Học thuyết tế bào và các phương pháp nghiên cứu tế bào học

Lịch sử phát hiện tế bào

Năm 1665, khi quan sát lát cắt gỗ sồi (oak tree) dưới kính hiển vi có độ phóng đại 30 lần (30X), Robert Hooke phát hiện những hộp nhỏ và đặt tên chúng là tế bào.

Antoni Van Leeuwenhock phát hiện giới vi sinh bằng kính hiển vi có độ phóng đại 300 lần (300X).

Năm 1839, Mathias Scheiden và Theodor Schwann tóm tắt những những kết quả nghiên cứu dưới kính hiển vi của họ: Tất cả sinh vật đều cấu tạo từ tế bào, tế bào mới được hình thành từ sự phân chia của tế bào trước đó.

Năm 1862, Louis Pasteur bằng thực nghiệm chứng minh sự sống không tự ngẫu sinh.

Những tuyên bố này là nền tảng cho học thuyết tế bào.

Nội dung cơ bản của học thuyết tế bào

(1) Tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng của cơ thể sống

(2) Tất cả cơ thể sinh vật đều được cấu tạo từ tế bào.

(3) Tế bào có khả năng phân chia hình thành các tế bào mới.

(4) Tế bào được bao bọc bởi màng có vai trò điều hòa hoạt động trao đổi chất giữa tế bào và môi trường.

(5) Tất cả tế bào có sự giống nhau căn bản về thành phần hóa học và các hoạt tính trao đổi chất giữa tất cả các loại tế bào.

(6) Tế bào chứa DNA mang thông tin di truyền điều hòa hoạt động của tế bào ở một số giai đoạn trong đời sống của nó.

(7) Hoạt động của cơ thể là sự tích hợp hoạt tính của các đơn vị tế bào độc lập

(8) Có hai loại tế bào: prokaryote và eukaryote. Chúng khác nhau trong tổ chức cấu trúc tế bào, hình dạng và kích thước nhưng cũng có một số đặc điểm giống nhau, chẳng hạn như tất cả đều là những cấu trúc ở mức độ cao, thực hiện các quá trình phức tạp cần thiết để duy trì sự sống.

Classical interpretation

1. All organisms are made up of one or more cells.
2. Cells are the fundamental functional and structural unit of life.
3. All cells come from pre-existing cells.
4. The cell is the unit of structure, physiology, and organization in living things.
5. The cell retains a dual existence as a distinct entity and a building block in the construction of organisms.

Modern interpretation

The generally accepted parts of modern cell theory include:

1. The cell is the fundamental unit of structure and function in living things.
2. All cells come from pre-existing cells by division.
3. Energy flow (metabolism and biochemistry) occurs within cells.
4. Cells contain hereditary information (DNA) which is passed from cell to cell during cell division
5. All cells are basically the same in chemical composition.
6. All known living things are made up of cells.
7. Some organisms are unicellular, i.e., made up of only one cell.
8. Others are multicellular, composed of a number of cells.
9. The activity of an organism depends on the total activity of independent cells.

Exceptions

See also: Origin of life

1. Viruses are considered by some to be alive, yet they are not made up of cells. Viruses have many of the features of life, but by definition of life, they are not alive.
2. The first cell did not originate from a pre-existing cell. There was no exact first cell since the definition of cell is not that precise. This is an intellectual game that comes from making strict logical symbols out of the biological definitions.
3. Mitochondria and chloroplasts have their own genetic material, and reproduce independently from the rest of the cell.

Types of cells

Cells can be subdivided into the following subcategories:

1. Prokaryotes: Prokaryotes lack a nucleus (though they do have circular DNA) and other membrane-bound organelles (though they do contain ribosomes). Bacteria and Archaea are two divisions of prokaryotes.
2. Eukaryotes: Eukaryotes, on the other hand, have distinct nuclei and membrane-bound organelles (mitochondria, chloroplasts, lysosomes, rough and smooth endoplasmic reticulum, vacuoles). In addition, they possess organized chromosomes which store genetic material.

{accessed from http://en.wikipedia.org/wiki/Cell_theory )

Hiển vi

Tế bào có kích thước rất nhỏ nên không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Sự phát hiện kính hiển vi giúp nghiên cứu tế bào ở những khía cạnh khác nhau. Điều quan trọng đối với kính hiển vi không chỉ ở độ phóng đại mà còn ở giới hạn phân giải.

Kính hiển vi quang học độ phóng đại khoảng 2000 lần, có thể phân biệt được khoảng cách nhỏ nhất là 0.2μm.

Kính hiển vi điện tử có độ phóng đại khoảng 250.000 lần, có thể phân biệt đến Å.

Gần đây nhiều cải tiến kính hiển vi đã được thực hiện và nhiều loại kính hiển vi mới ra đời phục vụ tốt hơn cho nghiên cứu tế bào như kính hiển vi huỳnh quang, kính hiển vi nổi.

Tách và nuôi cấy tế bào

Trong nhiều trường hợp việc nghiên cứu từng loại tế bào là cần thiết, tiến hành nhiều thí nghiệm , do đó cần một số lượng lớn tế bào đó. Các phương pháp tách chiết và nuôi cấy tế bào ngày càng được cải tiến và hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu này.

Phân đoạn các thành phần tế bào

Các thành tựu khoa học cung cấp nhiều phương pháp cho việc tách riêng các bào quan và các đại phân tử sinh học để nghiên cứu thành phần sinh hóa và vai trò của chúng trong tế bào.

Các phương pháp thường được áp dụng: Phương pháp siêu ly tâm, phương pháp sắc kí.

Ngoài ra, trong nghiên cứu tế bào học còn sử dụng nhiều phương pháp hiện đại khác như: Điện di, đánh dấu bằng đồng vi phóng xạ và kháng thể…