Citologija

Citologija (grč. κύτος, kytos = šuplja, šupljina + λογία, logos = nauka, znanje, znanost, učenje) – biologija ćelije, ćelijska biologija, celularna biologija – je biološka nauka koja proučava i objašnjava životne pojave i procese na razini ćelija. Ovakva istraživanja se odvija na mikroskopskoj i molekularnoj razini i obuhvataju biohemijske, biofizičke, fiziološke, morfološke i druge osobine ćelija, njihov životni ciklus, diobe i međusobnu komunikaciju ćelija. Zbog životnih procesa koji se odvijaju na nivou ćelije, citologija danas zauzima centralno mjesto u biologiji. Ćelija je osnovna strukturna i funkcionalna jedinica svih živih bića. Ćelije mogu biti zaseban organizam kao što su jednoćelijski organizmi ili mogu biti integrisane u sisteme višeg reda, kao što su tkiva, organi i organski sistemi.

Sve se ćelije dijele na prokariote (grčki pro prije i karyon orah ili jezgra) u kojima područje koji sadrži genetski materijal, DNK, nije jasno odijeljeno od ostatka ćelije i imaju jednostavniju građu od eukariota.

Eukarioti su druga vrsta ćelija koje imaju jasno definirani odjeljak s genetskim materijalom, posjeduju velik broj organela koje imaju određene funkcije, i morfološki su složenije.

Najočiglednija razlika između prokariotske i eukariotske ćelije je postojanje unutrašnjih membrana i njihovih funkcija. Kod eukariota, dio koji sadrži genetski materijal odvojen je od ostatka ćelije membranom, dok kod prokariota taj dio nema membranu i nije jasno definiran. Membrane kod eukariota također imaju važnu ulogu u strukturi različitih organela. Organele su unutarćelijske strukture s jasno određenim funkcijama u ćeliji analogno organima koji imaju jasno određenu funkciju u tijelu. Samo ime organela (mali organ) nastalo je tako što su biolozi uvidjeli paralelu u odnosu organela prema ćeliji i organa prema tijelu.

Kada se eukariotska ćelija pogleda pomoću elektronskog mikroskopa niske rezolucije, najveće se organele mogu vidjeti u naoko bezličnoj homogenoj supstanci zvanoj citoplazmatski matriks ili citoplazma. Iako na prvi pogled bezobličan, matriks je vrlo važan za čeliju i mjesto je bitnih biohemijskih procesa. Nekoliko vidljivih promjena u ćeliji, npr. viskozitet čelije, je očigledan zahvaljujući citoplazmatskom matriksu.

Od 70 – 85% ukupne težine eukariotske ćelije čini voda, koja se u najvećem dijelu nalazi u citoplazmatskom matriksu. Dio ove vode nalazi se u slobodnom stanju i predstavlja osmotski aktivnu vodu, dok se ostatak nalazi na površini mnogih organela, bjelančevina (proteina) i drugih makromolekula i osmotski je neaktivan.

Najvjerovatnije sve ćelije imaju u svom sastavu strukture zvane mikrofilamenti, jako tanka proteinska vlakna, ne šira od 4 do 7 nanometara u promjeru, koja mogu biti ili razbacana po unutrašnjosti ćelije ili strukturno organizirana. Mikrofilamenti imaju važnu ulogu u kretanju ćelije i njenom oblikovanju i formi.

Druga vrsta vlaknastih organela koje se također nalaze u citoplazmi su mikrotubuli. Za sada se zna da imaju tri uloge u životu ćelije:

pomažu u oblikovanju
zajedno s mikrofilamentima učestvuju u njenom kretanju
učestvuju u unutarćelijskom transportu

Ove dvije grupe vlaknastih organela pripadaju velikoj mreži koja se zove citoskelet i koja za ulogu ima kretanje ćelije i njeno oblikovanje. Prokarioti nemaju visoko organizirani citoskelet.

U životu ćelije i njenom svakodnevnom funkcioniranju učestvuje velik broj organela koje se nalaze u citoplazmi: