3.1: Jinsi seli Zinajifunza

Kiini ni kitengo kidogo cha kitu kilicho hai. Kitu kilicho hai, kama wewe, kinaitwa kiumbe. Hivyo, seli ni vitalu vya msingi vya viumbe vyote.

Katika viumbe vya seli mbalimbali, seli kadhaa za aina moja huunganishwa na kufanya kazi za pamoja ili kuunda tishu (kwa mfano, tishu za misuli, tishu zinazojumuisha, na tishu za neva), tishu kadhaa huchanganya kuunda chombo (kwa mfano, tumbo, moyo, au ubongo), na viungo kadhaa hufanya up mfumo wa chombo (kama vile mfumo wa utumbo, mfumo wa mzunguko, au mfumo wa neva). Mifumo kadhaa inayofanya kazi pamoja huunda kiumbe (kama vile tembo, kwa mfano).

Kuna aina nyingi za seli, na zote zimewekwa katika moja ya makundi mawili mapana: prokaryotic na eukaryotic. Seli za wanyama, seli za mimea, seli za vimelea, na seli za protist huainishwa kama eukaryotiki, ilhali bakteria na seli za archaea zinaainishwa kama prokaryotiki. Kabla ya kujadili vigezo vya kuamua kama kiini ni prokaryotic au eukaryotic, hebu kwanza tuchunguze jinsi wanabiolojia wanavyojifunza seli.

hadubini

Viini hutofautiana kwa ukubwa. Kwa ubaguzi wachache, seli za mtu binafsi ni ndogo mno kuonekana kwa jicho la uchi, hivyo wanasayansi hutumia hadubini ili kuzifunza. Darubini ni chombo kinachotukuza kitu. Picha nyingi za seli zinachukuliwa na darubini na huitwa micrographs.

Nuru Microscopes

Ili kukupa hisia ya ukubwa wa seli, kiini cha kawaida cha binadamu nyekundu cha damu ni takriban milioni nane za mita moja au micrometers nane (iliyofupishwa kama μm) mduara; kichwa cha pini ni takriban elfu mbili za mita (milimita, au mm) mduara. Hiyo ina maana kwamba takriban 250 seli nyekundu za damu inaweza kufaa juu ya kichwa cha pini.

Optics ya lenses ya darubini ya mwanga hubadilisha mwelekeo wa picha. Specimen ambayo ni upande wa kulia juu na inakabiliwa na haki kwenye slide ya darubini itaonekana kichwa-chini na inakabiliwa kushoto wakati inatazamwa kupitia darubini, na kinyume chake. Vile vile, ikiwa slide inahamishwa kushoto wakati wa kuangalia kupitia darubini, itaonekana kuhamia kulia, na ikiwa imehamishwa chini, itaonekana kuhamia. Hii hutokea kwa sababu hadubini hutumia seti mbili za lenses ili kukuza picha. Kutokana na namna ambayo mwanga husafiri kupitia lenses, mfumo huu wa lenses hutoa picha iliyoingizwa (binoculars na darubini ya dissecting hufanya kazi kwa namna hiyo, lakini ni pamoja na mfumo wa kukuza wa ziada unaofanya picha ya mwisho ionekane kuwa sawa).

Microscopes wengi wanafunzi ni classified kama microscopes mwanga (Kielelezo\(\PageIndex{1}\) a). Mwanga unaoonekana wote hupita na umepigwa na mfumo wa lens ili kuwezesha mtumiaji kuona specimen. Microscopes ya mwanga ni faida kwa kuangalia viumbe hai, lakini kwa kuwa seli za mtu binafsi kwa ujumla ni wazi, vipengele vyao havijulikani isipokuwa ni rangi na stains maalum. Kuhifadhi, hata hivyo, kwa kawaida huua seli.

Microscopes mwanga kawaida kutumika katika shahada ya kwanza ya chuo maabara ukuzaji hadi takriban mara 400. Vigezo viwili ambavyo ni muhimu katika hadubini ni ukuzaji na kutatua nguvu. Kukuza ni kiwango cha kupanua kitu. Kutatua nguvu ni uwezo wa darubini kuruhusu jicho kutofautisha miundo miwili iliyo karibu kama tofauti; juu ya azimio, karibu vitu hivyo viwili vinaweza kuwa, na bora uwazi na maelezo ya picha. Wakati lenses za kuzamishwa mafuta zinatumiwa, ukuzaji kwa kawaida huongezeka hadi mara 1,000 kwa ajili ya utafiti wa seli ndogo, kama seli nyingi za prokaryotiki. Kwa sababu mwanga unaoingia kwenye specimen kutoka chini unalenga kwenye jicho la mwangalizi, specimen inaweza kutazamwa kwa kutumia hadubini nyepesi. Kwa sababu hii, kwa mwanga kupita kupitia specimen, sampuli lazima iwe nyembamba au isiyo ya kawaida.

DHANA KATIKA HATUA

Kwa mtazamo mwingine juu ya ukubwa wa seli, jaribu maingiliano ya HowBig.

Aina ya pili ya darubini inayotumiwa katika maabara ni microscope ya dissecting (Kielelezo\(\PageIndex{1}\) b). Microscopes hizi zina ukuzaji wa chini (mara 20 hadi 80 ukubwa wa kitu) kuliko hadubini za mwanga na zinaweza kutoa mtazamo wa tatu-dimensional wa specimen. Vitu vidogo vinaweza kuchunguzwa na vipengele vingi katika lengo kwa wakati mmoja. Microscopes hizi zimeundwa ili kutoa mtazamo uliotukuzwa na wazi wa muundo wa tishu pamoja na anatomy ya viumbe vyote. Kama microscopes nyepesi, microscopes ya kisasa ya dissecting pia ni binocular, maana kwamba wana mifumo miwili tofauti ya lens, moja kwa kila jicho. Mifumo ya lens hutenganishwa na umbali fulani, na hivyo hutoa hisia ya kina kwa mtazamo wa somo lao ili kufanya manipulations kwa mkono rahisi. Dissecting hadubini pia ina optics kwamba kurekebisha picha ili inaonekana kama kuonekana kwa jicho uchi na si kama picha inverted. Mwanga unaoangaza sampuli chini ya darubini ya dissecting kawaida hutoka juu ya sampuli, lakini pia inaweza kuelekezwa kutoka chini.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): (a) hadubini nyingi za mwanga zinazotumiwa katika maabara ya biolojia ya chuo zinaweza kukuza seli hadi takriban mara 400. (b) Kutenganisha hadubini zina ukuzaji wa chini kuliko hadubini nyepesi na hutumika kuchunguza vitu vikubwa, kama vile tishu.

Microscopes elektroni

Tofauti na hadubini nyepesi, hadubini za elektroni hutumia boriti ya elektroni badala ya boriti ya nuru. Hii sio tu inaruhusu ukuzaji wa juu na, kwa hiyo, maelezo zaidi (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)), pia hutoa nguvu za kutatua juu. Maandalizi ya specimen ya kutazama chini ya darubini ya elektroni yatauua; kwa hiyo, seli hai haziwezi kutazamwa kwa kutumia aina hii ya hadubini. Aidha, boriti ya elektroni inakwenda vizuri katika utupu, na hivyo haiwezekani kuona vifaa vya maisha.

Katika darubini ya elektroni ya skanning, boriti ya elektroni huenda na kurudi kwenye uso wa seli, ikitoa maelezo ya sifa za uso wa seli kwa kutafakari. Viini na miundo mingine kwa kawaida huvaliwa na chuma kama dhahabu. Katika microscope ya elektroni ya maambukizi, boriti ya elektroni hupitishwa kupitia seli na hutoa maelezo ya miundo ya ndani ya seli. Kama unaweza kufikiria, microscopes ya elektroni ni kubwa zaidi na ya gharama kubwa kuliko microscopes nyepesi.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): (a) bakteria ya Salmonella hutazamwa kwa darubini ya mwanga. (b) Micrograph hii ya elektroni ya skanning inaonyesha bakteria ya Salmonella (nyekundu) inayovamia seli za binadamu. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na CDC, Taasisi ya Jeshi la Patholojia, Charles N. Mkulima; mikopo b: mabadiliko ya kazi na Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH; data ya wadogo kutoka Matt Russell)

KAZI KATIKA ACTION: Cytotechnologist

Je! Umewahi kusikia mtihani wa matibabu unaoitwa Pap smear (Kielelezo\(\PageIndex{3}\))? Katika mtihani huu, daktari anachukua sampuli ndogo ya seli kutoka kizazi cha uterini cha mgonjwa na kuituma kwenye maabara ya matibabu ambapo cytotechnologist huharibu seli na kuzichunguza kwa mabadiliko yoyote ambayo yanaweza kuonyesha saratani ya kizazi au maambukizi ya microbial.

Cytotechnologists (cyto - = kiini) ni wataalamu ambao hujifunza seli kupitia mitihani microscopic na vipimo vingine vya maabara. Wao ni mafunzo ya kuamua ni mabadiliko gani ya seli ni ndani ya mipaka ya kawaida au ni isiyo ya kawaida. Mtazamo wao sio mdogo kwa seli za kizazi; wanajifunza sampuli za seli zinazotoka kwa viungo vyote. Wanapoona kutofautiana, wanawasiliana na daktari wa pathologist, ambaye ni daktari wa matibabu ambaye anaweza kufanya uchunguzi wa kliniki.

Cytotechnologists hufanya majukumu muhimu katika kuokoa maisha ya watu. Wakati uharibifu unapogunduliwa mapema, matibabu ya mgonjwa yanaweza kuanza mapema, ambayo kwa kawaida huongeza nafasi za matibabu ya mafanikio.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Seli hizi za uzazi wa uzazi, zinazotazamwa kupitia darubini ya mwanga, zilipatikana kutoka kwenye smear ya Pap. Seli za kawaida ziko upande wa kushoto. Seli za kulia zinaambukizwa na papillomavirus ya binadamu. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Ed Uthman; data ya kiwango cha bar kutoka Matt Russell)

Kiini nadharia

hadubini tunayotumia leo ni ngumu zaidi kuliko zile zilizotumiwa katika miaka ya 1600 na Antony van Leeuwenhoek, mkulima wa duka wa Uholanzi ambaye alikuwa na ujuzi mkubwa katika kuandika lenses. Licha ya mapungufu ya lenses yake ya sasa ya kale, van Leeuwenhoek aliona harakati za protists (aina ya viumbe moja ya seli) na mbegu za kiume, ambazo kwa pamoja aliita “wanyama.”

Katika chapisho la mwaka 1665 lililoitwa Micrographia, mwanasayansi wa majaribio Robert Hooke aliunda neno “kiini” (kutoka Kilatini cella, maana yake ni “chumba kidogo”) kwa miundo kama ya sanduku aliyoyaona wakati wa kutazama tishu za cork kupitia lenzi. Katika miaka ya 1670, van Leeuwenhoek aligundua bakteria na protozoa. Baadaye maendeleo katika lenses na ujenzi wa darubini yaliwezesha wanasayansi wengine kuona vipengele tofauti ndani ya seli.

Kufikia mwishoni mwa miaka ya 1830, mtaalamu wa mimea Matthias Schleiden na mwanasayansi wa zoolojia Theodor Schwann walikuwa wakisoma tishu na kupendekeza nadharia ya kiini ya umoja, ambayo inasema kwamba vitu vyote vilivyo hai vinajumuisha seli moja au zaidi, kwamba seli ni kitengo cha msingi cha maisha, na kwamba seli zote mpya zinatoka kwenye seli zilizopo. Kanuni hizi bado zinasimama leo.

Muhtasari wa sehemu

Kiini ni kitengo kidogo cha maisha. Seli nyingi ni ndogo kiasi kwamba haziwezi kutazamwa kwa jicho la uchi. Kwa hiyo, wanasayansi wanapaswa kutumia microscopes kujifunza seli. Microscopes za elektroni hutoa ukuzaji wa juu, azimio la juu, na undani zaidi kuliko hadubini za mwanga. Nadharia ya kiini iliyounganishwa inasema kwamba viumbe vyote vinajumuisha seli moja au zaidi, kiini ni kitengo cha msingi cha maisha, na seli mpya zinatoka kwenye seli zilizopo.

faharasa

hadubini

chombo ambacho kinakuza kitu

nadharia ya kiini iliyounganishwa

dhana ya kibiolojia ambayo inasema kwamba viumbe vyote vinajumuisha seli moja au zaidi, kiini ni kitengo cha msingi cha maisha, na seli mpya zinatoka kwenye seli zilizopo

Wachangiaji na Majina

• Template:ContribOpenStaxConcepts