Khái niệm, phân loại và cấu tạo tế bào

Khái niệm, phân loại và cấu tạo tế bào

Tế bào

Vào thế kỉ 17, kính hiển vi được phát minh nhanh chóng đưa đến phát hiện về tế bào. 1665, Robert Hooke là người đầu tiên sử dụng thuật ngữ tế bào sau khi nghiên cứu vài loại mô thực vật thông qua kính hiển vi. Trong những thế kỉ sau đó, học thuyết về tế bào tiếp tục được phát triển.

• Tế bào là đơn vị nhỏ nhất của sự sống và không có gì bé hơn có thể tồn tại độc lập.
• Mọi vật thể sống đều chứa tế bào, mặc dù cơ quan nhỏ nhất có thể chỉ có một tế bào duy nhất.
• Tất cả tế bào đều được hình thành từ những tế bào trước đó thông qua sự phân bào, vì vậy những tế bào mới không thể được hình thành từ những vật chất hóa học không có sự sống.

Tế bào động, thực vật

Có rất nhiều điểm tương đồng giữa tế bào động vật và tế bào thực vật. Đầu tiên phải kể đến nhân tế bào, với tế bào chất bao quanh nó. Nhân tế bào không màu nhưng người ta có thể nhuộm để dễ dàng nhìn thấy nó. Tế bào chất được bao bọc bởi một màng huyết tương rất mỏng và khó có thể nhìn thấy thông qua kính hiển vi, nhưng vị trí của nó có thể được suy ra bởi bờ dày của tế bào chất.

Bên cạnh đó, giữa tế bào động vật và thực vật cũng có nhiều điểm khác nhau.

•  Tế bào thực vật có thành xenlulo bao bên ngoài màng huyết tương. Thành xenlulo chứa trong những cái bọc của những phân tử gọi là microfibril có sức căng cao. Thành tế bào còn giữ tế bào thực vật trong một hình dạng nhất định, trừ khi tế bào đang chủ động phát triển về kích thước.
• Tế bào thực vật thường có một không bào lớn chứa các ion khoáng hòa tan như Kali và một số chất tan khác. Nó được giới hạn bởi màng không bào. Vì không có protein hay các phân tử lớn khác nên không bào cũng có có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi nếu không được nhuộm màu. Tế bào động vật thường chứa những túi chứa chất lưu (nước và khí) trong tế bào chất của chúng.
• Nhiều tế bào thực vật ở thân hay lá cây có lục lạp trong tế bào chất. Lục lạp có màu xanh vì có diệp lục và chúng cũng có thể chứa tinh bột. Tế bào động vật không bao giờ có lục lạp trừ khi chúng đưa vào các tế bào tảo chứa diệp lục, ví dụ như vài loại tế bào của san hô. Ngoài ra, tế bào động vật không kết hợp thành một thể hay chứa tinh bột.

Sinh vật đơn bào

Vài cơ thể sống chứa chỉ một tế bào. Tế bào này phải thực hiện tất cả chức năng sống để cơ thể sống có thể tồn tại.

• Dinh dưỡng: lấy thức ăn tạo ra năng lượng và chất cần thiết cho sự phát triển.
• Trao đổi chất: chuyển hóa hóa học bên trong tế bào bao gồm cả hô hấp để thải năng lượng.
•  Phát triển: sự tăng kích thước tế bào.
• Sự nhạy: nhận thấy và thích ứng với những thay đổi của môi trường sống.
• Giữ trạng thái bên trong cơ thể ở một giới hạn tốt.
• Sao chép: sinh ra tế bào con kể cả hữu tính hay vô tính.

Kết cấu của tế bào ở sinh vật đơn bào vì vậy phức tạp hơn ở sinh vật đa bào.

Sinh vật đa bào

      Những sinh vật đơn bào sống cùng nhau thành một cụm. Mỗi cụm chứa một quả cầu làm từ gel protein, với khoảng 500 tế bào giống hệt nhau hoặc nhiều hơn dính vào bề mặt của nó. Mặc dù các tế bào góp lại với nhau, chúng không hợp nhất thành một tế bào lớn và cũng không tạo thành một cơ quan duy nhất.

      Các sinh vật chứa một khối lớn những tế bào hợp nhất với nhau gọi là sinh vật đa bào. Mỗi tế bào của các sinh vật này thực hiện chức năng riêng biệt.. Để làm được điều đó, mỗi loại tế bào phát triển cấu trúc của nó theo từng cách riêng.

     Sự phát triền của tế bào theo nhiều cách khác nhau để thực hiện nhiều chức năng gọi là differentiation (sự biệt hóa). Điều này liên quan đến việc mỗi loại tế bào sử dụng vài loại gen trong số rất nhiều gen trong nhân của nó. Khi một gen đang được sử dụng trong tế bào, chúng ta nói gen đó đang được thể hiện. Nói cách khác, gen đó đang được "bật lên" và thông tin của nó được sử dụng để làm ra protein hay các sản phẩn khác của gen.

Tế bào gốc

      Tế bào gốc được định nghĩa là những tế bào có khả năng tự làm mới bằng sự phân bào. Ở giai đoạn đầu, phôi thai chứa hoàn toàn là tế bào gốc, sau đó, các tế bào thực hiện các chức năng khác nhau. Khi đó, một tế bào vẫn còn có thể phân chia khoảng 6 lần nữa. tất cả tế bào được sinh ra đều thực hiện các chức năng khác nhau và vì vậy chúng không còn là tế bào gốc. Một lượng nhỏ các tế bào dường như vẫn còn là tế bào gốc và vẫn hiện diện trong cơ thể trưởng thành. Chúng ở trong các mô, bao gồm cả xương tủy, da và gan; giúp các mô đó có khả năng tái sinh, sửa chữa, hồi phục cao. Trong khi đó, các tế bào gốc ở mô não, thận hay tim chỉ cho phép sửa chữa trong một giới hạn nhất định.

      Các nhà khoa học thích nghiên cứu về tế bào gốc vì tiềm năng hồi phục mô và chữa sự thoái hóa của chúng. Lấy ví dụ với bệnh Parkinson, sự mất đi các tế bào trong hệ thần kinh dẫn đến xơ cứng và các cơn đột quỵ. Người ta khẳng định có khả năng để dùng tế bào gốc thay thế các tế bào đã bị mất hoặc hư tổn.

Phép chữa bệnh sử dụng tế bào gốc

      Thành công lớn nhất trong việc sử dụng tế bào gốc để chữa bệnh cho đến lúc này liên quan đến cấy, ghép tủy xương dùng tế bào gốc máu (tế bào HS). Chúng thường được tìm thấy trong tủy xương, phân chia liên tục để sản xuất tế bào mới mà chức năng sau đó được chia làm hồng cầu và bạch cầu. Tế bào HS có sự sinh trưởng nhanh, chỉ 100 tế bào có thể thay thế toàn bộ hệ tuần hoàn của một con chuột khi tất cả tế bào trong tủy xương bị hủy bởi phóng xạ. Tế bào HS dùng để chữa các bệnh rối loạn máu bao gồm bạch cầu cấp tính, ung thư bạch cầu và ung thư bạch huyết.

Quá trình chữa bệnh ung thư bạch huyết (bệnh làm cho các khối u bạch huyết phình to, bệnh nhân cảm thấy mệt mỏi và bị sút cân):

Tế bào được đưa ra khỏi tủy xương của bệnh nhân.

Người bệnh dùng hóa trị liều cao để diệt các tế bào đang phân chia trong cơ thể. Tế bào ung thư cũng như tế bào lành đều bị tiêu diệt.

Tế bào HS từ tủy xương sau đó được cấy vào cơ thể bệnh nhân và hồi phục hoàn toàn sự sản xuất tế bào máu ở đó.

Thành phần ngoại bào

     Màng tế bào được xem là hàng rào giữa phía ngoài và trong của tế bào. Tuy nhiên, nhiều tế bào sản xuất ra các chất xuyên qua màng và hình thành cấu trúc bên ngoài. Chúng được gọi là thành phần ngoại bào. Bất cứ thứ gì bên trong màng tế bào là nội bào.

     Tế bào động vật tiết ra glycoprotein tạo thành chất nền ngoại bào. Chất nền này kết dính các tế bào trong mô động vật lại với nhau.

      Chúng ta hãy xem xét một lát thịt hoặc một con vật. Tại sao các tế bào và mô không trơn tuột lên nhau, trở thành một đám rối tế bào? Các tế bào trong một mô không chỉ kết dính với nhau, chúng hoạt động cùng với nhau, vì vậy có sự "giao tiếp". Ở động vật đa bào, các tế bào kết nối trực tiếp với nhau một cách rắc rối, phức tạp, và phải thông qua chất nền ngoại bào.

Chất nền ngoại bào không chỉ đơn thuần là một giàn giáo bị động đối với tế bào. Các nhà sinh vật học khám phá rằng các phân tử của chất nền ngoại bào có ảnh hưởng lớn đến biểu hiện của tế bào. Chúng tạo hình dạng, định hướng sự khác biệt, cách chuyển động, trao đổi chất,... cho tế bào. "Một nửa sự thật của sự sống nằm ở bên ngoài tế bào- chất nền ngoại bào làm cho tế bào biết vị trí của chúng trong thời gian, địa điểm nào"-Zena Werb, giáo sư giải phẫu trường đại học California San Francisco.

"Điều gì đã báo cho tế bào biết chúng là gì? Tại sao cái mũi là cái mũi, khuỷu tay là khuỷu tay? sao chúng không biến đổi qua lại với nhau?"- Mina Bissel, giám đốc phân khu khoa học đời sống ở Berkeley. 15 năm trước cô ấy đưa ra giả thuyết rằng chất nền ngoại bào sở hữu thông tin cốt yếu đến khả năng phân hóa chức năng của tế bào. Mặc dù không nhận được sự đồng tình vào thời điểm đó, ý tưởng ấy cũng đã có sự ủng hộ từ các bằng chứng xác thực. Thất bại với các cách tiếp cận theo hướng hóa học, vài nhà nghiên cứu nói rằng đã đến lúc can thiệp và khám phá sự phức tạp đó. "Với lối suy nghĩ truyền thống, tế bào là một đơn vị riêng lẻ còn chất nền là một thứ khác. Thật sự rất khó để có thể khẳng định giới hạn thật sự của tế bào là ở đâu."- Frederick Grinnell từ đại học y Texas. Bản chất, vị trí, và số lượng của chất nền ngoại bào thích hợp để tạo nên một loại mô riêng biệt. Mô xương hay mô sụn chứa nhiều chất nền hơn tế bào. Một loại protein đặc hiệu của chất nền là collagen, chiếm đến 1/3 khối lượng khô của động vật có xương sống.

Chất nền ngoại bào có hai hình thái cơ bản. Khe chất nền là một loại gel ba chiều bao quanh tế bào và khít các khoảng trống. Một loại khác là màng nền, giống một cái lưới ở mặt đáy của biểu mô, là những lớp mỏng của các tế bào bao quanh phía trong và ngoài bề mặt cơ thể vì vậy mà bảo vệ, kích thích bài tiết và nhiều chức năng khác.

Add to Cart More Info