TẾ BÀO – ĐỐI TƯỢNG TRUNG TÂM CỦA THẾ KỈ SINH HỌC

Đến 2005, tròn 350 năm kể từ những quan sát tế bào đầu tiên cuả Robert Hookenăm 1655 và nhân loại đang sống giữa thập niên đầu tiên của thế kỉ 21 – thế kỉ Côngnghệ sinh học, cụm từ không còn chỉ về tương lai như cách nay nhiều thập niên màkhẳng định một hiện thực.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
TẾ BÀO – ĐỐI TƯỢNG TRUNG TÂM CỦA THẾ KỈ SINH HỌC CHƯƠNG I TẾ BÀO – ĐỐI TƯỢNG TRUNG TÂM CỦA THẾ KỈ SINH HỌC Đến 2005, tròn 350 năm kể từ những quan sát tế bào đầu tiên cuả Robert Hookenăm 1655 và nhân loại đang sống giữa thập niên đầu tiên của thế kỉ 21 – thế kỉ Côngnghệ sinh học, cụm từ không còn chỉ về tương lai như cách nay nhiều thập niên màkhẳng định một hiện thực. Ba phát minh sinh học nền tảng trong thế kỉ XIX làm những tiền đề căn bản chosinh học thực nghiệm thế kỉ 20 : học thuyết tế bào (1838), học thuyết tiến hóa (1859) vàhọc thuyết về gen (1865). Suốt thế kỉ XX, các nghiên cứu tập trung giải quyết vấn đề gen dẫn đến Thời đạigen, mà đỉnh cao là việc hoàn tất Bộ gen người vào năm 2003 và mở ra Thời đại sau Bộgen (Post-Genomics Era). Theo đà phát triển chung, Sinh học thế kỉ XXI sẽ tiến lên các cấp độ tổ chức cao hơnlà Sinh học của các hệ thống và tế bào. Như vậy, đối tượng trọng tâm của thế kỉ XXI sẽlà tế bào mà hoạt động của nó càng nghiên cứu càng thấy hết sức phức t ạp. Sinh học tếbào (Biology of the Cell) là môn sinh học nghiên cứu về cấu trúc và các hoạt động sốngcủa tế bào sẽ giữ vai trò trung tâm trong nghiên cứu sự sống. ngày càng quan trọng hơn.I. TẾ BÀO LÀ SÁNG TẠO CÓ GIÁ TRỊ NHẤT CỦA SỰ TIẾN HOÁ Trên thực tế, tất cả các sinh vật, kể cả con người đều có cấu tạo tế bào và là sảnphẩm của sự tiến hóa từ tế bào đầu tiên. Tư duy của bộ não người cũng là sản phẩm của10 tỉ tế bào thần kinh. Không nghi ngờ gì nữa, tế bào là một sáng tạo có giá trị nhất củasự tiến hoá. Tuy nhiên, việc nghiên cứu tế bào chưa được chú ý đúng mức và đúng tầmquan trọng vốn có của nó. 1. Sự sống bắt đầu từ tế bào a. Tế bào nguyên thủy đầu tiên (LUCA) Theo giả thuyết mới nhất, sự sống xuất hiện cách nay 3,8 tỉ năm. Tuy có nhiều ýkiến khác nhau về nguồn gốc sự sống, nhưng có một điều chắc chắn là sự sống bắt đ ầutừ một tế bào nguyên thủy đầu tiên, được gọi theo tiếng Anh là LUCA (the Last UniversalCellular Ancester). Trừ các virus, tất cả các sinh vật đều có cấu tạo tế bào. Ơ mức vi mo,tức tế bào và phân tử, biểu hiện của sự sống tất cả các sinh vật về căn bản giống nhau.Càng đi sâu nghiên cứu sinh học phân tử, càng có thêm nhiều chứng cứ về nguồn gốcchung của thế giới sinh vật. Sự thống nhất của sinh giới thể hiện ở cấu trúc tế bào. b. Con người bắt đầu từ một tế bào Bất kì sinh vật nào, dù đơn bào hay đa bào, đều bắt nguồn từ một tế bào ban đ ầu.Con người cũng không phải là một ngoại lệ. Mỗi người đều bắt đầu từ một hợp tử tạonên từ tế bào trứng của mẹ được thụ tinh bởi tinh trùng của cha (hình 1.1). . 1 Một tế bào hợp tử của người chứa 6.10 –12 g (6 phần nghìn tỉ gam) DNA là phân tử chât di truyền. Thật khó hình dung một khối vật chất nhỏ như vậy lại chứa nổi một lượng thông tin cực lớn : từ tế bào hợp tử trãi qua quá trình phân chia tạo nên cơ thể con người (khoảng 1014 tức trăm nghìn tỉ tế bào) có trí tuệ sáng tạo, mà cuộc sống có thể kéo dài thậm chí cá biệt đến hơn trăm tuổi. Hình 1.1. Tế bào trứng của người (~ 200 micrômét) với các tinh trùng bao quanh 2. Sự đa dạng sinh giới là sản phẩm từ sự tiến hóa của tế bào Cho đến nay, các nhà khoa học biết được khoảng 2 triệu loài sinh vật sống trênhành tinh chúng ta. Về mặt sinh học con người chỉ là một loài trong khối đa dạng muônmàu sắc đó. Sự đa dạng của sự sống biểu hiện ở hai mặt : đa dạng các loài và hệ thốngthứ bậc từ thấp lên cao của nhiều mức tổ chức khác nhau (Tế bào, cơ thể, quần thể, loài,quần xã (community), hệ sinh môi (ecosystems), sinh quyển). a. Cây phát sinh chủng loài Từ tế bào nguyên thủy đầu tiên, trãi qua quá trình phát triển tiến hóa dưới tác độngkhốc liệt của chọn lọc tự nhiên đã hình thành các sinh vật ngày nay như mô t ả ở cây tiếnhóa (hình 1.2).Tuy có sự đa dạng khổng lồ như trên, nhưng truy tận gốc về cấu trúc chỉ có 3 loại tế bàođại diện cho 3 siêu giới : tế bào Eubacteria, tế bào Archaea và tế bào Eukaryota. Khó hìnhdung được khả năng biến hóa khôn lường của tế bào trong tiến hóa vĩ mô dẫn đến cácsinh vật trên hành tinh chúng ta. b. Sự đa dạng các loại tế bào ngay trong từng cơ thể đa bào Trong cơ thể đa bào, quá trình phát triển cá thể từ tế bào ban đầu đã tạo nênnhiều loại tế bào, các mô và cơ quan khác nhau. Ngay một tế bào đơn cũng có thể có giớitính như tinh trùng và tế bào trứng. Ở người, tế bào hợp tử ban đầu tạo ra hơn 200 loại tếbào khác nhau tạo nên các mô và các cơ qu ...