Objav jadra bunky: História a význam v biológii

Objav bunky a jej jadra je fascinujúci príbeh, ktorý sa prelína s vývojom mikroskopie a biológie ako vedy. Od prvých pozorovaní mikroorganizmov až po detailné štúdie DNA, cesta k pochopeniu bunkovej štruktúry a funkcie bola dlhá a plná prelomových objavov.

Štruktúra živočíšnej bunky

Začiatky mikroskopie a objav bunky

Objav bunky je úzko spojený s objavom mikroskopu. Holandský kupec a optik A. V. Leeuwenhoek (1632-1723) prvý v histórii zostrojil jednoduchý mikroskop, v ktorom pozoroval červené krvinky, spermie a jednobunkové organizmy. Roku 1665 anglický fyzik a biológ R. Hooke (1635-1703) prvý pozoroval jednoduchým mikroskopom v korku množstvo malých dutiniek, podobajúcich sa včeliemu plástu. Pomenoval ich bunky (lat. cellula - dutinka).

Robert Hooke

Roku 1671 taliansky anatóm M. Malpighi (1628-1694) zistil, že rastlinné a živočíšne organizmy sú zložené z tkanív, ktorých základ tvoria bunky.

Objav bunkového jadra a protoplazmy

Významný objav urobil R. Brown (1773-1858), ktorý v roku 1831 opísal bunkové jadro. Český fyziológ J. Ev. Purkyně roku 1825 objavil v kuracom zárodku útvar obalený blanou, tzv. zárodkové vrecúško, ktorý bol vlastne bunkovým jadrom. Základnú živú hmotu v bunke nazval protoplazmou.

Bunková teória

Roku 1838 nemecký botanik Mathias Jakob Schleiden (1810-1882) a nemecký zoológ Theodor Schwann (1810-1882) sa pokúsili podať ucelený obraz o zložení rastlinných a živočíšnych organizmov a dali tak základ tzv. bunkovej (celulárnej) teórii, ktorá patrila k najväčším objavom 19. storočia.

Princípy bunkovej teórie

Táto teória hovorí, že každá bunka vzniká len delením z už existujúcej materskej bunky. Bunka má vlastný metabolizmus, aj schopnosť prenosu genetickej informácie uloženej v jadre prostredníctvom rozmnožovania. Považujeme ju za najmenší systém schopný samostatného života. V priebehu vývoja prejavili bunky rozdielnu schopnosť prispôsobovať sa vonkajším podmienkam. Bunky sa postupne vyvíjali od stavbou a vnútorným usporiadaním jednoduchších buniek - prokaryotických, až po bunky na vyššom stupni organizácie.

Chemické zloženie bunky

Najväčšie zastúpenie v bunke pripadá na vodu a soli (60-90 %). Ďalšie dôležité zložky sú:

• Konštrukčné: tuky, cukry, bielkoviny
• Metabolické: soli a bielkoviny - enzýmová katalýza (biologická katalýza)
• Nukleové kyseliny: prenos genetickej informácie
• Zásobné: zdroj energie: tuky, cukry
• Substrátové: vytvárajú vhodné prostredie pre chemické deje

Zastúpenie chemických zlúčenín nie je vo všetkých bunkách rovnaké.

DNA a molekulárna biológia

V Londýne 25. apríla 1953 vyšlo nové číslo vedeckého časopisu Nature a v ňom krátky článok pod j názvom: „Molekulárna štruktúra nukleových kyselín“. V článku 25-ročný biológ James D. Watson a 37-ročný biofyzik Francis Crick navrhli radikálne odlišnú štruktúru deoxyribonukleovej kyseliny - DNA. Uviedli, že je dvojvláknová, tvorí dvojzávitnicu okolo spoločnej osi a je ľavotočivá. Drží „pokope“ vďaka vodíkovým väzbám medzi pyrimidínovými a purínovými bázami A, G, C, T.

Štruktúra DNA

Autori zabudli na chemičku a kryštalografku Rosalind Franklin, ktorá poskytla snímky z X-ray kryštalografie. Obaja v roku 1962 získali Nobelovu cenu, spolu s Maurice Willkinsom - šéfom X-ray laboratória. Rosalind Franklin sa jej nedožila. Genetici konečne spoznali molekulu dedičnosti, predovšetkým však molekulárny mechanizmus dedičnosti. Vznikla nová vedná disciplína Molekulárna biológia.

DNA je v našich bunkách, a to v jadre a mitochondriách. V telových bunkách sa nachádzajú 3 miliardy 140 miliónov písmeniek, a to v dvoch kópiách. DNA v našom tele je rozdelená do 23 chromozómov, v každej bunke je opäť pár, čiže celkovo máme 46 chromozómov, keď sme zdraví. Avšak 3 miliardy nukleotidov v rozpletenom stave je dosť dlhá molekula. Biele krvinky majú 15 mikrometrov, obrovské vajíčka majú až 200 mikrometrov. V chromozómoch je DNA natočená na histónové proteíny. Nukleozóny sa stáčajú do špirály, tá do ďalšej špirály a celé je to vtesnené do chromozómu.

DNA zaujíma vedcov odkedy poznali jej štruktúru. Vedeli, že medzi organizmami existujú rozdiely, takže ju chceli vedieť aj čítať - písmenko po písmenku. V roku 1990 bol spustený Projekt ľudského genómu (Human Genome Project), ktorý trval 13 rokov a stál 3 miliardy dolárov. Zistili, že len 1 % sú gény kódujúce proteíny. V roku 2006 s príchodom nových technológií začala sa nová generácia sekvenovania. Vznikli fabriky na sekvenovanie. Pre biomedicínsky výskum bolo kľúčové zistiť, či sa líšime navzájom.

Významné osobnosti a míľniky v histórii biológie

História biológie je bohatá na významné osobnosti a prelomové objavy. Nasledujúca tabuľka sumarizuje niektoré z kľúčových míľnikov:

Tieto objavy a teórie formovali moderné chápanie života a otvárajú nové možnosti pre medicínu, biotechnológie a ďalšie oblasti.

tags: #objav #jadra #bunky #história #biológia

Populárne príspevky:

• Recept na pečený čaj z brusníc
• Drieň a jeho prínosy
• Sterilizácia drvených rajčín
• Recepty s ľadovým šalátom
• Tipy pre prípravu hovädzej pečene