Toate organismele vii sunt compuse din celule, care se nasc, potrivit afirmatiilor lui Rudolf Ludwig Karl Virchow, medic german de la jumatatea secolului al XIX-lea, prin diviziunea altor celule. Toate celulele de acelasi fel formeaza tesuturi, iar tesuturile se reunesc in organe. Aceste afirmatii foarte simple sunt cele care stau la baza teoriei celulare, formulata pentru prima oara de catre un grup de biologi europeni, la mijlocul anilor 1800.
Inventia microscopului a fost evenimentul marcant, care a dus la posibilitatea identificarii structurilor celulare. Savantul de origine britanica, Robert Hooke (1635–1702), care a avut contributii esentiale nu numai in astronomie si fizica, ci in domeniul biologiei microscopice, este cel care descrie, pentru prima data, aceste forme de viata, in anul 1665, in lucrarea “Micrographia”. Marcello Malpighi (1628–1694), impreuna cu colegul lui Hooke, Nehemiah Grew (1641–1712), incep cercetari amanuntite si descopera prezenta unor structuri celulare in corpul plantelor.
Prezenta celulelor in organismul animal a fost descoperita ceva mai tarziu, pentru ca sectiunile foarte subtiri, necesare vizionarii cu ajutorul microscopului, erau mult mai greu de preparat si necesitau coloratii speciale, care nu fusesera inca descoperite. La acea vreme, aproape toti cercetatorii erau convinsi ca, la nivelul organismului, exista o structura fundamentala, pe care, insa, nu ajunsesera sa o identifice si sa o defineasca.
In 1676, Antony van Leeuwenhoek (1632–1723), celebrul microscopist de origine olandeza, precursor al microbiologiei, isi publica observatiile in legatura cu organismele celulare, fiind, de altfel, si primul care observa globulele rosii si spermatozoizii in preparatele microscopice.
Teoria celulara
In 1824, francezul Henri Milne-Edwards sugereaza ca structura de baza a fiecarui tesut animal era reprezentata de un grup de globule, dar observatiile sale raman indoielnice si sunt repede uitate.
Henri Dutrochet (1776–1847), medic si botanist francez, este cel care face conexiunea intre tesuturile animale si tesuturile vegetale, ajungand la concluzia ca celula nu este doar o unitate structurala, ci si una functionala, cercetatorul sustinand ca noile elemente se formeaza pornind din cele vechi, deja existente. Aceasta opinie este impartasita si de catre contemporanul sau, François Raspail (1794–1878), parintele biochimiei celulare, experimentand pe compozitia chimica si pe schimbarea mediului chimic de dezvoltare celulara.
Raspail este unul dintre cercetatorii care au pus bazele teoriei celulare, atat de cunoscute si apreciate in prezent: “Omnis cellula ex cellula” – in traducere, “Fiecare celula deriva din alta celula”. In 1832, francezul Barthelemy Dumortier (1797–1878) descrie procesul de diviziune celulara sau fisiune binara la plante. Acesta observa formarea unei partitii (diviziuni) a liniei de mijloc intre celula originara si noua celula formata.
Descoperirea diviziunii celulare este insa atribuita lui Hugo von Mohl (1805–1872). Prima descriere extrem de clara in ceea ce priveste nucleul celular este facuta de catre cehul Franz Bauer, in 1802, iar numele acestei organite celulare este dat de catre Robert Brown, in anul 1831. In 1838, Matthais Schleiden (1804–1881) sustine ca fiecare element structural al unei plante este compus din celule sau din produsul acestora.
In 1839, germanul Theodor Schwann (1810–1882) propune teoria conform careia, si in cazul animalelor, fiecare element structural este alcatuit din produse celulare. El este descoperitorul celulelor care ii poarta numele – celulele Schwann – specifice SNP (Sistemului Nervos Periferic). Contributia lui Schwann poate fi privita ca cea mai importanta din epoca, datorita faptului ca, in acel moment, cunostintele in ceea ce priveste regnul animal erau destul de reduse.
Un rol extrem de important in fundamentarea teoriei celulare il joaca si cehul Jan Purkyne (1787–1869) sau Purkinje, asa cum este el cunoscut, pentru ca demonstreaza ca, pe langa faptul ca tesutul animal este alcatuit din celule si din produsele lor, si structurile de baza celulare sunt analoge cu cele ale plantelor. Din nefericire pentru Purkinje, Schwann nu il citeaza in lucrarile sale.
Reproducerea si mostenirea genetica
In anul 1879, Walther Flemming (1843–1905) observa separarea longitudinala a cromozomilor, in timpul mitozei (diviziune celulara). Wilhelm Roux (1850–1924) arata ca fiecare cromozom poarta un set diferit de elemente transmisibile genetic. Aceste observatii, combinate cu redescoperirea studiilor lui Gregor Mendel, autor al “Legilor ereditatii”, din 1866, in legatura cu elementele genetice, in celulele de mazare, subliniaza rolul extrem de important pe care il joaca transmiterea materialului genetic, de catre cromozomi.
Natura chimica a genelor a fost determinata intr-o serie de experimente desfasurate pe parcursul urmatorilor 50 de ani, culminand cu determinarea structurii acidului dezoxiribonucleic (ADN), in anul 1953, de catre James Watson si Francis Crick.
Avansul tehnologic
Intelegerea aprofundata si moderna a substructurilor celulare se datoreaza microscopului electronic. Keith Porter (1912–1997) este un adevarat temerar in acest domeniu, fiind si primul care identifica reticulul endoplasmatic, structura esentiala in procesul de sinteza proteica in interiorul celulei, dar si foarte multe elemente structurale ale citoscheletului (o structura subcelulara, care asigura forma specifica a celulei, are rol in transportul proteinelor, in separarea cromozomilor, in timpul diviziunii celulare etc.).
Explozia de cunoastere ce a urmat descoperirilor din domeniul microscopiei, biochimiei si geneticii au dus la intelegerea in profunzime a structurii celulare si a functiilor sale.
Celulele stem
Celulele stem/celulele susa sunt promisiunea cea mai recenta (de dupa 1990) a medicinei moderne. O celula stem are capacitatea de a se regenera continuu, dand nastere la celule identice sau diferentiate. Exista celule susa embrionare, adulte si extrase din cordonul ombilical (acestea putand fi conservate pentru un timp nelimitat). Cu ajutorul lor se pot remedia boli grave precum leucemia, maladii ale sangelui, anumite forme de cancer, boli ale sistemului nervos, diabet, arsuri etc.
In anul 2007, medicul japonez Shinya Yamanaka, de la Universitatea din Kyoto, a reusit sa produca celule stem din celule somatice adulte. Acestea se pot diferentia, sub interventia unor factori, in diverse tipuri de tesut, si se spera ca, intr-un viitor apropiat, se vor putea utiliza celule stem si pentru tratarea bolilor cerebrale, precum Alzheimer, Parkinson.
Cercetarile sunt la inceput, exista inca numeroase riscuri (precum acela ca o celula susa poate suferi o mutatie si sa se transforme in celula canceroasa), dar, in urmatorii ani, probabil ca se vor gasi noi si noi metode in folosul sanatatii oamenilor.
Deocamdata, rezultate promitatoare s-au obtinut in transplanturile de maduva osoasa, pentru care se folosesc celule stem adulte, care nu implica nici un risc. De asemenea, s-au creat banci de celule stem, extrase din cordonul ombilical, care se pot folosi in conditiile in care fatul ar avea nevoie, la un moment dat, de un anumit tratament.
Asadar, unitatea structurala, functionala si reproductiva a organismelor vii este celula. Fiecare organism in parte, indiferent ca este vorba de o caracatita, o pasare, o testoasa sau un peste, este alcatuit din aceste unitati structurale, iar organismul uman este alcatuit din miliarde de astfel de unitati, fiecare dintre ele cu functiile sale – transportul de oxigen, producerea de hormoni, diferentierea intre cald si rece etc.
Chiar daca majoritatea organismelor vii sunt alcatuite din mai multe tipuri de celule, fiecare lucrand impreuna, exista si organisme care sunt alcatuite dintr-o singura celula, asa cum sunt cele unicelulare (bacterii, alge, fungi, protozoare). Desi este un domeniu vast, in care s-au adunat contributiile cercetatorilor de mai bine de doua secole, studiul celulei este, in continuare, deschis si extrem de provocator.
