Stanična teorija je jedno od temeljnih načela biologije. Njemački znanstvenici Matthias Schleiden, Theodor Schwann i Rudolph Virchow dobili su priznanje za formulaciju ove teorije. Stanična teorija kaže da su svi biološki organizmi jednostanični ili višestanični. Stanice su osnovna jedinica života, a sve stanice potječu iz prethodnog života. Godine 1839. Schwann i Schleiden su formalno artikulirali ovu teoriju. Postao je temelj moderne biologije.
Formulacija teorije stanice
Godine 1838., dok su Matthias Schleiden i Theodor Schwann pili kavu poslije večere, razgovarali su o svojim studijama o stanicama. Otkrili su neke sličnosti između biljnih stanica koje je Schleiden proučavao i životinjskih stanica koje je Schwann promatrao. Nakon toga, dva znanstvenika Schwannov laboratorij pomno prate uzorke. Godine 1839. Schwann je objavio knjigu o biljnim i životinjskim stanicama dok je sažeo opažanja svojih eksperimenata u 3 načela. Prvo, stanice su jedinica strukture, fiziologije i organizacije u živim organizmima. Drugo, stanice održavaju dvostruko postojanje kao posebna jedinica i građevni blok u izgradnji organizama. Konačno, stanice nastaju stvaranjem slobodnih stanica baš kao i stvaranjem kristala. Rudolph Virchow je kasnije utvrdio da je treće načelo bilo pogrešno s njegovom snažnom izrekom 'Omnis cellula e cellula' (Sve stanice proizlaze samo iz već postojećih stanica).
ttsz / Getty Images
Moderna načela stanične teorije
Nekoliko studija i eksperimenata drugih znanstvenika poboljšalo je staničnu teoriju. Moderna načela stanične teorije navode da se svi živi organizmi sastoje od stanica, a stanica je funkcionalna i strukturna jedinica svih živih organizama. Nadalje, stanice nastaju iz već postojećih stanica diobom. Tijekom diobe stanice, stanice prenose nasljedne informacije (DNK) drugima.
kirstypargeter / Getty Images
Iznimke
Postoje razne iznimke od modernog tumačenja ćelije. Neki znanstvenici viruse smatraju živim bićima iako se ne sastoje od stanica. Iako virusi imaju nekoliko značajki života, definicija stanične teorije ih ne smatra živima. Štoviše, podrijetlo prve stanice nije poznato. Prije prve nije bilo već postojećih stanica jer definicija ćelije izostavlja taj aspekt. Kloroplasti i mitohondriji također imaju svoj jedinstveni genetski materijal, a razmnožavaju se neovisno.
kirstypargeter / Getty Images
znači ako 1111
Neki od znamenitosti u proučavanju stanične biologije
1595: Jansen je stvorio prvi složeni mikroskop
1626: Redi je sugerirao da živa bića ne nastaju iz spontanih naraštaja.
1838: Schwann i Schleiden predložili su staničnu teoriju.
1858: Rudolf Virchow je objasnio da se stanice razvijaju samo iz postojećih stanica
1869: Miescher je izolirao DNK
1883: kromosomska teorija nasljeđa
1939: Siemens je proizveo prvi komercijalni transmisijski elektronski mikroskop
1952: Gey i suradnici opisali su kontinuiranu liniju ljudskih stanica.
1953: Watson, Crick i Wilkins predložili su strukturu dvostruke spirale DNK.
1965: Cambridge Instruments proizveo je prvi komercijalni skenirajući elektronski mikroskop
1981: Proizvedene su transgene voćne mušice i miševi, a određena je linija matičnih stanica miša embrija.
2000: Nacrt DNK sekvence ljudskog genoma
man_at_mouse / Getty Images
Osnove ćelije
Sva živa bića se sastoje od stanica i ovise o njima za funkcioniranje. Stanica sadrži organele koje izvršavaju specifične funkcije potrebne za normalne stanične operacije. Stanice također imaju DNA i RNA, koje su genetske informacije potrebne za usmjeravanje staničnih aktivnosti. Međutim, nisu sve stanice iste. Na primjer, stanice se općenito mogu klasificirati u dvije vrste: eukariotske i prokariotske stanice. Eukariotske stanice imaju organele vezane za membranu, uključujući jezgru. Eukariotske stanice uključuju životinjske, biljne i gljivične stanice. Eukarioti (organizmi s eukariotskim stanicama) mogu biti jednostanični ili višestanični. Prokariotske stanice nemaju jezgru ili bilo koju drugu organelu vezanu za membranu. Prokarioti (organizmi s prokariotskim stanicama) uključuju bakterije i arhejce.
adventtr / Getty Images
Reprodukcija stanica
Reprodukcija stanica je proces kojim se postojeće stanice dijele kako bi formirale nove stanice. Kada se stanica podijeli, stvara kopiju svih svojih kromosoma i šalje je novostvorenoj stanici. Eukariotska stanica raste i razmnožava se kroz složeni slijed događaja koji se naziva stanični ciklus. Stanica se može podijeliti ili kroz procese mejoze ili mitoze. Na primjer, spolne stanice se razmnožavaju mejozom, dok se somatske stanice repliciraju mitozom. Prokariotska se stanica uglavnom razmnožava binarnom fisijom, što je vrsta aseksualne reprodukcije. Neki viši organizmi također se razmnožavaju aseksualnim razmnožavanjem. Na primjer, biljke, gljive i alge razmnožavaju se aseksualno stvaranjem spora, dok se životinje razmnožavaju aseksualno pupanjem, regeneracijom, partenogenezom i fragmentacijom.
Bigmouse108 / Getty Images
Stanični procesi: Stanično disanje i fotosinteza
Stanice obavljaju mnoge ključne procese koji su neophodni za opstanak organizma. Ovi stanični procesi pomažu organizmima da steknu energiju pohranjenu u hranjivim tvarima koje konzumiraju. Stanično disanje i fotosinteza životni su procesi koje većina živih organizama izvodi kako bi dobili upotrebljivu energiju iz prirode. Većina životinja ispunjava svoje energetske potrebe putem staničnog disanja, dok biljke, alge i cijanobakterije pripremaju vlastitu hranu fotosintezom. Proces fotosinteze pomaže pretvaranju sunčeve svjetlosti u kemijsku energiju (glukozu). Nakon toga, biljne stanice prolaze kroz stanično disanje, stvarajući ATP molekule. Glukoza proizvedena ovim procesom izvor je energije koju koriste i fotosintetski organizmi i organizmi koji ih troše dok se potonji podvrgavaju staničnom disanju kako bi dobili ATP molekule.
normaals / Getty Images
Stanični procesi: endocitoza i egzocitoza
Stanice provode procese aktivnog transporta egzocitoze i endocitoze za izlučivanje kemikalija, izbacivanje otpada i oslobađanje energije. Endocitoza: U ovom procesu, stanica unosi molekule kao što su polarne molekule i proteini kroz svoju hidrofobnu plazma membranu. Nekoliko eukariotskih stanica izvodi ovaj proces za probavljanje prehrambenih tvari okružujući ih. Egzocitoza: U ovom procesu, stanica izbacuje probavljene molekule i druge tvari koje su prevelike da prođu kroz njezinu membransku strukturu. Ovo izbacivanje prati fuzija plazma membrane i vezikularne membrane. Osnovni mehanizmi ova dva procesa su slični jer pomažu u transportu molekula između stanica.
selvanegra / Getty Images
Stanični procesi: migracija stanica
Migracija stanica ključna je za uspostavljanje i održavanje pravilne organizacije višestaničnih živih organizama. Formiranje tkiva tijekom procesa cijeljenja rana, embrionalnog razvoja i imunoloških odgovora zahtijevaju orkestrirano kretanje stanica u određenim smjerovima. Vanjski signali, koji mogu biti kemijski ili mehanički, potiču migraciju stanica. Neki procesi, kao što su mitoza i citokineza, također trebaju migraciju stanica.
sjemenke cvijeta graška plavog leptira
normaals / Getty Images
Stanični procesi: replikacija DNA i sinteza proteina
Genetski materijal mora se replicirati za svaku novu stanicu kako bi primila točan broj kromosoma. Replikacija DNK je proces kojim DNK pravi kopiju sebe tijekom procesa stanične diobe. Ovaj proces slijedi korake inicijacije, produljenja i završetka, koji uključuju enzime replikacije i RNA. Ovaj je proces vitalan za nekoliko drugih procesa, uključujući diobu stanica i sintezu kromosoma. Također je ključan za rast i popravak stanica.
snapgalleria / Getty Images