La teoria cel·lular és un dels principis fonamentals de la biologia. Els científics alemanys Matthias Schleiden, Theodor Schwann i Rudolph Virchow han rebut el crèdit de la formulació d'aquesta teoria. La teoria cel·lular afirma que tots els organismes biològics són unicel·lulars o pluricel·lulars. Les cèl·lules són la unitat bàsica de la vida, i totes les cèl·lules provenen de la vida preexistent. El 1839, Schwann i Schleiden van articular formalment aquesta teoria. S'ha convertit en la base de la biologia moderna.
La formulació de la teoria cel·lular
El 1838, mentre Matthias Schleiden i Theodor Schwann estaven prenent un cafè després de sopar, van parlar dels seus estudis sobre les cèl·lules. Van trobar algunes similituds entre les cèl·lules vegetals que Schleiden va estudiar i les cèl·lules animals que Schwann havia observat. Després, els dos científics del laboratori de Schwann per controlar de prop les mostres. El 1839, Schwann va publicar un llibre sobre cèl·lules vegetals i animals mentre resumia les observacions dels seus experiments en 3 principis. En primer lloc, les cèl·lules són la unitat d'estructura, fisiologia i organització dels organismes vius. En segon lloc, les cèl·lules mantenen una existència dual com a unitat diferenciada i un element bàsic en la construcció dels organismes. Finalment, les cèl·lules es formen per formació de cèl·lules lliures igual que la formació de cristalls. Rudolph Virchow va determinar més tard que el tercer principi estava equivocat amb el seu poderós dicta de 'Omnis cellula e cellula' (Totes les cèl·lules només sorgeixen de cèl·lules preexistents).
ttsz / Getty Images
Els principis moderns de la teoria cel·lular
Diversos estudis i experiments d'altres científics han millorat la teoria cel·lular. Els principis moderns de la teoria cel·lular afirmen que tots els organismes vius estan formats per cèl·lules, i la cèl·lula és la unitat funcional i estructural de tots els organismes vius. A més, les cèl·lules sorgeixen de cèl·lules preexistents per divisió. Durant la divisió cel·lular, les cèl·lules transmeten informació hereditària (ADN) a altres.
kirstypargeter / Getty Images
Excepcions
Hi ha diverses excepcions a la interpretació moderna de la cèl·lula. Alguns científics consideren que els virus són éssers vius tot i que no estan formats per cèl·lules. Tot i que els virus tenen diverses característiques de la vida, la definició de la teoria cel·lular no els considera vius. A més, es desconeix l'origen de la primera cèl·lula. No hi havia cèl·lules preexistents abans de la primera, ja que la definició de la cèl·lula omet aquest aspecte. Els cloroplasts i els mitocondris també tenen el seu propi material genètic únic i es reprodueixen de manera independent.
kirstypargeter / Getty Images
què és un semblant
Alguns dels punts de referència en l'estudi de la biologia cel·lular
1595: Jansen va crear el primer microscopi compost
1626: Redi va suggerir que els éssers vius no sorgeixen de generacions espontànies.
1838: Schwann i Schleiden van proposar la teoria cel·lular.
1858: Rudolf Virchow va explicar que les cèl·lules només es desenvolupen a partir de cèl·lules existents
1869: Miescher aïlla l'ADN
1883: la teoria cromosòmica de l'herència
1939: Siemens va fabricar el primer microscopi electrònic de transmissió comercial
1952: Gey i els seus col·legues van descriure una línia cel·lular humana contínua.
1953: Watson, Crick i Wilkins van proposar l'estructura de la doble hèlix d'ADN.
1965: Cambridge Instruments va fabricar el primer microscopi electrònic d'exploració comercial
1981: es produeixen mosques de la fruita i ratolins transgènics, i es determina la línia de cèl·lules mare embrionàries de ratolí.
2000: Escriu la seqüència d'ADN del genoma humà
man_at_mouse / Getty Images
Fonaments de la cèl·lula
Tots els éssers vius estan formats i depenen de cèl·lules per funcionar. La cèl·lula conté orgànuls, que executen funcions específiques que són necessàries per a les operacions cel·lulars normals. Les cèl·lules també tenen ADN i ARN, que són la informació genètica necessària per dirigir les activitats cel·lulars. Tanmateix, no totes les cèl·lules són iguals. Per exemple, les cèl·lules es poden classificar àmpliament en dos tipus: cèl·lules eucariotes i procariotes. Les cèl·lules eucariotes tenen orgànuls lligats a la membrana, inclòs un nucli. Les cèl·lules eucariotes inclouen cèl·lules animals, vegetals i fongs. Els eucariotes (organismes amb cèl·lules eucariotes) poden ser unicel·lulars o pluricel·lulars. Les cèl·lules procariotes no tenen nucli ni cap altre orgànul unit a la membrana. Els procariotes (organismes amb cèl·lules procariotes) inclouen bacteris i arqueus.
adventtr / Getty Images
Reproducció cel·lular
La reproducció cel·lular és el procés pel qual les cèl·lules existents es divideixen per formar noves cèl·lules. Quan una cèl·lula es divideix, crea una còpia de tots els seus cromosomes i l'envia a la cèl·lula de nova creació. Una cèl·lula eucariota creix i es reprodueix a través d'una complexa seqüència d'esdeveniments anomenada cicle cel·lular. La cèl·lula es pot dividir mitjançant processos de meiosi o mitosi. Per exemple, les cèl·lules sexuals es reprodueixen mitjançant la meiosi, mentre que les cèl·lules somàtiques es reprodueixen mitjançant la mitosi. Una cèl·lula procariota es reprodueix principalment mitjançant la fissió binària, que és un tipus de reproducció asexual. Alguns organismes superiors també es reprodueixen mitjançant reproducció asexual. Per exemple, les plantes, els fongs i les algues es reprodueixen asexualment a través de la formació d'espores, mentre que els animals es reprodueixen asexualment mitjançant la brotació, la regeneració, la partenogènesi i la fragmentació.
Bigmouse108 / Getty Images
Processos Cel·lulars: Respiració Cel·lular i Fotosíntesi
Les cèl·lules realitzen molts processos crucials que són essencials per a la supervivència d'un organisme. Aquests processos cel·lulars ajuden els organismes a adquirir l'energia emmagatzemada en els nutrients que consumeixen. La respiració cel·lular i la fotosíntesi són els processos vitals que realitzen la majoria dels organismes vius per obtenir energia utilitzable de la natura. La majoria dels animals compleixen els seus requeriments energètics mitjançant la respiració cel·lular, mentre que les plantes, les algues i els cianobacteris preparen el seu propi aliment mitjançant la fotosíntesi. El procés de la fotosíntesi ajuda a convertir l'energia lumínica del sol en energia química (glucosa). Després, les cèl·lules vegetals experimenten respiració cel·lular, creant molècules d'ATP. La glucosa produïda mitjançant aquest procés és la font d'energia utilitzada tant pels organismes fotosintètics com pels organismes que els consumeixen, ja que aquests últims se sotmeten a la respiració cel·lular per obtenir molècules d'ATP.
normals / Getty Images
Processos cel·lulars: endocitosi i exocitosi
Les cèl·lules realitzen els processos de transport actiu d'exocitosi i endocitosi per secretar productes químics, expulsar residus i alliberar energia. Endocitosi: en aquest procés, la cèl·lula ingereix molècules com ara molècules polars i proteïnes a través de la seva membrana plasmàtica hidrofòbica. Diverses cèl·lules eucariotes realitzen aquest procés per digerir les substàncies alimentàries envoltant-les. Exocitosi: en aquest procés, la cèl·lula expulsa molècules digerides i altres substàncies massa grans per passar per la seva estructura de membrana. La fusió de la membrana plasmàtica i la membrana vesicular acompanyen aquesta expulsió. Els mecanismes bàsics d'aquests dos processos són similars ja que ajuden al transport de molècules entre cèl·lules.
selvanegra / Getty Images
Processos cel·lulars: Migració cel·lular
La migració cel·lular és essencial per establir i mantenir l'organització adequada dels organismes vius pluricel·lulars. La formació de teixits durant els processos de cicatrització de ferides, desenvolupament embrionari i respostes immunitàries necessita un moviment orquestrat de les cèl·lules en direccions específiques. Els senyals externs, que poden ser químics o mecànics, provoquen la migració cel·lular. Alguns processos, com la mitosi i la citocinesi, també necessiten la migració cel·lular.
cactus de figuera en test
normals / Getty Images
Processos cel·lulars: replicació de l'ADN i síntesi de proteïnes
El material genètic s'ha de replicar per a cada nova cèl·lula per rebre el nombre correcte de cromosomes. La replicació de l'ADN és un procés pel qual l'ADN fa una còpia de si mateix durant el procés de divisió cel·lular. Aquest procés segueix els passos d'inici, allargament i terminació, que impliquen enzims de replicació i ARN. Aquest procés és vital per a diversos altres processos, com ara la divisió cel·lular i la síntesi de cromosomes. També és crucial per al creixement i la reparació cel·lular.
snapgalleria / Getty Images