Khái niệm tế bào

Tế bào là đơn vị cơ sở của sự sống, bao gồm vật chất sống và không sống, tác động qua lại với nhau và thống nhất với nhau bởi ba quá trình: Chuyển hoá vật chất, chuyển hoá năng lượng và chuyển hoá thông tin. Các đặc tính sống chỉ biểu hiện đầy đủ, thống nhất, đồng bộ, hài hoà ở mức tổ chức tế bào và ở các mức độ tổ chức cao hơn.

Ở giai đoạn rất sớm của sự tiến hoá sự sống, đã chỉ ra rằng, trang bị cơ bản, bắt buộc được thiên nhiên chọn lọc, đó phải là tế bào. Sự sống được bắt đầu thể hiện dưới dạng hình thái cấu tạo tế bào nguyên thuỷ, cực kỳ đơn giản, tương tự các dạng tiền thân tế bào.

Trong quá trình tiến hoá từ tế bào sinh vật tiền nhân (prokaryota) đến tế bào sinh vật nhân thực (eucaryota), tế bào cấu tạo ngày càng phức tạp, phân hoá nhiều bào quan với các chức năng chuyên biệt khác nhau, đạt đến mức chuyên hoá hình thái đa dạng và chức năng cao, phong phú.

Thuật ngữ tế bào (cellula, tiếng la tinh có nghĩa là căn buồng nhỏ) được Robert Hooke người Anh đưa ra vào thế kỷ 17. Ông là người đầu tiên sử dụng kính hiển vi quang học, quan sát các lát cắt mỏng nút chai, thấy có nhiều ô nhỏ giống như tổ ong, mỗi ô nhỏ ông gọi là tế bào (hình 1). Thực ra, các ô mà ông quan sát được ở mảnh bần nút chai, chỉ là vách bao quanh tế bào thực vật đã chết. Sau này ông đã nhận biết được tế bào ở những mô thực vật khác và thấy các ô tế bào sống đều chứa đầy chất "dịch". Trải qua hai thế kỷ, nhờ kính hiển vi ngày càng hoàn thiện, người ta ngày càng chú ý tới chất nguyên sinh và thể vùi của nó.

Người ta cho rằng chất nguyên sinh là phần chính của tế bào, còn vách là sản phẩm tiết từ chất nguyên sinh của tế bào thực vật, cũng như tế bào nấm. Tế bào động vật thường không có vách.

Chất nguyên sinh có nghĩa là thành phần sống bao gồm tế bào chất, các bào quan và nhân. Năm 1880, Hanstein đưa ra thuật ngữ "thể nguyên sinh" để chỉ một đơn vị chất nguyên sinh chứa trong tế bào. Như vậy, tế bào thực vật, tế bào nấm là thể nguyên sinh có vách bao bọc bên ngoài, còn thể nguyên sinh của tế bào động vật không có vách bao bọc bên ngoài.

Những nghiên cứu về sau, người ta đã khám phá được các thành phần của thể nguyên sinh. Năm 1831, Robert Brown đã phát hiện nhân trong tế bào. Năm 1846 Hugo Von Mohl đã tìm thấy có sự khác nhau giữa chất nguyên sinh và dịch tế bào, năm 1862 Kolliker đã phân biệt được tế bào chất bao quanh nhân. Tiếp theo là những khám phá về nhiều chi tiết hiển vi và siêu hiển vi khác nhau, đầu tiên với kính hiển vi quang học như các lạp thể, ty thể, nhiễm sắc thể, phân bào nguyên phân, giảm phân ... và sau này ở thể kỷ 20 với kính hiển vi điện tử như ribôxôm, mạng lưới nội chất, ADN, gen ... được phát minh.

Sơ đồ cấu tạo hiển vi (b) và siêu hiển vi (c) tế bào thực vật sf = vách tế bào, pd= sợi liên bào, pl = màng ngoại chất; ER = mạng lưới nội chất; sm = nhân tế bào; mh = màng kép nhân; r = ribôxôm; n = hạch nhân ; m = ti thể ; sz = thể cầu ; d = dictyoxôm ; P = lục lạp ; v = không bào; L = lipit.

Người ta phân biệt trong tế bào có hai nhóm thành phần: chất nguyên sinh và không phải chất nguyên sinh. Theo thói quen, người ta mô tả những thành phần của nhóm chất nguyên sinh là chất sống, còn nhóm thành phần không phải chất nguyên sinh là chất không sống. Rõ ràng là không thể vạch ra một ranh giới rõ rệt giữa thành phần sống và không sống, bởi vì trong tế bào, có thể chuyển hoá từ chất không sống trở thành chất sống và ngược lại, mặt khác trong tế bào, thành phần chất nguyên sinh tác động qua lại với thành phần không phải chất nguyên sinh tạo nên sự sống của tế bào.

Như vậy, tế bào có thể xác định như một thể nguyên sinh có hoặc không có vách bao bọc, có liên quan với các hoạt động sống của tế bào.

Ở tế bào sinh vật tiền nhân, "nhân", nhiễm sắc thể ở trạng thái phân tán chưa có màng kép nhân bao bọc đó là tế bào nhân sơ, ở tế bào bào sinh vật nhân thực, các nhiễm sắc thể được bao bọc trong màng kép nhân, đó là tế bào nhân chuẩn (nhân thực).

Trong quá trình phát triển, một số tế bào, mô có nhiều hơn một nhân như trường hợp của các tế bào cọng bào hay hợp bào, chẳng hạn như ở một số tảo và nấm. Thể bào tử của nấm bậc cao, tế bào thường có hai nhân, mô, phôi nhủ của một số cây Hạt kín hoặc phôi của hạt trần có nhiều nhân. Trạng thái nhiều nhân cũng có thể xảy ra trong quá trình phát triển của tế bào có kích thước lớn như sợi hoặc ống nhựa mủ. Người ta cho rằng ở một số cấu trúc nhiều nhân, mỗi nhân được tế bào chất bao bọc xung quanh gọi là "sinh vị" và toàn bộ cấu trúc này là một tổ hợp của các đơn vị chất nguyên sinh gọi là cọng bào. Còn trường hợp thể bào tử nấm nhầy nhiều nhân, do các tế bào một nhân hợp lại với nhau gọi là hợp bào.