Κύτταρο

Υπάρχουν δύο βασικά είδη κυττάρων: τα προκαρυωτικά κύτταρα και τα ευκαρυωτικά κύτταρα. Οι προκαρυώτες, τα βακτήρια και τα αρχαία, είναι απλά κύτταρα που δεν έχουν κυτταρικό πυρήνα. Διαθέτουν όμως βακτηριακά μικροδιαμερίσματα.

Οι ευκαρυώτες είναι πολύπλοκα κύτταρα με πολλά οργανίδια και άλλες δομές στο κύτταρο. Είναι μεγαλύτερα από τα κύτταρα των προκαρυωτών: ο όγκος τους μπορεί να είναι έως και 1000 φορές μεγαλύτερος. Οι ευκαρυώτες αποθηκεύουν τις γενετικές τους πληροφορίες (DNA) σε χρωμοσώματα στον πυρήνα του κυττάρου. Οι οργανισμοί (έμβια όντα) που αποτελούνται από πολλαπλά κύτταρα είναι ευκαρυώτες.

Τα μόνα είδη προκαρυωτικών οργανισμών που ζουν σήμερα είναι τα βακτήρια και τα αρχαία. Οι προκαρυωτικοί οργανισμοί εξελίχθηκαν πριν από τους ευκαρυωτικούς οργανισμούς, οπότε κάποια στιγμή ο κόσμος δεν αποτελούνταν παρά μόνο από προκαρυωτικούς οργανισμούς. Υπάρχουν επίσης ιοί, οι οποίοι είναι δύσκολο να ταξινομηθούν, αλλά προκαλούν ορισμένες σημαντικές ασθένειες. Οι ιοί αποτελούνται από RNA ή DNA και πρωτεΐνες και αναπαράγονται μέσα στα κύτταρα των βακτηρίων ή των ευκαρυωτικών οργανισμών.

Μονοκύτταρο

Οι μονοκύτταροι οργανισμοί αποτελούνται από ένα κύτταρο. Παραδείγματα μονοκύτταρων οργανισμών είναι:

• Αμοιβάδα
• Paramecium

Οι μονοκύτταροι οργανισμοί πρέπει να:

• φάτε
• αναπνέουν (τα περισσότερα χρησιμοποιούν οξυγόνο για να μετατρέψουν το σάκχαρο σε ενέργεια)

Όλοι οι μονοκύτταροι οργανισμοί πρέπει:

• απαλλαγείτε από τα απόβλητα (απορρίψτε)
• αναπαράγεται (κάνει περισσότερα από τον εαυτό του)
• αυξάνονται

Κάποιοι μπορεί:

• κίνηση
• αντιλαμβάνονται το περιβάλλον τους
• παίρνουν την ενέργειά τους από τον ήλιο (π.χ. κυανοβακτήρια)
• ζύμωση (π.χ. ζύμες)
• χρησιμοποιούν αναερόβια αναπνοή (π.χ. Clostridium botulinum)

Πολυκύτταρο

Οι πολυκύτταροι οργανισμοί αποτελούνται από πολλά κύτταρα. Είναι πολύπλοκοι οργανισμοί. Μπορεί να είναι ένας μικρός αριθμός κυττάρων ή εκατομμύρια ή τρισεκατομμύρια κύτταρα. Όλα τα φυτά και τα ζώα είναι πολυκύτταροι οργανισμοί. Τα κύτταρα ενός πολυκύτταρου οργανισμού δεν είναι όλα ίδια. Έχουν διαφορετικά σχήματα και μεγέθη και κάνουν διαφορετικές εργασίες στον οργανισμό. Τα κύτταρα είναι εξειδικευμένα. Αυτό σημαίνει ότι κάνουν μόνο ορισμένα είδη εργασιών. Από μόνα τους δεν μπορούν να κάνουν όλα όσα χρειάζεται ο οργανισμός για να ζήσει. Χρειάζονται άλλα κύτταρα για να κάνουν άλλες εργασίες. Ζουν μαζί, αλλά δεν μπορούν να ζήσουν μόνα τους.

Τα κύτταρα ανακαλύφθηκαν από τον Robert Hooke (1635-1703). Χρησιμοποίησε ένα σύνθετο μικροσκόπιο με δύο φακούς για να εξετάσει τη δομή του φελλού, καθώς και φύλλα και ορισμένα έντομα. Το έκανε αυτό από το 1660 περίπου και το ανέφερε στο βιβλίο του Micrographica το 1665. Ονόμασε τα κύτταρα από τη λατινική λέξη cella, που σημαίνει δωμάτιο. Το έκανε αυτό επειδή πίστευε ότι τα κύτταρα έμοιαζαν με μικρά δωμάτια.

Πολλοί άλλοι φυσιοδίφες και φιλόσοφοι δοκίμασαν το νέο όργανο. Η δομή των φυτών διερευνήθηκε από τον Nehemiah Grew (1641-1712) και τον Marcello Malpighi (1628-1694). Το σημαντικότερο έργο του Grew ήταν η Ανατομία των φυτών (1682). Δεν είναι σαφές ποιος είδε πρώτος τα ζωικά κύτταρα, ο Malpighi, ο Jan Swammerdam (1637-1680) ή ο Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723). . ^p17

Οι ανακαλύψεις του Leeuwenhoek και τα σχέδια των "μικρών ζώων" άνοιξαν έναν εντελώς νέο κόσμο για τους φυσιοδίφες. Ανακαλύφθηκαν τα πρωτόζωα και γενικά οι μικροοργανισμοί, και οι ανακαλύψεις γι' αυτά συνεχίζονται ακόμη και σήμερα. Το βιβλίο του Christian Gottfried Ehrenberg Die Infusionsthierchen συνοψίζει τα όσα ήταν γνωστά το 1838. Ο Lorenz Oken (1779-1851) το 1805 έγραψε ότι τα infusoria (μικροσκοπικές μορφές) ήταν η βάση κάθε ζωής.

Η ιδέα ότι τα κύτταρα αποτελούν τη βάση των μεγαλύτερων μορφών ζωής ήρθε τον 18ο αιώνα. Το να βρεθεί ποιος έκανε τη δουλειά χρειάστηκε αρκετό χρόνο:

"Το έργο του Τσέχου Jan Purkyně (1787-1869) και του μαθητή και συνεργάτη του Gabriel Valentin (1810-1883) δυσφημίστηκε άδικα από τους εθνικιστές Γερμανούς. Έχουν αξίωση για κάποια προτεραιότητα στη θεωρία των κυττάρων". ^{Κεφάλαιο 9 Ο} Johannes Müller (1801-1858) είχε επίσης μεγάλη συμβολή. "Ήταν, ωστόσο, ο μαθητής του Theodor Schwann (1810-1882) και ο Matthias Schleiden (1804-1881) που πήραν τα εύσημα για την κυτταρική θεωρία, παρά το γεγονός ότι ορισμένες από τις παρατηρήσεις τους δεν ήταν σωστές και οι αναφορές τους σε προηγούμενους εργάτες ήταν "παρωδία".^p97

Η θεωρία των κυττάρων περιλαμβάνει αυτές τις σημαντικές ιδέες:

1. Όλα τα έμβια όντα αποτελούνται από κύτταρα.
2. Το κύτταρο είναι η βασική μονάδα δομής και λειτουργίας όλων των οργανισμών.
3. Κάθε κύτταρο προέρχεται από ένα άλλο κύτταρο που έζησε πριν από αυτό.
4. Ο πυρήνας είναι το βασικό στοιχείο του κυττάρου.

Τα κύτταρα του σώματος των μεταζώων διαιρούνται με απλή μιτωτική κυτταρική διαίρεση. Η σεξουαλική αναπαραγωγή είναι προγονική στους ευκαρυώτες και στα μεταζώα πραγματοποιείται από εξειδικευμένα σεξουαλικά κύτταρα. Παράγονται με μια διαδικασία που ονομάζεται μαιώση.

Τα προκαρυωτικά κύτταρα αναπαράγονται με δυαδική σχάση, όπου το κύτταρο απλά χωρίζεται στη μέση. Τόσο για τη μίτωση όσο και για τη δυαδική σχάση το κύτταρο πρέπει να αναπαράγει (αντιγράψει) όλες τις γενετικές πληροφορίες του (DNA), ώστε κάθε νέο κύτταρο να έχει ένα αντίγραφο.

• Κυτταρολογία