Мейоз і мітоз

Мітоз – це розподіл клітини. Як відомо, майже всі клітини нашого організму час від часу діляться, але це не банальне розподіл навпіл, а складний багатофазний процес. Однак перш ніж говорити про митозе (і про інший варіант клітинного поділу – мейозі), необхідно познайомитися з будовою клітини.

Все живе на планеті Земля складається з клітин [4] – мініатюрних лужиц протоплазми, не видимих простим оком. Першим у цей дивовижний світ заглянув допитливий голландець Антоні ван Левенгук (1632-1723), працьовитий натураліст-самоук.

Він був власником невеликої мануфактурної крамниці, а у вільний час виконував обов’язки воротаря міської ратуші Дельфта – маленького голландського містечка.
У середині XVII століття Дельфт славився відмінними майстрами-оптиками, але Левенгук був кращим. Його короткофокусні лінзи діаметром менше 1/8 дюйма (один дюйм дорівнює 2,54 см) давали збільшення в 150-300 разів і були на ті часи неперевершеним шедевром інженерної майстерності. Чудові скла Левенгука залишалися поза конкуренцією не тільки протягом усього життя майстра, а й через багато років після його смерті.

Всупереч поширеній думці, винахідником мікроскопа був зовсім не Левенгук, а його земляки Ганс і Захарій Янсени, що зібрали перший працездатний прилад з збільшувальних стекол ще в 1590 році. Відомо також, що з оптичними лінзами експериментував і монах-францисканець Роджер Бекон (1212-1292), англійський філософ і дослідник, передбачив багато які пізніші відкриття.

Навівши свій прилад на дощову краплю, Левенгук першим виявив «нікчемних звіряток», самозабутньо пустуючих в прозорій воді. Його займало рішуче все – кров, слина, зубний наліт, насіння рослин і лусочки власної шкіри. Левенгук був першим ученим, хто побачив і замалював найпростіших, бактерії, сперматозоїди в спермі, а також червоні кров’яні тільця – еритроцити і їх рух в капілярах. Правда, він вважав, що його «маленькі тварини» влаштовані в точності так само, як і великі організми, тобто мають ніжки, хвостики, органи травлення, кровоносну систему і т. д.

Вклад голландця в природні науки важко переоцінити, проте сам термін «клітка» належить не йому, а його сучасникові – англійському вченому Роберту Гуку (1635-1703). У 1665 році Гук опублікував працю під назвою «Мікрографія, або фізіологічний опис найдрібніших тіл, досліджених за допомогою збільшувальних стекол», встановив клітинну будову тканин і вперше описав рослинні клітини, хоча мікроскоп його конструкції давав всього лише тридцятикратному збільшення.

До середини XIX століття працями німецького ботаніка Матіаса Шлейдена (1804-1881) і зоолога Теодора Шванна (1810-1882) була в загальних рисах сформульована клітинна теорія будови всього живого. Шлейден встановив, що будь-яка рослинна клітина має у своєму складі ядро, і продемонстрував його роль в рості і розподілі клітини, а Шванн в роботі «Мікроскопічне дослідження про відповідність у будові і зростанні тварин і рослин» визначив клітину як універсальну структурну одиницю тваринного і рослинного світу . А чеський природодослідник Ян Евангелісто Пуркіне (1787-1869) ввів у науковий обіг широко відомий термін «протоплазма».

У часи Менделя про тонку будову клітини було відомо дуже мало. Знали тільки, що вона являє собою пухирець в’язкої рідини (її Пуркіне і назвав протоплазмою [5]), оточений оболонкою і містить в собі ядро. Недосконала мікроскопічна техніка середини XIX століття не дозволяла розглядати більш тонкі структури. Зрозуміло, сьогодні ми знаємо про будову клітини набагато більше, оскільки в розпорядженні вчених є сучасні прилади.

Оскільки довжина хвилі видимого світла коливається від 400 до 740 нанометрів (нанометр – мільярдна частка метра), то максимальний дозвіл, яке здатний дати оптичний мікроскоп, становить 400 нм, або 0,4 мікрона (мікрон – мільйонна частка метра). А ось роздільна здатність електронного мікроскопа набагато більше, тому що замість світлового променя там використовується пучок електронів, довжина хвилі якого становить 0,01 ангстрема (ангстрем дорівнює 0,1 нанометра), тобто в 500 тисяч разів менше, ніж у видимого світла . Тому з його допомогою можна розгледіти навіть невеликі білкові молекули.

В останні роки з’явилися ще більш досконалі прилади (наприклад, скануючі мікроскопи різних модифікацій), що дають можливість спуститися в мікросвіт поверхом нижче і побачити «упаковку» окремих атомів в молекулах. Так, винайдений в середині 1980-х років тунельний скануючий мікроскоп не тільки дає об’ємне тривимірне зображення об’єкта, але і дозволяє оперувати з окремими атомами. А на основі скануючої тунельної мікроскопії був розроблений універсальний атомно-силовий мікроскоп, за допомогою якого можна аналізувати на атомному рівні структуру різних твердих матеріалів – скла, кераміки, металів, напівпровідників і т. д. Для дослідження біологічних об’єктів цей метод абсолютно незамінний і знаходить широке застосування в наші дні.

Всі клітини поділяються на ядерні, тобто мають оформлене ядро (еукаріоти – від грец. Karyon – «горіх», «ядро горіха»), і не мають ядра (прокаріоти). Організми тварин, рослин і грибів побудовані з ядерних клітин. Всі найпростіші (згадайте інфузорію туфельку і амебу зі шкільного курсу зоології) теж еукаріоти, а до числа прокаріотів відносяться бактерії і синьо-зелені водорості.

Якщо подивитися на живу клітину в потужний електронний мікроскоп, ми побачимо, що це не просто грудочку слизу з ядром у центрі, а складний організм з багатою внутрішньою структурою. Від зовнішнього середовища клітку відокремлює цитоплазматическая мембрана (ЦПМ), або плазмолемма, через яку здійснюється транспорт іонів кальцію, натрію і калію, а також води і невеликих молекул. Крім ЦПМ – зовнішньої оболонки клітини – існує система мембран внутрішніх (ендомембран), які ділять внутрішньоклітинний простір на замкнуті обсяги різної величини і форми.

Посилання на основну публікацію