Ląstelė yra mažiausia gyvoji sistema. Skirtingai nei organelės, kurios netrukus po išskyrimo iš ląstelės suyra, tam tikros ląstelės gali būti perkeltos iš augalo ar gyvūno organizmo į tinkamą terpę, kurioje jos gali ilgai gyventi, augti ir dalytis. Pasak mokslininkų, pirmosios žinomos ląstelės Žemėje atsirado prieš 3,8 mlrd metų. Tai buvo vienaląsčiai organizmai - prokariotai, kurie neturi branduolio ar kitų, ląstelėms būdingų elementų - organoidų.
Kiekvienos ląstelės pagrindinės dalys yra šios: apvalkalėlis, citoplazma ir branduolys. "Skystoji" ląstelės dalis, nepripildyta membranas turinčių organelių, vadinama citozoliu. Citozolis yra koncentruotas koloidinis tam tikrų medžiagų tirpalas, kuriam būdinga skystųjų kristalų būsena. Medžiagos nuolat pernešamos iš ląstelės vidaus į išorę ir atvirkščiai.
Terminas „ląstelė“ atsirado 1665 metais. Jį sugalvojo britų mokslininkas Robertas Hookas, kuris žvelgdamas pro mikroskopą į ploną medienos sluoksnį įžvelgė jame porėtą tinklelio formos struktūrą. Šiandien mokslininkai studijuoja ląsteles pasitelkdami aukštųjų vaizdo technologijų įrangą, spalvotus dažus ir žalią fluorescencinį baltymų, gautą iš medūzų.
Ląstelės skirstomos į du pagrindinius tipus:
- Prokariotinės (bebranduolės)
- Eukariotinės (branduolinės)
Bakterijos yra prokariotai, o žmogus sudarytas iš eukariotų. Eukariotinės sudaro augalų, gyvūnų iir grybų organizmus. Jų skirtingų rūšių organizme yra apie 200, įskaitant odos, raumenų, nervų, žarnyno, kraujo ir kaulų ląsteles.
Daugelis gyvūnų ląstelių yra 0,001 - 0,003 centimetrų skersmens, todėl plika akimi jų nepamatysi. Vis dėlto, yra keletas išimčių, pavyzdžiui, nervų ląstelės, kurios siunčia elektrinius impulsus į mūsų smegenis. Jų aksonai (atšakos, kuriomis perduodami impulsai kitoms ląstelėms) gali būti ir kelių dešimčių centimetrų ilgio.
Dažniausiai gyvulinės kilmės ląstelės formavimosi ciklas trunka 24 valandas. Tiek laiko reikia, kad ląstelė atsirastų, pilnai susiformuotų ir galiausiai, dauginimosi procese skiltų į dvi dalis. Visas, pavyzdžiui, raudonųjų kraujo kūnelių gyvavimo periodas gali siekti iki 120 dienų, tačiau visi ląstelių tipai turi skirtingą gyvenimo trukmę - nuo kelias savaites gyvuojančių odos ląstelių, iki visą organizmo egzistavimo laiką nemirštančių sveikų neuronų.
Viso gyvenimo metu daugiausia netenkame kraujo kūnelių, odos ir kai kurių organų bei liaukų struktūrų ląstelių. Kiekvieną dieną žmogaus kūne žūva, maždaug 50-70 mlrd. mūsų smulkiausių gyvybinių dalelių, tačiau tai yra dalis normalaus proceso, kuris užtikrina gerą sveikatą ir organizmo apsaugą nuo išorinių veiksnių.
Pagrindiniai Gyvūnų ir Augalų Ląstelių Skirtumai
Nors gyvūnų ir augalų ląstelės turi daug bendro, yra ir esminių skirtumų.
- Augalinių ląstelių sienelė (apvalkalėlis) sudaryta iš tvirtų elastingų mikrofibrilių, sudarytų iš celiuliozės, ir plastiško matriksas, sudarytas iš protopektino ir hemiceliuliozės.
- Gyvūninių ląstelių glikokaliksą sudaro polisacharidinis sluoksnis. Išsišakojusios polisacharidų liekanos kovalentiškai susijungusios su baltymais ir sfingozido turinčiais lipidais.
Augalų ląstelėse yra chloroplastų, kuriuose vyksta fotosintezė. Be chloroplastų, augalų ląstelėse yra plastidžių, kuriose kaupiami raudoni ar geltoni pigmentai, taip pat maisto atsargos. Pavyzdžiui, bulvėse yra daugybė krakmolo pripildytų plastidžių (amiloplastų).
Augalų ląstelėse gali būti gana didelės vakuolės, kurios atlieka kaupimo, medžiagų saugojimo funkcijas, lemia augalų turgorą ir augimą. Gyvūnų, daugumos dumblių ir grybų ląstelėse, prie branduolio būna centriolės, panašios į tuščiavidurį cilindrą. Jų sienelė sudaryta iš 27 vamzdelių, išsidėsčiusių 9 tripletais. Aukštesnieji augalai centriolių neturi.
Gyvūno ląstelės sandara
Kamieninės Ląstelės: Savybės ir Panaudojimas
Kas yra kamieninė ląstelė? Tai yra ląstelių pavadinimas, ląstelių tipas. Tai yra mažai diferencijuotos arba, kitais žodžiais tariant, mažai išsivysčiusios, mažai specializuotos arba visiškai nespecializuotos ląstelės, kurios vystymosi eigoje, organizmui augant arba organams vystantis, gali diferencijuotis, specializuotis į specifinius organus, audinius, atliekančius specialias funkcijas. Pats pavadinimas „kamieninė ląstelė“ rodo, kad tai yra kamienas. Tai yra pradžių pradžia, medis, iš kurio šakojasi šakos, ant kurių auga lapai.
Visagale kamienine ląstele vadinama tik ką apvaisinta kiaušialąstė. Prenataliniame periode, organizmui vystantis, ląstelės specializuojasi, tampa vis labiau diferencijuotomis, formuojasi organai, audiniai, o kamieninės ląstelės turi savybę atgaminti save, atgaminti motininę ląstelę, likti tame pačiame lygmenyje. Ir kita motininė ląstelė paprastai eina diferenciacijos kryptimi ir specializuojasi.
Kai tokias daugiagales embrionines kamienines ląsteles įsodiname, įšvirkščiame į pažeistą vietą, jos gali pritapti prie šalia esančių ląstelių ir tapti tokiomis ląstelėmis dėl cheminių medžiagų, kurias skleidžia aplinkui esančios cheminės ląstelės, dėl fizinių kontaktų. Jos tampa tokiomis ląstelėmis, kokios yra kaimyninės ląstelės. Jos, vaizdžiai tariant, gali atkurti pažeistą organą arba audinį. Jeigu organe, audinyje buvo grupė pažeistų ląstelių, sušvirkštus kamienines ląsteles, jos tiesiog užims pažeistų ląstelių vietą ir taps normaliu organu arba audiniu.
Kamieninės ląstelės gali būti būti paimamos iš prenatalinio organizmo (tai būtų tikrosios embrioninės kamieninės ląstelės), iš suaugusio organizmo arba iš virkštelės, placentos. Daug kalbama apie kaulų čiulpų kamienines ląsteles, bet reikėtų paminėti, kad dar daugiau kamieninių ląstelių yra riebaliniame audinyje. O riebalinis audinys yra toks audinys, kuris dažnai būna perteklinis. Iš jo yra sunkiau tas ląsteles išskirti, bet jos […] daug pigesnės negu kaulų čiulpų kamieninės ląstelės. Jos gali būti pritaikomos. Viena iš pritaikymo sričių - kosmetikos. Daugiausia galių turi embrioninės kamieninės ląstelės.
Yra Europos Sąjungos (ES) šalių, kurios leidžia po dirbtinio apvaisinimo perteklinius embrionus naudoti kamieninėms ląstelėms gauti. Kitos šalys leidžia embrionų kamieninių ląstelių linijas, gautas iki tam tikrų metų, naudoti tyrimams arba gydymui. Viena iš tokių šalių - Vokietija. Bet didžioji viltis yra suaugusiųjų organizmo kamieninės ląstelės, kurių turime kiekvienas.
Kamieninių Ląstelių Tyrimai ir Pritaikymas Lietuvoje
Šiuo metu Lietuvoje jau yra daug centrų, kurie dirba su kamieninėmis ląstelėmis. Vieni naudoja žmogaus kamienines ląsteles, t. y. suaugusiojo individo kamienines ląsteles, nes su žmogaus embriono ląstelėmis Lietuvoje dirbti draudžiama. Kiti naudoja gyvūnų organų ir audinių kamienines ląsteles ir modeliuoja tokias situacijas, kai galima gydyti tam tikras ligas ar organų, audinių pažeidimus.
Kamieninės ląstelės gali būti taikomos praktiškai keliais būdais. Pirmas - ląstelės gali būti tiesiog […] sušvirkščiamos į pažeistą vietą, tikintis, kad ten jos atgamins, atkurs pažeistą organą ar audinį. Dirbtiniai organai gali būti konstruojami keliais būdais. Vienas iš jų - mėgintuvėlyje. Tokiu būdu užauginus dirbtinį organą ar audinį, jis gali būti įsodinamas ten, kur jo trūksta. Tai gali būti kremzlės, gali būti kraujagyslės.
Dirbtinių organų srityje jau yra žymių ir, sakyčiau, labai įspūdingų pasiekimų, kaip, pavyzdžiui, sukonstruota dirbtinė pūslė, kuri yra įsodinta žmogui ir funkcionuoja jau nemažai metų. Mokslininkė Doris Taylor yra sukonstravusi dirbtinę širdį, tiesa, kol kas tai yra žiurkės širdelė.
Reikėtų žvelgti gana atidžiai į gydymo centrus, kurie skelbiasi gydantys ligas kamieninėmis ląstelėmis, nes ne visi jie dirba sąžiningai. Žodžiu, į gydymą kamieninėmis ląstelėmis reikia žvelgti gana atsargiai, nes vis dėlto kamieninei ląstelei dar laikas pabuvoti ant laboratorijos stalo.
Vienas iš kamieninių ląstelių išskyrimo šaltinių yra po gimdymo likę organai - virkštelė, placenta. Yra galimybė išskirti tas ląsteles ir padėti jas į audinių banką. Sakoma, kad po daugelio metų, esant reikalui, ląstelės gali pasitarnauti to žmogaus, iš kurio buvo paimtos, ligų gydymui. Pasaulyje tokie bankai jau pradėti kurti, tai vyksta kelis dešimtmečius. Kiek žinau, ląstelės gali būti panaudotos ne tik tam pačiam žmogui, bet kartais ir kitiems recipientams.
Kamieninių ląstelių panaudojimas medicinoje
Nobelio Premija Už Kamieninių Ląstelių Tyrimus
Anglų mokslininkas Johnas Gurdonas savo pagrindinius darbus atliko tada, kai japonų mokslininkas Shinya Yamanaka tik gimė. Jis parodė, kad iš diferencijuotos ląstelės galima gauti nediferencijuotą kamieninę ląstelę, iš kurios gali išsivystyti naujas organizmas. Japonų mokslininkas S. Yamanaka iš pelės odos diferencijuotų ląstelių gavo pelės embriono ląsteles, iš kurių gavo peliukus.