Βιολογία κυτταρολογία και τα πάντα για το κύτταρο. Η κυτταρολογία είναι η επιστήμη που μελετά το κύτταρο. Εξαιρετικοί εγχώριοι επιστήμονες-κυτταρολόγοι
Η κυτταρολογία είναι μια επιστήμη που μελετά την κυτταρική αλληλεπίδραση και τη δομή των κυττάρων, η οποία, με τη σειρά της, είναι θεμελιώδες συστατικό κάθε ζωντανού οργανισμού. Ο ίδιος ο όρος προέρχεται από τις αρχαιοελληνικές έννοιες «κίτος» και «λόγος», που σημαίνει, αντίστοιχα, κλουβί και δόγμα.
Η εμφάνιση και η πρώιμη ανάπτυξη της επιστήμης
Η κυτταρολογία είναι ένας από έναν ολόκληρο γαλαξία επιστημών που διακλαδίστηκε από τη βιολογία στη σύγχρονη εποχή. Ο πρόδρομος της εμφάνισής του ήταν η εφεύρεση του μικροσκοπίου τον 17ο αιώνα. Ήταν παρατηρώντας τη ζωή μέσα από μια τόσο πρωτόγονη κατασκευή που ο Άγγλος ανακάλυψε για πρώτη φορά ότι τα πάντα αποτελούνται από κύτταρα και έτσι έθεσε τα θεμέλια για αυτό που μελετά η κυτταρολογία σήμερα. Δέκα χρόνια αργότερα, ένας άλλος επιστήμονας - ο Anthony Leeuwenhoek - ανακάλυψε ότι τα κύτταρα έχουν μια αυστηρά διατεταγμένη δομή και πρότυπα λειτουργίας. Του ανήκει επίσης η ανακάλυψη της ύπαρξης πυρήνων. Ταυτόχρονα, για μεγάλο χρονικό διάστημα η ιδέα του κυττάρου και η λειτουργία του παρεμποδιζόταν από την μη ικανοποιητική ποιότητα των μικροσκοπίων εκείνης της εποχής. Τα επόμενα σημαντικά βήματα έγιναν στα μέσα του 19ου αιώνα. Στη συνέχεια η τεχνική βελτιώθηκε σημαντικά, γεγονός που κατέστησε δυνατή τη δημιουργία νέων εννοιών, στις οποίες η κυτταρολογία οφείλει την εντατική της ανάπτυξη. Αυτή είναι, πρώτα απ 'όλα, η ανακάλυψη του πρωτοπλάσματος και η ανάδυση
Με βάση την εμπειρική γνώση που είχε συσσωρευτεί εκείνη την εποχή, οι βιολόγοι M. Schleiden και T. Schwann πρότειναν σχεδόν ταυτόχρονα στον επιστημονικό κόσμο την ιδέα ότι όλα τα ζωικά και φυτικά κύτταρα είναι παρόμοια μεταξύ τους και ότι κάθε τέτοιο κύτταρο από μόνο του έχει όλες τις ιδιότητες και τις λειτουργίες ενός ζωντανού οργανισμού. Αυτή η κατανόηση των πολύπλοκων μορφών ζωής στον πλανήτη είχε σημαντικό αντίκτυπο στην πορεία που ακολουθούσε η κυτταρολογία. Αυτό ισχύει και για τη σύγχρονη ανάπτυξή του.
Ανακάλυψη πρωτοπλάσματος
Το επόμενο σημαντικό επίτευγμα στο αναφερόμενο γνωστικό πεδίο ήταν η ανακάλυψη και περιγραφή των ιδιοτήτων του πρωτοπλάσματος. Είναι μια ουσία που γεμίζει τους κυτταρικούς οργανισμούς και επίσης αντιπροσωπεύει ένα μέσο για τα όργανα των κυττάρων. Αργότερα, οι γνώσεις των επιστημόνων για αυτήν την ουσία εξελίχθηκαν. Σήμερα ονομάζεται κυτταρόπλασμα.
Περαιτέρω ανάπτυξη και ανακάλυψη της γενετικής κληρονομικότητας
Στο δεύτερο μισό του XIX αιώνα, ανακαλύφθηκαν διακριτά σώματα, τα οποία περιέχονται στο Ονομάστηκαν χρωμοσώματα. Η μελέτη τους αποκάλυψε στην ανθρωπότητα τους νόμους της γενετικής συνέχειας. Η σημαντικότερη συμβολή στον τομέα αυτό έγινε στα τέλη του 19ου αιώνα από τον Αυστριακό Γκρέγκορ Μέντελ.
Η τρέχουσα κατάσταση της επιστήμης
Για τη σύγχρονη επιστημονική κοινότητα, η κυτταρολογία είναι ένας από τους σημαντικότερους κλάδους της βιολογικής γνώσης. Η ανάπτυξη της επιστημονικής μεθοδολογίας και των τεχνικών δυνατοτήτων το κατέστησαν τέτοιο. Οι μέθοδοι της σύγχρονης κυτταρολογίας χρησιμοποιούνται ευρέως στην έρευνα χρήσιμη για τους ανθρώπους, για παράδειγμα, στη μελέτη ενός καρκινικού όγκου, στην καλλιέργεια τεχνητών οργάνων, καθώς και στην αναπαραγωγή, τη γενετική, την αναπαραγωγή νέων ειδών ζώων και φυτών, κ.λπ. επί.
Τι μελετά η κυτταρολογία;
Η κυτταρολογία είναι η επιστήμη του κυττάρου. Ξεχώρισε από το περιβάλλον άλλων βιολογικών επιστημών πριν από σχεδόν 100 χρόνια. Για πρώτη φορά, γενικευμένες πληροφορίες για τη δομή των κυττάρων συλλέχθηκαν στο βιβλίο από τον J.-B. Carnoy's The Biology of the Cell, που δημοσιεύτηκε το 1884. Η σύγχρονη κυτταρολογία μελετά τη δομή των κυττάρων, τη λειτουργία τους ως στοιχειώδη ζωντανά συστήματα: μελετώνται οι λειτουργίες μεμονωμένων κυτταρικών συστατικών, οι διαδικασίες αναπαραγωγής των κυττάρων, η επισκευή τους, η προσαρμογή τους στις περιβαλλοντικές συνθήκες και πολλές άλλες διαδικασίες, οι οποίες καθιστούν δυνατή την αξιολόγηση ιδιότητες και λειτουργίες κοινές σε όλα τα κύτταρα. Η κυτταρολογία εξετάζει επίσης τα δομικά χαρακτηριστικά των εξειδικευμένων κυττάρων. Με άλλα λόγια, η σύγχρονη κυτταρολογία είναι κυτταρική φυσιολογία. Η κυτταρολογία συνδέεται στενά με τα επιστημονικά και μεθοδολογικά επιτεύγματα της βιοχημείας, της βιοφυσικής, της μοριακής βιολογίας και της γενετικής. Αυτό χρησίμευσε ως βάση για μια εις βάθος μελέτη του κυττάρου ήδη από τη σκοπιά αυτών των επιστημών και την εμφάνιση μιας ορισμένης συνθετικής επιστήμης του κυττάρου - κυτταρική βιολογία, ή κυτταρική βιολογία. Προς το παρόν, οι όροι κυτταρολογία και κυτταρική βιολογία συμπίπτουν, αφού το αντικείμενο μελέτης τους είναι το κύτταρο με τα δικά του πρότυπα οργάνωσης και λειτουργίας. Ο κλάδος "Κυτταρική Βιολογία" αναφέρεται στις θεμελιώδεις ενότητες της βιολογίας, επειδή εξερευνά και περιγράφει τη μοναδική μονάδα όλης της ζωής στη Γη - το κύτταρο.
Η ιδέα ότι οι οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα.
Μια μακρά και στενή μελέτη του κυττάρου αυτού καθαυτού οδήγησε στη διατύπωση μιας σημαντικής θεωρητικής γενίκευσης γενικής βιολογικής σημασίας, δηλαδή, στην εμφάνιση της κυτταρικής θεωρίας. Τον 17ο αιώνα Ο Ρόμπερτ Χουκ, ένας φυσικός και βιολόγος με μεγάλη εφευρετικότητα, δημιούργησε το μικροσκόπιο. Εξετάζοντας ένα λεπτό τμήμα φελλού κάτω από το μικροσκόπιό του, ο Χουκ διαπίστωσε ότι αποτελούνταν από μικροσκοπικά κενά κύτταρα που χωρίζονται από λεπτά τοιχώματα, τα οποία, όπως γνωρίζουμε τώρα, αποτελούνται από κυτταρίνη. Ονόμασε αυτά τα μικρά κύτταρα κύτταρα. Αργότερα, όταν άλλοι βιολόγοι άρχισαν να εξετάζουν φυτικούς ιστούς με μικροσκόπιο, αποδείχθηκε ότι τα μικρά κύτταρα που βρήκε ο Χουκ σε έναν νεκρό αποξηραμένο φελλό βρίσκονται επίσης σε ζωντανούς φυτικούς ιστούς, αλλά δεν είναι άδειοι, αλλά το καθένα περιέχει ένα μικρό ζελατινώδες σώμα. . Αφού οι ζωικοί ιστοί υποβλήθηκαν σε μικροσκοπική εξέταση, διαπιστώθηκε ότι αποτελούνται επίσης από μικρά ζελατινώδη σώματα, αλλά ότι αυτά τα σώματα σπάνια χωρίζονται μεταξύ τους με τοιχώματα. Ως αποτέλεσμα όλων αυτών των μελετών, το 1939, οι Schleiden και Schwann διατύπωσαν ανεξάρτητα την κυτταρική θεωρία, η οποία δηλώνει ότι τα κύτταρα είναι οι στοιχειώδεις μονάδες από τις οποίες τελικά χτίζονται όλα τα φυτά και όλα τα ζώα. Για κάποιο διάστημα, η διπλή σημασία της λέξης κύτταρο εξακολουθούσε να προκαλεί κάποιες παρεξηγήσεις, αλλά στη συνέχεια εδραιώθηκε σταθερά σε αυτά τα μικρά σώματα που μοιάζουν με ζελέ.
Στο μάθημα, θα μάθουμε την ιστορία της εμφάνισης της κυτταρολογίας, θα θυμηθούμε την έννοια του κυττάρου και θα εξετάσουμε τη συμβολή διάφοροι επιστήμονες στην ανάπτυξη της κυτταρολογίας.
Όλα τα ζωντανά πλάσματα, με εξαίρεση τις vi-ru-κουκουβάγιες, αποτελούνται από κύτταρα. Αλλά για τους επιστήμονες του παρελθόντος, η κυτταρική δομή των ζωντανών or-ga-niz-ms δεν ήταν τόσο προφανής όσο ήταν για εσάς και για μένα. Επιστήμη, μελετώντας το κελί-ku, κυτολογία, sfor-mi-ro-va-las μόλις στα μέσα του 19ου αιώνα. Χωρίς να γνωρίζουμε από πού προέρχεται η ζωή, ποια είναι η ενότητά της, μέχρι το Middle-ne-ve-ko-vya υπήρχαν θεωρίες για, για παράδειγμα, ότι οι βάτραχοι pro-is-ho-dy από τη βρωμιά, και Τα ποντίκια γεννιούνται με βρώμικα εσώρουχα (Εικ. 2).
Ρύζι. 2. Θεωρίες του Μεσαίωνα ()
Το “Dirty Lin of Middle-world-science” ήταν το πρώτο “time-to-sew” το 1665. bert Hooke (Εικ. 3).
Ρύζι. 3. Ρόμπερτ Χουκ ()
Για πρώτη φορά, κοίταξε και περιέγραψε τα κελύφη των αναπτυσσόμενων κυττάρων. Και ήδη το 1674, ο Ολλανδός συνάδελφός του An-to-ni van Lee-wen-hoek (Εικ. 4) για πρώτη φορά κοίταξε κάτω από το self-del-miik -ro-sko-pom κάποιου απλού και ξεχωριστού ζώου κύτταρα, όπως το erit-ro-qi-you και το sper-ma-to-zo-i -dy.
Ρύζι. 4. Anthony van Leeuwenhoek ()
Is-sle-before-va-nia Le-ven-gu-ka-ka-za-lis-with-men-ni-kam on-so-fan-ta-sti-che-ski-mi που το 1676 το έτος του London-Don Ko-ro-left-society, όπου από-sy-lal re-zul-ta-you της έρευνάς του-to-va-ny, πολύ δυνατός σε αυτά για-με-με-ουά -αμερικάνικη έλαφος. Η ύπαρξη του one-but-kle-toch-nyh or-ga-niz-ms και των κυττάρων του αίματος, για παράδειγμα, δεν ταιριάζει στο πλαίσιο αυτής της παλιάς επιστήμης.
Για να κατανοηθούν τα αποτελέσματα της εργασίας του Ολλανδού επιστήμονα, χρειάστηκαν αρκετοί αιώνες. Μόνο στα μέσα του XIX αιώνα. Ο γερμανός επιστήμονας Theodor Schwann, με βάση το έργο του συναδέλφου του Ma-tti-a-sa Schlei-de-na (Εικ. 5), το sfor-mu-li-ro-shaft είναι η βάση του new-lo-same- της ακριβούς θεωρίας, την οποία εξακολουθούμε να χρησιμοποιούμε μέχρι σήμερα.
Ρύζι. 5. Theodor Schwann και Matthias Schleiden ()
Schwann do-ka-zal ότι τα κύτταρα των φυλών και των ζώων έχουν μια κοινή αρχή δομής, επειδή σχηματίζουν το ίδιο on-to-you spo-so-bom. όλα τα κύτταρα είναι sa-mo-sto-i-tel-na, και οποιοσδήποτε ορ-γα-νισμός είναι ένας συνδυασμός life-not-de-i-tel-no-sti από ομάδες κυττάρων del-ny (Εικ. 6 ).
Ρύζι. 6. Ερυθρά αιμοσφαίρια, διαίρεση κυττάρων, μόριο DNA ()
Περαιτέρω μελέτες επιστημονικών θέσεων-είτε-είτε sfor-mu-είτε-ro-vat basics-new-states-of-the-time -noy kle-toch-noy theory:
- Το κλουβί είναι μια καθολική δομική μονάδα ζωής.
- Τα κύτταρα πολλαπλασιάζονται με de-le-tion (κελί από κελί).
- Τα κελιά αποθηκεύονται, re-re-ra-ba-you-va-yut, re-a-li-zu-yut και re-da-yut on-the-sequence-in-form-ma -tion.
- Ένα κύτταρο είναι ένα sa-mo-hunded-I-tel-naya bio-si-ste-ma, from-ra-zha-yu-shchaya opre-de-len-ny δομικό επίπεδο του or-ga-ni-za- tion live ma-te-rii.
- Πολύ-καθαρή-ακριβής or-ga-bottom-είμαστε ένα σύμπλεγμα συστημάτων ενδο-και-με-δράσης-συμπίεσης διαφόρων κυττάρων, που παρέχουν chi-va-yu-shchy or-ga-bottom-mu ανάπτυξη, ανάπτυξη , ανταλλαγή ουσιών και ενέργειας.
- Τα κύτταρα όλων των or-ga-niz-mov είναι παρόμοια μεταξύ τους όσον αφορά τη δομή, το chi-mi-che-sko-mu συν-εκατό και τις λειτουργίες.
Κύτταρα μέσω του τσαγιού-αλλά μια φορά-αλλά-περίπου-φορές. Μπορούν να διαφέρουν ως προς τη δομή, τη μορφή και τη λειτουργία (Εικ. 7).
Ρύζι. 7. Ποικιλομορφία κυττάρων ()
Ανάμεσά τους υπάρχουν ελεύθερα αλλά ζωντανά κύτταρα, μερικά από αυτά συμπεριφέρονται σαν άτομα πληθυσμών και ειδών, σαν self-sto-I-tel-nye- ha-bottom-we. Η ζωή τους δεν εξαρτάται μόνο από το πόσο ρα-μπο-τα-γιούτ μέσα-ρι-κλε-ακριβείς δομές-tu-ry, or-ha -αλλά-και-dy. Οι ίδιοι πρέπει να πάρουν το δικό τους φαγητό, να κυκλοφορούν στο περιβάλλον, να πολλαπλασιάζονται, δηλαδή να ενεργούν σαν μικρά, αλλά αρκετά αξιόλογα άτομα. Υπάρχουν πολλά τέτοια free-to-lu-bi-out one-but-kle-toch-nyh. Εισέρχονται σε όλα τα βασίλεια της κυτταρικής ζωντανής φύσης και on-se-la-yut σε όλα τα περιβάλλοντα ζωής στον πλανήτη μας. Σε ένα πολύ-cle-ακριβές ή-ga-bottom-me, ένα κύτταρο είναι-λα-είναι-ένα μέρος του, οι ιστοί και η ορ-χα σχηματίζονται από τα κύτταρα -εμάς.
Τα μεγέθη των κυττάρων μπορεί να είναι πολύ διαφορετικά - από ένα de-xia-αυτό το mik-ro-on και έως και 15 san-ti-meters - αυτό είναι το μέγεθος του αυγού άχυρου-y-sa, που αντιπροσωπεύει ένα κελί-ku, και το βάρος αυτού του κυττάρου-κι είναι μισό-προ-ρα κι-λο-γραμμά-μα. Και αυτό δεν είναι το όριο: τα αυγά di-no-zav-ditch, για παράδειγμα, θα μπορούσαν να φτάσουν σε μήκος έως και 45 san-ti-meters (Εικ. 8) .
Ρύζι. 8. Αυγό δεινοσαύρου ()
Συνήθως, σε πολλά-κελιά-ακριβή ή-ga-niz-movs, διαφορετικά κύτταρα εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες. Κύτταρα, παρόμοιας δομής, διατεταγμένα το ένα δίπλα στο άλλο, ενωμένα με διακυτταρική ουσία και προσημάδι -chennye για την εκτέλεση ορισμένων λειτουργιών στο or-ga-bottom, σχηματίζουν ιστούς (Εικ. 9).
Ρύζι. 9. Σχηματισμός ιστού ()
Η ζωή ενός πολύ-κλε-τοχ-νο-γκο ή-γκα-νιζ-μα για-βε-κάθεται στο πώς-έτσι-συν-σύζυγος-αλλά-ρα-μπο-τα-γιούτ κύτταρα εισέρχονται στο dya-schee του σύνθεση. Ως εκ τούτου, τα κύτταρα δεν συν-ku-ri-ru-yut μεταξύ τους, σε-έναντι, συνεργασία και ειδική-α-λι-ζα-τιον των λειτουργιών τους pos-in-la-et ή-ga-bottom -μου ζεις σε εκείνα τα si-tu-a-qi-yah, σε κάποια κελιά μιας νύχτας που δεν-ζεις-va-ut. Σε σύνθετα πολλά-kle-toch-nyh or-ga-niz-mov - φυλές, ζώα και άνθρωποι-lo-ve-ka - κύτταρα-κι ή-γκα-νι- zo-va-ny σε υφάσματα, υφάσματα - σε οργαν -ga-ny, org-ga-ny - in si-ste-we org-new. Και καθένα από αυτά τα συστήματα λειτουργεί για να παρέχει την ύπαρξη ολόκληρου του or-ga-niz-mu.
Παρά τα διαφορετικά σχήματα και μεγέθη, τα κύτταρα διαφορετικών τύπων είναι παρόμοια μεταξύ τους. Τέτοιες διεργασίες όπως η αναπνοή, η βιοσύνθεση, ο μεταβολισμός, συνεχίζονται στα κύτταρα ανεξάρτητα από το αν είναι ένα -no-kle-toch-ny-mi ή-ga-niz-ma-mi ή αποτελούν μέρος του many-kle-toch- χωρίς ουσία. Κάθε κύτταρο καταπίνει τροφή, αντλεί ενέργεια από αυτό, πλάσματα, υπό-der-zhi-va-et in-hundred-yan-stvo του δικού του chi-mi-che-so-hundred-va και re-pro-from-in -η ίδια, δηλαδή, πραγματοποιεί όλες τις διαδικασίες, από κάποιον εξαρτάται από τη ζωή της.
Όλο αυτό το pos-vo-la-et ras-smat-ri-vat το κύτταρο ως ειδική μονάδα ζωντανού ma-ter-rii, ως στοιχείο-men-tar-living system (Εικ. 10).
Ρύζι. 10. Σχηματικό σχέδιο κελιού ()
Όλα τα ζωντανά πλάσματα, από το in-fu-zo-rii μέχρι έναν ελέφαντα ή μια φάλαινα, sa-mo-go large-no-go σε αυτή την καθημερινή μέρα-to-pi-ta-yu- περισσότερα, έτσι-εκατό -γιατ από κελιά. Η μόνη διαφορά είναι ότι τα in-fu-zo-rii είναι sa-mo-hundred-I-tel-nye bio-si-ste-we, που αποτελούνται από εκατό-I-s από ένα κύτταρο, και τα κύτταρα της φάλαινας είναι or-ga-ni-zo-va-ny και vza-and-mo-connected-for- us ως μέρη ενός big-sho-go 190-ton-no-th συνόλου. Η σύνθεση ολόκληρου του or-ga-niz-ma είναι for-vi-sit για το πώς λειτουργούν τα μέρη του, δηλαδή τα κύτταρα.
Βιβλιογραφία
- Mamontov S.G., Zakharov V.B., Agafonova I.B., Sonin N.I. Βιολογία. Γενικά μοτίβα. - Bustard, 2009.
- Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Chernova N.M. Βασικές αρχές Γενικής Βιολογίας. 9η τάξη: Ένα εγχειρίδιο για μαθητές στα εκπαιδευτικά ιδρύματα της 9ης τάξης / Εκδ. καθ. ΣΕ. Πονομάρεβα. - 2η έκδ., αναθεωρημένη. - M.: Ventana-Graf, 2005
- Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Βιολογία. An Introduction to General Biology and Ecology: A 9th Grade Textbook, 3rd ed., stereotype. - M.: Bustard, 2002.
- Krugosvet.ru ().
- Uznaem-kak.ru ().
- Mewo.ru ().
Εργασία για το σπίτι
- Τι μελετά η κυτταρολογία;
- Ποιες είναι οι κύριες διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας;
- Πώς διαφέρουν τα κύτταρα;
Διάλεξη1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Planlections
1. Αντικείμενο, στόχοι και στόχοι του μαθήματος. Η θέση της κυτταρολογίας στο σύστημα των βιολογικών επιστημών.
2. Η ιστορία της ανακάλυψης του κυττάρου.
3. Θεωρία προέλευσηςσακοκύτταρα από τον K. Wolf.
4. Κυτταρική δομή ζωικών ιστών.
5. Οι πρώτες περιγραφές των περιεχομένων του κελιού.
Αντικείμενο, στόχοι και στόχοι του μαθήματος. Η θέση της κυτταρολογίας στο σύστημα της βιολογικής
επιστήμες. Κυτταρολογία είναι η επιστήμη της ανάπτυξης, της δομής και της δραστηριότητας των κυττάρων. Από αυτή την άποψη, η κυτταρολογία, χωρίς υπερβολές, κατέχει βασική θέση στη βιολογία, αφού όλες οι λειτουργίες του σώματος βασίζονται σε διαδικασίες που συμβαίνουν σε κυτταρικό επίπεδο. Η κυτταρολογία είναι ένας πολύπλοκος βιολογικός κλάδος που μελετά διάφορες πτυχές της μελέτης του κυττάρου.
Ο ακαδημαϊκός A. A. Zavarzin, ένας εξελικτικός βιολόγος, έγραψε ότι δύο έννοιες συνδυάζονται στον όρο «κύτταρο»: «Όταν μιλάνε για ένα κύτταρο γενικά, εννοούν τη στοιχειώδη οργάνωση της ζωντανής ύλης, έξω από την οποία δεν υπάρχει διαδικασία ζωής. όταν μιλούν για ένα συγκεκριμένο κύτταρο, για παράδειγμα, ένα νευρικό ή μυϊκό, εννοούν όχι μόνο την κυτταρική χωρικότητα με όλες τις γενικές του ιδιότητες, αλλά και την εντελώς συγκεκριμένη μορφή του: έναν νευρώνα ή έναν μυϊκό άξονα.
Ο Claude Bernard όρισε το κύτταρο ως «ο πρώτος εκπρόσωπος της ζωής». Rudolf Virchow - ως «το τελευταίο μορφολογικό στοιχείο όλων των ζωντανών πραγμάτων».
Ο V. Ya. Alexandrov πίστευε ότι «ένα κύτταρο είναι ένα στοιχειώδες ζωντανό σύστημα, που αποτελείται από δύο μέρη - το κυτταρόπλασμα και τον πυρήνα - και το οποίο είναι η βάση της δομής, της ανάπτυξης και της ζωής όλων των ζωικών και φυτικών οργανισμών».
Επομένως, ένα κύτταρο είναι μια στοιχειώδης αυτοαναπαραγόμενη μονάδα δομής και λειτουργίας όλων των ζωντανών όντων. Η κυτταρική οργάνωση είναι εγγενής τόσο στους μονοκύτταρους μικροοργανισμούς όσο και στα πολυκύτταρα μακροαντικείμενα. Παρά τις διαφορές μεταξύ μεμονωμένων κυττάρων, σε καθένα από τα
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
μπορούν να χωριστούν σε τέσσερα κύρια δομικά και λειτουργικά υποσυστήματα (Εικ. 1.1):
1. Όλα τα κύτταρα περιβάλλονται από επίπεδες μεμβράνες δύο στρωμάτων, η δομική βάση των οποίων είναι αμφίφιλα λιπιδικά μόρια. διάφορες πρωτεΐνες «ενσωματώνονται» σε τέτοιες μεμβράνες, οι οποίες καθορίζουν τα χαρακτηριστικά της λειτουργίας τους.
2. Οι κληρονομικές πληροφορίες σε όλα τα κύτταρα αποθηκεύονται με τη μορφή ενός μορίου DNA διπλής έλικας, όπου είναι γραμμένο με τη μορφή ενός γραμμικού κειμένου τριπλών κωδικονίων, που αποτελείται από τέσσερις τύπους δεοξυριβονουκλεοτιδίων: A, T, G, C.
3. Όλα τα κύτταρα έχουν μια θεμελιωδώς παρόμοια συσκευή για τη βιοσύνθεση πρωτεϊνών, στην οποία το RNA παίζει κεντρικό ρόλο.
4. Όλα τα κύτταρα χαρακτηρίζονται από την ύπαρξη ενός άλλου υποσυστήματος - μιας μεμβράνης κυτταροπλάσματος περιορισμένης με ένζυμα εντοπισμένα σε αυτήν.
mi .
Ρύζι. 1.1. Τα κύρια δομικά και λειτουργικά υποσυστήματα του κυττάρου
Η σχέση μεταξύ του οργανισμού και του κυττάρου σε διαφορετικά επίπεδα οργάνωσης της ζωντανής ύλης αλλάζει σημαντικά. Στα βακτήρια και στα πρωτόζωα, ο οργανισμός είναι ταυτόχρονα κύτταρο. σε έναν πολυκύτταρο ολόκληρο οργανισμό, η ανάπτυξη και η ζωτική δραστηριότητα των κυττάρων ρυθμίζονται από ένα σύστημα μηχανισμών ολοκλήρωσης. Επομένως, ένα από τα πιο σημαντικά καθήκοντα της κυτταρολογίας είναι να μελετήσει τις μεθόδους της ρυθμιστικής επίδρασης ενός μακροοργανισμού στα κύτταρα των ιστών.
Σύμφωνα με τον A. A. Zavarzin, το τρέχον στάδιο στην ανάπτυξη της βιολογίας χαρακτηρίζεται τόσο από την εμβάθυνση της διαφοροποίησης των επιστημών όσο και από τη σύνθεσή τους με βάση μια ολοκληρωμένη ανάλυση των καθολικών προτύπων οργάνωσης των βιολογικών συστημάτων.
Αυτή η τάση είναι ιδιαίτερα εμφανής στην ανάπτυξη των επιστημών σχετικά με το κυτταρικό επίπεδο οργάνωσης της ζωντανής ύλης. Επομένως, είναι σημαντικό να καθοριστεί ο ρόλος του καθενός
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
επιστήμη στην αναδυόμενη προσέγγιση του συνθετικού συστήματος για τη μελέτη των διαδικασιών που συμβαίνουν στο εξεταζόμενο επίπεδο οργάνωσης. Η γενική κυτταρολογία είναι η επιστήμη του κυττάρου, η επιστήμη του κυτταρικού επιπέδου οργάνωσης της ζωντανής ύλης. Το αντικείμενο των γενικών κυτταρολογικών μελετών είναι συγκεκριμένοι τύποι κυττάρων (κύτταρα προ- και ευκαρυωτικών, κύτταρα ζωικών και φυτικών μονοκύτταρων και πολυκύτταρων οργανισμών και εντός των τελευταίων - κύτταρα διαφόρων τομέων εξειδίκευσης). Αυτά τα ίδια αντικείμενα βρίσκονται στο επίκεντρο επιστημών όπως η ιδιωτική κυτταρολογία, η ιστολογία, η εμβρυολογία, η μικροβιολογία, η φυσιολογία κ.λπ. Αλλά ακόμη και σε αυτές τις επιστήμες, δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στα ειδικά χαρακτηριστικά αυτού του κυτταρικού τύπου. Στη γενική κυτταρολογία, κατά τη μελέτη συγκεκριμένων τύπων κυττάρων, ο στόχος είναι να διευκρινιστούν τα γενικά πρότυπα οργάνωσης των κυτταρικών δομών και των ενδοκυτταρικών διεργασιών που είναι καθολικά για όλα τα κύτταρα, καθώς και τα γενικά πρότυπα οργάνωσης των ρυθμιστικών ενοποιητικών μηχανισμών του συνόλου. κύτταρο.
Παρά τους διαφορετικούς τελικούς στόχους των ειδικών επιστημών και της γενικής κυτταρολογίας, συνδέονται στενά. Από τη μία πλευρά, για να κατανοήσουμε τα γενικά πρότυπα οργάνωσης των κυττάρων, είναι απαραίτητο να διευκρινιστούν οι συγκεκριμένες εκδηλώσεις αυτών των μοτίβων, δηλαδή ολόκληρο το φάσμα των γενικών χαρακτηριστικών που χαρακτηρίζουν συγκεκριμένες κυτταρικές ποικιλίες. Από την άλλη πλευρά, η πλήρης αποσαφήνιση των ειδικών χαρακτηριστικών ενός συγκεκριμένου τύπου κυττάρου απαιτεί γνώση αυτών των γενικών μηχανισμών βάσει των οποίων εμφανίζεται αυτό ή εκείνο το συγκεκριμένο χαρακτηριστικό.
Στην οργάνωση οποιουδήποτε κυττάρου διακρίνονται τα ακόλουθα επίπεδα:
μοριακός;
υπερμοριακή;
οργανοειδές?
υποσύστημα?
συστήματος.
Τα κατώτερα επίπεδα οργάνωσης των κυττάρων είναι το επίκεντρο επιστημών όπως η οργανική χημεία, η βιοχημεία και η μοριακή βιολογία. Σε επίπεδο οργανοειδών, υποσυστημάτων και συστημάτων, οι κυτταρολογικές επιστήμες είναι ήδη κυρίαρχες. Στην ανάλυση των κυτταρικών δομών, χρησιμοποιούνται ευρέως βιοχημικές και μοριακές βιολογικές μέθοδοι. Εξαιτίας αυτού, τα ενδιαφέροντα των κυτταρολόγων, βιοχημικών, βιοφυσικών, φυσιολόγων, μοριακών βιολόγων και γενετιστών συμπίπτουν σε πολλές περιπτώσεις. Χαρακτηριστικό της γενικής κυτταρολογίας είναι η στενή της σχέση με τις επιστήμες που μελετούν τους μηχανισμούς οργάνωσης της ζωντανής ύλης στα κατώτερα επίπεδά της. Η βαθιά γνώση των κανονικοτήτων των μοριακών και υπερμοριακών επιπέδων οργάνωσης είναι απαραίτητη για τους κυτταρολόγους για να αναλύσουν με επιτυχία τα υψηλότερα επίπεδα κυτταρικής οργάνωσης. Η προοδευτική ανάπτυξη της κυτταρολογίας οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στην εισαγωγή στην πράξη ορισμένων θεμελιωδώς νέων μεθόδων που είχαν σημαντικό αντίκτυπο στην ανάπτυξη των κύριων προβλημάτων της.
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Η ιστορία της ανακάλυψης του κυττάρου.Η ανάπτυξη της θεωρίας του κυττάρου είναι στενά συνδεδεμένη με την εφεύρεση του μικροσκοπίου (από το ελληνικό "μικρο" - μικρό, "scopeo" - εξετάζω). Το πρώτο μικροσκόπιο σχεδιάστηκε το 1610 από τον Galileo και ήταν ένας συνδυασμός φακών σε μολύβδινο σωλήνα.
Για πρώτη φορά το μικροσκόπιο χρησιμοποιήθηκε από τον R. Hooke. Το 1665, περιέγραψε για πρώτη φορά την κυτταρική δομή του φελλού, των μίσχων κ.λπ. και εισήγαγε τον όρο «κύτταρο». Ο R. Hooke έκανε την πρώτη προσπάθεια να μετρήσει τον αριθμό των κυττάρων σε έναν ορισμένο όγκο φελλού. Πρώτον, διατύπωσε την ιδέα ενός κελιού ως κελιού, εντελώς κλειστό από όλες τις πλευρές. Δεύτερον, ο R. Hooke καθιέρωσε το γεγονός της ευρείας κατανομής της κυτταρικής δομής των φυτικών ιστών.
Αυτά τα δύο κύρια συμπεράσματα καθόρισαν την κατεύθυνση της περαιτέρω έρευνας σε αυτόν τον τομέα.
Το 1671–1679 Ο Ιταλός Marcello Malpighi έδωσε την πρώτη συστηματική περιγραφή της μικροδομής των οργάνων των φυτών, η οποία σηματοδότησε την αρχή της ανατομίας των φυτών.
Το 1671–1682 Ο Άγγλος Nehemiah Grew περιέγραψε επίσης τις μικροδομές των φυτών με μεγάλη λεπτομέρεια. εισήγαγε τον όρο «ιστός» για να αναφερθεί στην έννοια μιας συλλογής «κυστιδίων» ή «σάκων».
Και οι δύο αυτοί ερευνητές (εργάστηκαν ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο) έδωσαν εκπληκτικά ακριβείς περιγραφές και σχέδια (Εικ. 1.2). Στο ίδιο συμπέρασμα κατέληξαν σχετικά με τη γενικότητα της κατασκευής φυτικού ιστού από κυστίδια.
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Ρύζι. 1.2. Σχέδια του M. Malpighi τομών διαφόρων φυτικών ιστών (Από το βιβλίο "Plant Anatomy", 1679)
Μετά τις μελέτες των R. Hooke, M. Malpighi και N. Grew, η ύπαρξη κυττάρων-κυττάρων στους φυτικούς ιστούς ήταν αναμφισβήτητη. Τα κύτταρα αναφέρθηκαν από διάφορους συγγραφείς, αλλά δεν τους δόθηκε η δέουσα σημασία και θεωρήθηκαν ως μία από τις δομές που βρέθηκαν κατά τη μελέτη των φυτικών ιστών στο μικροσκόπιο. Εξετάζοντας και περιγράφοντας κύτταρα, ερευνητές των αρχών του 18ου αιώνα. δεν έθεσε το ζήτημα της εμφάνισής τους.
Η θεωρία της προέλευσης των κυττάρων του σάκου από τον K. Wolf. Το 1759, το
Ο ακαδημαϊκός Terburg Kaspar Friedrich Wolf δημιούργησε την πρώτη θεωρία σχηματισμού κυττάρων σε φυτικούς ιστούς. Ο Wolf μελέτησε την εμβρυϊκή ανάπτυξη των οργανισμών. Μίλησε για το κύτταρο σε σχέση με τα φαινόμενα ανάπτυξης ή κατανομής της ύλης στον οργανισμό. Πίστευε ότι τα νεαρά φυτικά όργανα αποτελούνται από μια ομοιογενή, παχύρρευστη ή ζελατινώδη μάζα. Η ανάπτυξή τους γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε σταγόνες υγρής ουσίας να πέφτουν έξω από τα παλαιότερα μέρη τους, το οριακό στρώμα της οποίας πυκνώνει και η σταγόνα μετατρέπεται σε κύτταρο-κύτταρο. Εάν μια σταγόνα κινείται αργά στην κύρια παχύρρευστη ουσία, τότε τα τοιχώματά της έχουν χρόνο να σκληρύνουν, οπότε εμφανίζεται ένα σωλήνα-αγγείο. Καθώς όλο και περισσότερες σταγόνες μετακινούνται ανάμεσα σε αυτές που έχουν ήδη προκύψει, δημιουργείται η συνηθισμένη φυσαλιδώδης δομή του φυτικού ιστού. Ο Wolf πίστευε ότι τα κύτταρα δεν σχηματίζουν αγγεία, αλλά τα αγγεία σχηματίζουν κύτταρα.
Κυτταρική δομή ζωικών ιστών. Η μελέτη του ζωικού κυττάρου έμεινε πολύ πίσω. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα ζωικά κύτταρα είναι πολύ πιο δύσκολο να τα δει κανείς στο μικροσκόπιο, καθώς είναι πολύ μικρότερα από ένα φυτικό κύτταρο και δεν έχουν τόσο σαφώς καθορισμένα όρια.
Το 1676-1719 Ο Anton van Leeuwenhoek ανακάλυψε τον κόσμο των μικροσκοπικών ζώων, περιέγραψε για πρώτη φορά τα ερυθρά αιμοσφαίρια και τα σπερματοζωάρια.
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Το 1781, ο Felix Fontana ήταν ο πρώτος που είδε και σχεδίασε ζωικά κύτταρα με πυρήνες (Εικ. 1.3).
Ρύζι. 1.3. Σχέδια του Felix Fontan που δείχνουν ένα κομμένο κομμάτι δέρματος χελιού (αριστερά) και δύο αιμοσφαίρια (δεξιά), 1787
Έτσι, στους XVII-XVIII αιώνες. η κυτταρική δομή έχει περιγραφεί από μεμονωμένους επιστήμονες περισσότερες από μία φορές. Έχει συσσωρευτεί σημαντικό τεκμηριωμένο υλικό όσον αφορά τους φυτικούς ιστούς. Ωστόσο, η κυτταρική δομή
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
δεν έδιναν καμία θεμελιώδη σημασία στη νια. Το κελί ως στοιχειώδης ζωντανή μονάδα δεν έχει ακόμη θεωρηθεί από κανέναν. Η μόνη προσπάθεια κατανόησης της προέλευσης του κυττάρου ήταν η θεωρία του Wolf.
Σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της κυτταρικής επιστήμης έπαιξε η έρευνα του Γάλλου βοτανολόγου Brissot de Mirbel. Το 1801, ο Mirbel ξεκίνησε τη συγκριτική μελέτη των φυτικών κυττάρων. Ωστόσο, υπερασπίστηκε την ίδια άποψη για τη φύση των κυττάρων ως κυστίδια που χωρίζονται από ένα κοινό τοίχωμα. Πολλοί Γερμανοί ερευνητές αντιτάχθηκαν σε αυτήν την άποψη. Αυτό το θέμα τράβηξε τόσο πολύ την προσοχή που η Ακαδημία του Γκέτινγκεν το 1804 ανακοίνωσε ένα χρηματικό έπαθλο για την επίλυσή του. Το βραβείο αυτό μοιράστηκε μεταξύ των βοτανολόγων G. Link και K. Rudolfi. Έλυσαν το ζήτημα της φύσης των κυττάρων. Καταλήξαμε στο συμπέρασμα για την απομόνωση των κυττάρων και την παρουσία των δικών τους μεμβρανών που τα περιβάλλουν από όλες τις πλευρές. Στο ίδιο συμπέρασμα κατέληξε και ο Λ.Χ. Treviranus.
Το 1812, ο I. Moldengauer απέδειξε τελικά την ατομικότητα των κυττάρων απομονώνοντάς τα. Έδειξε ότι κάθε ένα από τα κελιά έχει το δικό του κέλυφος.
Ο Link πέτυχε την πλήρη απομόνωση των κυττάρων από τους ιστούς βράζοντάς τους για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Δημιουργήθηκε μια νέα έννοια του κυττάρου. Διατυπώθηκε με μεγαλύτερη σαφήνεια το 1830 από τον Franz Meyen. Έγραψε την πρώτη περίληψη της ανατομίας των φυτών και διατύπωσε την έννοια του κυττάρου. «Το κύτταρο ενός φυτικού οργανισμού είναι ένας χώρος που περικλείεται πλήρως από μια βλαστική μεμβράνη».
Αυτή η περίοδος είναι η περίοδος συλλογής υλικού, η συσσώρευση πολυάριθμων πληροφοριών για την καλύτερη δομή των φυτών.
Οι πρώτες πληροφορίες για το ζωικό κύτταρο ελήφθησαν από τους Leeuwenhoek και Fontana. Ήταν δύσκολο να μελετηθούν τα ζωικά κύτταρα, καθώς η τεχνική εκείνης της εποχής δεν επέτρεπε τη λήψη λεπτών τομών μέσω των μαλακών ιστών των ζώων, η μέθοδος στερέωσης και συμπίεσης των οργάνων δεν ήταν γνωστή, τα ζωικά κύτταρα είναι σχετικά πολύ μικρά και τα όρια των τα κύτταρα είναι πολύ ασαφή.
Δεν είναι τυχαίο ότι τα ζωικά κύτταρα δεν ανακαλύφθηκαν και μελετήθηκαν αμέσως. Ο Henri Milne-Edwards είχε καλό μικροσκόπιο, αλλά ετοίμασε παρασκευάσματα συνθλίβοντας ιστό ανάμεσα σε δύο ποτήρια, εξαιτίας αυτού, μαζί με πραγματικά κύτταρα, απεικόνιζε σταγονίδια λίπους, μεμονωμένα δηλητήρια στα σχέδια.
ρα κ.λπ., παίρνοντάς τα για κελιά.
Ο Henri Dutrochet περιέγραψε έναν αριθμό κυττάρων από ζωικούς ιστούς.
Το 1830–1845 Ο Jan Purkyņa και οι μαθητές του βελτίωσαν τη μικροσκοπική τεχνική και περιέγραψαν σωστά τα κύτταρα σε πολλά όργανα ζώων. Σε όλους τους ιστούς βρήκαν κύτταρα, αλλά τα ονόμασαν κόκκους ή μπάλες. Ανακάλυψαν το βλεφαροφόρο επιθήλιο και περιέγραψαν την κίνηση των βλεφαρίδων. Μελέτησαν τα νευρικά κύτταρα και έδωσαν τα σχέδιά τους (Εικ. 1.4).
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Ρύζι. 1.4. Σχέδια του J. Purkins που απεικονίζουν τους «κόκκους» (κύτταρα) που αποτελούν τους ιστούς των ζωικών οργάνων
Οι πρώτες περιγραφές των περιεχομένων του κελιού. Στα τέλη του 18ου αιώνα, το 1774, ο Βο-
Η Naventura Corti είδε και περιέγραψε την ενεργό κίνηση του υγρού περιεχομένου
V φυτικό κύτταρο.
ΣΕ Τα πρωτοπλασματικά ρεύματα του 1811 μελετήθηκαν λεπτομερέστερα
Treviranus.
Στο περιεχόμενο των κυττάρων βρέθηκε παρουσία βλέννας, κολλώδους ουσιών, ζάχαρης, κόκκων χλωροφύλλης, διάφορων κρυστάλλων, κόκκων αμύλου κ.λπ.
Ο Kurt Sprengel μεγάλος |
προσοχή |
|
έδωσε κόκκους αμύλου, πιστεύοντας ότι από αυτούς |
||
τα κύτταρα σχηματίζονται από οίδημα. Αυτός ο τύπος |
||
η πρόταση δεν ήταν επιτυχής και ήταν εντελώς |
||
διαψεύστηκε. |
||
Ο κυτταρικός πυρήνας έχει βρεθεί. Πρώτα |
||
το 1830 περιγράφηκε από τον Purkinya με το όνομα |
||
«κύστη μικροβίων». |
||
Το 1831–1833 ανακάλυψε ο Ρόμπερτ Μπράουν |
||
ο πυρήνας ζούσε στα φυτικά κύτταρα. Αυτός έδωσε |
||
το όνομά του είναι «πυρήνας». επέμεινε ο Ρ. Μπράουν |
||
για τη συνεχή παρουσία του πυρήνα σε όλα τα ζωντανά |
||
κύτταρα. Ο ρόλος και η σημασία του πυρήνα δεν είναι ακόμη |
||
γνωστός. |
||
Το 1837, ο Meyen δήλωσε ότι ο πυρήνας |
||
είναι ένα «συμπυκνωμένο σε συνωστισμό |
||
ελέγξτε τη βλέννα και πιθανώς έναν εφεδρικό τροφοδότη |
||
Ρόμπερτ Μπράουν (1773-1858) |
ουσία." |
|
Κυτταρολογία με τα βασικά της ιστολογίας. Σημειώσεις διάλεξης |
||
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 2 ΘΕΩΡΙΑ ΚΥΤΤΑΡΩΝ
Planlections
1. Βασικές ημερομηνίες για την ανάπτυξη της κυτταρικής θεωρίας.
2. Θεωρία κυττάρων Schwann-Virchow.
3. Βασικά αξιώματα της σύγχρονης κυτταρικής θεωρίας.
Βασικές ημερομηνίες για την ανάπτυξη της κυτταρικής θεωρίας. Η ανάπτυξη της μικροσκοπίας οδήγησε στην κατανόηση του τι είναι ένα κύτταρο. Στα κύτταρα άρχισε να αποδίδεται η σημασία των απλούστερων οργανικών δομικών στοιχείων. Ψάχναμε για μια στοιχειώδη βιολογική μονάδα. Για πρώτη φορά, ο Lorenz Oken άρχισε να θεωρεί τα κύτταρα ως τέτοια. Το 1809, δημιούργησε μια κερδοσκοπική θεωρία για τη δομή και την ανάπτυξη των οργανισμών, στην οποία τα στοιχεία ήταν «κιλιάτες» - κύτταρα. Πίστευε ότι οι σύνθετοι οργανισμοί είναι το άθροισμα των στοιχειωδών οργανισμών, οι οποίοι, έχοντας μπει στη σύνθεσή του, ζουν την κοινή ζωή του συνόλου, αλλά ταυτόχρονα συνεχίζουν να παραμένουν ανεξάρτητοι. Αυτοί οι στοιχειώδεις οργανισμοί είναι φυσαλίδες με πυκνό κέλυφος και υγρό περιεχόμενο. «με μια φιλοσοφική έννοια, μπορούν να ονομαστούν βλεφαρίδες» [ 22 ]. Ο Λ. Όκεν διατύπωσε την αρχή της αναγωγής της δομής των πολύπλοκων οργανισμών σε στοιχειώδεις μονάδες, σε όλη αυτή την έννοια εκφράζεται η εξελικτική ιδέα, αν και δεν αναγνώρισε την ανάπτυξη εγκαίρως.
Το 1834–1847 Ο καθηγητής της Ιατρικής και Χειρουργικής Ακαδημίας της Αγίας Πετρούπολης P. F. Goryaninov διατύπωσε την αρχή σύμφωνα με την οποία το κύτταρο είναι ένα παγκόσμιο μοντέλο για την οργάνωση των ζωντανών όντων. Ο Γκοριανίνοφ χώρισε τον κόσμο των ζωντανών όντων σε δύο βασίλεια: το άμορφο, ή μοριακό, και το οργανικό ή κυτταρικό. Έγραψε ότι «... ο οργανικός κόσμος είναι πρωτίστως ένα κυτταρικό βασίλειο ...». Αναπτύχθηκε η θέα
Ο την εμφάνιση ζωντανών όντων από τον ανόργανο κόσμο. Πίστευε ότι οι κόκκοι βλέννας, συνωστισμένοι γύρω από το πρωτεύον μικρό κυστίδιο, σχηματίζουν έναν πυρήνα ή κυτταροβλάστη, ο οποίος είναι ικανός να εξελιχθεί σε κύτταρο. Έτσι προκύπτουν τα πιο απλά οργανωμένα σώματα. P.F. Ο Γκοριανίνοφ συνέδεσε το πρόβλημα της προέλευσης της ζωής με την προέλευση του κυττάρου.
Στη δεκαετία του 20 του XIX αιώνα. Τα σημαντικότερα έργα στον τομέα της μελέτης φυτικών και ζωικών ιστών ανήκουν στους Γάλλους επιστήμονες Henri Dutrochet (1824), Francois Raspail (1827), Pierre Turpin (1829). Υποστήριξαν ότι τα κύτταρα (σάκοι, κυστίδια) είναι οι στοιχειώδεις δομές όλων των φυτικών και ζωικών ιστών.
Αυτές οι μελέτες άνοιξαν το δρόμο για τη θεωρία των κυττάρων. Μεγάλη δυσκολία για τον σχηματισμό της κυτταρικής θεωρίας ήταν
έλλειψη γνώσης της μικροσκοπικής ανατομίας των ζώων. Η ιστολογία των ζώων υπήρχε ήδη. Αναπτύχθηκε από τον Jan Purkynia και τους μαθητές του.
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 2 ΘΕΩΡΙΑ ΚΥΤΤΑΡΩΝ
Ήταν ο πρώτος που εφάρμοσε χρωματισμό, εισήγαγε αντιανακλαστικά μέσα για παρασκευές. Ο μαθητής του Oshatz κατασκεύασε τον πρώτο μικροτόμο. Το 1837, ο Purkinya, σε μια αναφορά προς την Εταιρεία Φυσιαλιστών στην Πράγα, εξέφρασε τη θεωρία των «πυρηνοποιημένων κόκκων» (κύτταρα). Μίλησε για την αναλογία μεταξύ των «κυττάρων» των φυτών και των «σπόρων» των ζώων. Έβαλε τη θέση της κατασκευής του σώματος των ζώων από κύτταρα.
Ο Johannes Müller, βασισμένος στη μελέτη του ιστού της χορδής, εξέφρασε την ιδέα της συνέπειας στην κυτταρική δομή των φυτών και των ζώων (1838).
Ο Matthias Schleiden μελέτησε τον σχηματισμό κυττάρων κατά την ανάπτυξη διαφόρων τμημάτων των φυτών. Έγραψε «...τόσο για τη φυσιολογία των φυτών όσο και για τη γενική φυσιολογία, η ζωτική δραστηριότητα των μεμονωμένων κυττάρων είναι η πιο σημαντική και απολύτως αναπόφευκτη βάση, και ως εκ τούτου, πρώτα απ 'όλα, τίθεται το ερώτημα πώς πραγματικά προκύπτει αυτό το μικρό, περίεργο κύτταρο οργανισμού ". Η θεωρία του σχηματισμού κυττάρων ονομάστηκε αργότερα από τον ίδιο θεωρία της κυτταρογένεσης.
Matthias Schleiden (1804–1881) zisa (1838); σημαντικό είναι το γεγονός ότι αυτή συνδέθηκε για πρώτη φορά
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 2 ΘΕΩΡΙΑ ΚΥΤΤΑΡΩΝ
το ζήτημα της προέλευσης του κυττάρου με το περιεχόμενό του και (πρωτίστως) με τον πυρήνα.
Η εμφάνιση των κυττάρων σύμφωνα με τον Schleiden φαίνεται στο σχ. 1.5.
Ρύζι. 1.5. Σχέδιο της διαδικασίας της ανάδυσης των κυττάρων σύμφωνα με τον M. Schleiden (1838)
Ο Schleiden όρισε το κυτταρικό σώμα με τον όρο cytoblastema (αυτός ο όρος ανήκει στον Schwann, το cytos είναι ένα κύτταρο, το blasteo πρόκειται να σχηματιστεί).
Έτσι, σύμφωνα με τη θεωρία του, ένα νέο κύτταρο μπορεί να σχηματιστεί στα παλιά, το κέντρο της εμφάνισής του είναι ο πυρήνας. Η θεωρία της κυτταρογένεσης, δηλαδή η κοινή προέλευση των κυττάρων, ήταν το θεμέλιο για την κυτταρική θεωρία του Schwann.
Θεωρία κυττάρων Schwann-Virchow. Το 1839 ο Theodor Schwann,
προερχόμενος από τη γενετική αρχή, τεκμηρίωσε την κυτταρική θεωρία όλων των οργανισμών. Αξιώματα της θεωρίας του:
Όλοι οι ιστοί αποτελούνται από κύτταρα.
τη γενική αρχή ανάπτυξης αυτών των δομών·
ανεξάρτητη δραστηριότητα κάθε μεμονωμένου κυττάρου. Ο Waldeyer (1909) πίστευε ότι «η αξία του Schwann δεν έγκειται στο
ότι ανακάλυψε κύτταρα ως τέτοια, αλλά ότι έμαθε στους ερευνητές να κατανοούν το νόημά τους.
Στην κυτταρική θεωρία του Schwann, για πρώτη φορά, δόθηκε μια τεκμηριωμένη γενικευτική και ηγετική ιδέα για την ερμηνεία της δομής του σώματος. Έγινε παγκοσμίως αναγνωρισμένη και προκάλεσε μεγάλο ενδιαφέρον για μια λεπτομερή μελέτη της δομής του
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 2 ΘΕΩΡΙΑ ΚΥΤΤΑΡΩΝ
οργανισμών. Ο Karl Reichert έγραψε ότι «... το ενδιαφέρον γι' αυτό έγινε καθολικό και ευέλικτο αφού η ανακάλυψη του κυττάρου οδήγησε στη συστηματική ανάπτυξη της μικροσκοπικής ανατομίας...». Ωστόσο, η ενδογενής θεωρία της προέλευσης των κυττάρων έπαιξε αρνητικό ρόλο στην ανάπτυξη της εμβρυολογίας. Ορισμένοι ερευνητές άρχισαν να παραδέχονται την εμφάνιση ολόκληρων οργάνων απευθείας από μια μάζα χωρίς δομή. Μεγάλη αξία για την αποσαφήνιση της κυτταρικής φύσης ορισμένων ιστών και για την απόδειξη της διαδικασίας διαίρεσης ως του μοναδικού τρόπου αναπαραγωγής των κυττάρων ανήκει στον Robert Remak.
Το τελευταίο χτύπημα στη θεωρία της κυτταρογένεσης δόθηκε από τον Rudolf Virchow. Το 1859, ο R. Virchow, βασισμένος στην έρευνα του Remak, αναθεώρησε και ανέπτυξε τη θεωρία των κυττάρων, αντικαθιστώντας την έννοια της κυτταρογένεσης με το νόμο: «κάθε κύτταρο από ένα κύτταρο».
ΣΕ τελευταίο τρίτο του 19ου αιώνα έγιναν μια σειρά από σημαντικές ανακαλύψεις που εμπλούτισαν την κυτταρολογική επιστήμη.
ΣΕ 1871 Ι.Δ. Ο Chistyakov ανακάλυψε χρωμοσώματα, περιέγραψε τις μεθόδους της πυρηνικής διαίρεσης. Και η ημερομηνία εμφάνισης του κλασικού έργου του για το φυτικό κύτταρο - 1874 - πρέπει να θεωρείται η αρχή της ανάπτυξης της κυτταρολογίας στη Ρωσία [ 17 ].
1875 - Ο Strasburger περιγράφει λεπτομερώς την πυρηνική σχάση. 1898 - V.I. Ο Belyaev περιέγραψε το τμήμα μείωσης.
1898 - Σ.Γ. Ο Navashin ανακάλυψε το φαινόμενο της διπλής γονιμοποίησης στα αγγειόσπερμα κ.λπ.
Βασικά αξιώματα της σύγχρονης κυτταρικής θεωρίας. Το κύριο
Οι διατάξεις της θεωρίας των κυττάρων Schwann-Virchow έχουν διατηρήσει τη σημασία τους μέχρι σήμερα.
Τα κύρια αξιώματα της σύγχρονης κυτταρικής θεωρίας είναι τα εξής: 1. Το κύτταρο είναι η στοιχειώδης μονάδα του ζωντανού: δεν υπάρχει ζωή έξω από το κύτταρο.
Τα έμβια όντα χαρακτηρίζονται από μια σειρά αθροιστικών χαρακτηριστικών: ικανότητα αναπαραγωγής (αναπαραγωγής), χρήση και μετασχηματισμό ενέργειας, μεταβολισμός, ευαισθησία, μεταβλητότητα.
Ένα τέτοιο σύνολο χαρακτηριστικών μπορεί να βρεθεί σε κυτταρικό επίπεδο. Από το κύτταρο, είναι δυνατό να απομονωθούν τα μεμονωμένα συστατικά του, ακόμη και μόρια, πολλά από αυτά έχουν συγκεκριμένα λειτουργικά χαρακτηριστικά. Πολλά ένζυμα λειτουργούν έξω από το κύτταρο, απομονωμένα ριβοσώματα παρουσία των απαραίτητων παραγόντων μπορούν να συνθέσουν πρωτεΐνη, κ.λπ. Όλα αυτά τα κυτταρικά συστατικά και δομές έχουν μόνο ένα μέρος του συνόλου των ιδιοτήτων ενός ζωντανού πράγματος. Μόνο το κελί ως τέτοιο είναι η μικρότερη μονάδα που έχει όλες τις ιδιότητες που λαμβάνονται και πληρούν τον ορισμό του "ζωντανού".
Τα κύτταρα έχουν διαφορετική μορφολογία, μέγεθος. Υπάρχουν δύο τύποι κυτταρικής οργάνωσης: προκαρυωτική - προπυρηνική και ευκαρυωτική - σωστή πυρηνική (Εικ. 1.6, 1.7). Παρά τις μορφολογικές διαφορές, τα προ- και τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν πολλά κοινά, γεγονός που τους επιτρέπει να αποδοθούν σε ένα, κυτταρικό, σύστημα οργάνωσης των ζωντανών όντων (ντυμένο με μια πλασματική μεμβράνη που έχει παρόμοια λειτουργία μεταφοράς ουσιών από το κύτταρο
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 2 ΘΕΩΡΙΑ ΚΥΤΤΑΡΩΝ
και μέσα σε αυτό? η πρωτεϊνοσύνθεση συμβαίνει στα ριβοσώματα. οι διαδικασίες σύνθεσης RNA, αντιγραφής DNA είναι παρόμοιες. παρόμοιες βιοενεργειακές διεργασίες).
Ρύζι. 1.6. Συνδυασμένο σχήμα ενός προκαρυωτικού κυττάρου: 1 - κυτταρικό τοίχωμα. 2
- μεμβράνη πλάσματος; 3 – νουκλεοειδές DNA; 4 - πολυριβοσώματα του κυτταροπλάσματος. 5 - μεσόσωμα; 6 - ελασματοειδείς δομές. 7 - εισβολές του πλάσματος. 8 - συστάδες χρωματοφόρων. 9 - κενοτόπια με εγκλείσματα. 10 - βακτηριακά μαστίγια. 11 - φυλλώδη θυλακοειδή
α β
Ρύζι. 1.7. Συνδυασμένο διάγραμμα της δομής ενός ευκαρυωτικού κυττάρου: α - ζωικό κύτταρο. β - φυτικό κύτταρο. 1 - πυρήνας με χρωματίνη και πυρήνες. 2 - κυτταροπλασματική μεμβράνη. 3 - κυτταρικό τοίχωμα. 4 - πόροι στο κυτταρικό τοίχωμα μέσω των οποίων επικοινωνεί το κυτταρόπλασμα των γειτονικών κυττάρων. 5 - τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο. 6 - λείο ενδοπλασματικό δίκτυο. 7 - πινοκυτταρικό κενοτόπιο; 8 - Συσκευή Golgi. 9 - λυσοσώματα; 10 - λιπαρά εγκλείσματα. 11 - κέντρο κυττάρων. 12 - μιτοχόνδρια; 13 - ριβοσώματα και πολυριβοσώματα. 14 - κενοτόπιο; 15 - χλωροπλάστης
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 2 ΘΕΩΡΙΑ ΚΥΤΤΑΡΩΝ
Ο Yu. S. Chentsov πιστεύει ότι ένα κύτταρο είναι ένα διατεταγμένο δομημένο σύστημα βιοπολυμερών (πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα) και τα μακρομοριακά τους σύμπλοκα, που περιορίζονται από μια ενεργή μεμβράνη, που συμμετέχουν σε ένα ενιαίο σύνολο μεταβολικών και ενεργειακών διεργασιών που διατηρούν και αναπαράγουν ολόκληρο το σύστημα ως σύνολο, δηλ. Το κύτταρο είναι ένα αυτοσυντηρούμενο και αυτοαναπαραγόμενο σύστημα βιοπολυμερών.
2. Ένα κύτταρο είναι ένα ενιαίο σύστημα που περιλαμβάνει πολλά στοιχεία που συνδέονται φυσικά μεταξύ τους, αντιπροσωπεύοντας έναν ορισμένο ολοκληρωμένο σχηματισμό, που αποτελείται από συζευγμένες λειτουργικές μονάδες - οργανίδια ή οργανίδια.
Το κύτταρο περιέχει πολλούς τύπους ενδοκυτταρικών δομών που εκτελούν μια ποικιλία λειτουργιών, καθεμία από τις οποίες είναι εξειδικευμένη στην εκτέλεση ορισμένων λειτουργιών. Κάθε μία από τις λειτουργίες είναι υποχρεωτική· χωρίς την υλοποίησή της, το κελί δεν μπορεί να υπάρξει. Το κελί μπορεί να «αποσυντεθεί» σε έναν αριθμό στοιχείων που εκτελούν τις λειτουργίες τους, αλλά το καθένα από αυτά είναι ένα νέο σύστημα ή υποσύστημα. Για παράδειγμα: ο πυρήνας είναι ένα σύστημα αποθήκευσης, αναπαραγωγής και υλοποίησης γενετικών πληροφοριών κ.λπ.
3. Τα κύτταρα είναι ομόλογα σε δομή και βασικές ιδιότητες.
Διαφορετικά κύτταρα φυτών και ζώων είναι παρόμοια. Η ομολογία της κυτταρικής δομής παρατηρείται σε καθέναν από τους τύπους κυττάρων (Εικ. 1.6, 1.7). Η ομολογία στη δομή των κυττάρων καθορίζεται από την ομοιότητα των γενικών κυτταρικών λειτουργιών που αποσκοπούν στη διατήρηση της ζωής των ίδιων των κυττάρων και της αναπαραγωγής τους. Η ποικιλομορφία στη δομή των κυττάρων των πολυκύτταρων οργανισμών είναι αποτέλεσμα λειτουργικής εξειδίκευσης. Για παράδειγμα, σε ένα νευρικό κύτταρο, εκτός από τα γενικά κυτταρικά συστατικά, υπάρχουν και συγκεκριμένα: η παρουσία μακρών και διακλαδισμένων κυτταρικών διεργασιών που καταλήγουν σε ειδικές δομές που μεταδίδουν νευρικές ώσεις. στο κυτταρόπλασμα - tigroid? σε κυτταρικές διεργασίες - μεγάλος αριθμός μικροσωληνίσκων. Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά ενός νευρικού κυττάρου συνδέονται με την εξειδίκευσή του - τη μετάδοση μιας νευρικής ώθησης.
4. Ένα κύτταρο αυξάνεται σε αριθμό διαιρώντας το αρχικό κύτταρο μετά τον διπλασιασμό του γενετικού του υλικού (DNA): κύτταρο με κύτταρο.
Η αναπαραγωγή προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων γίνεται με διαίρεση του αρχικού κυττάρου, πριν από την αναπαραγωγή του γενετικού υλικού του.
Στο ευκαρυωτικά κύτταρα, ο μόνος πλήρης τρόπος διαίρεσης είναι η μίτωση ή η μείωση κατά τον σχηματισμό των γεννητικών κυττάρων. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται μια κυτταρική άτρακτος, με τη βοήθεια της οποίας τα χρωμοσώματα κατανέμονται ομοιόμορφα σε δύο θυγατρικά κύτταρα.
Στο Τα προκαρυωτικά κύτταρα έχουν επίσης μια ειδική συσκευή διαχωρισμού κυττάρων.
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 2 ΘΕΩΡΙΑ ΚΥΤΤΑΡΩΝ
5. Ένας πολυκύτταρος οργανισμός είναι ένα νέο σύστημα, ένα σύνθετο σύνολο πολλών κυττάρων, ενωμένων και ολοκληρωμένων.
V συστήματα ιστών και οργάνων που συνδέονται μεταξύ τους με τη βοήθεια χημικών παραγόντων, χυμικών και νευρικών (μοριακή ρύθμιση).
Ένα κύτταρο σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό είναι μια μονάδα λειτουργίας και ανάπτυξης. Η θεμελιώδης βάση όλων των αντιδράσεων ολόκληρου του οργανισμού είναι το κύτταρο.
Η ανάπτυξη ενός οργανισμού, η αύξηση της βιομάζας του, είναι αποτέλεσμα της αναπαραγωγής των κυττάρων και της παραγωγής διαφόρων προϊόντων από αυτά.
Η βλάβη στα κύτταρα, η αλλαγή των ιδιοτήτων τους είναι η βάση για την ανάπτυξη ασθενειών.
6. Τα κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισμών είναι παντοδύναμα, έχουν δηλαδή τη γενετική ισχύ όλων των κυττάρων ενός δεδομένου οργανισμού, είναι ισοδύναμα σε γενετικές πληροφορίες, αλλά διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τη διαφορετική έκφραση (έργο) διαφόρων γονιδίων, γεγονός που οδηγεί στη μορφολογική και λειτουργική ποικιλομορφία - στη διαφοροποίηση.
Η ατομική ανάπτυξη από ένα κύτταρο σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό είναι το αποτέλεσμα μιας συνεπούς, επιλεκτικής συμπερίληψης της εργασίας διαφορετικών γονιδιακών περιοχών του χρωμοσώματος σε διαφορετικά κύτταρα. Οδηγεί
Προς την η εμφάνιση κυττάρων με συγκεκριμένες δομές και ειδικές λειτουργίες για αυτά, δηλ. στη διαδικασία της διαφοροποίησης.
Η διαφοροποίηση είναι το αποτέλεσμα της εκλεκτικής δραστηριότητας διαφορετικών γονιδίων σε ένα κύτταρο καθώς αναπτύσσεται ένας πολυκύτταρος οργανισμός.
Επομένως, κάθε κύτταρο είναι παντοδύναμο. Η συνολική ισχύς των κυτταρικών πυρήνων του σώματος φαίνεται στο Σχ. 1.8.
Ρύζι. 1.8. Ολοδυναμία των πυρήνων των κυττάρων του σώματος: α – πυρήνας που απομονώθηκε από το εντερικό κύτταρο του γυρίνου Xenopus laevis. β - ωοκύτταρο που στερείται πυρήνα από ακτινοβολία. 1 - απομόνωση του πυρήνα από το σωματικό κύτταρο. 2 – ακτινοβολία ωαρίων. 3 - πυρηνική μεταμόσχευση. 4 - σύνθλιψη αυγού. 5 - προνύμφη
Ωστόσο, σε διαφορετικά κύτταρα, τα ίδια γονίδια μπορεί να είναι είτε σε ενεργή είτε σε καταπιεσμένη κατάσταση.
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 3 ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑΣ
Planlections
1. Μικροσκόπιο φωτός.Μικροσκοπία αντίθεσης φάσης. πολωτική μικροσκοπία. μικροσκοπία παρεμβολής. Μικροσκοπία σκοτεινού πεδίου. υπεριώδες μικροσκόπιο. Μικροσκόπιο φθορισμού.
2. Ζωτική μελέτη των κυττάρων. μέθοδος καλλιέργειας ιστών. Μικροχειρουργική. Ζωής χρωματισμός. Η μελέτη σταθερών κυττάρων και ιστών. Χημική στερέωση. Λυοφιλοποίηση ιστού. Χρωστικός. κυτταροχημικές μεθόδους. Κυτταροφωτομετρία. Αυτοραδιογραφία. Σωμάτια με αντίθεση. Υπερμικροτομή.
3. Ειδικές μέθοδοι ηλεκτρονικής μικροσκοπίας βιολογικών αντικειμένων: η μέθοδος μετάδοσης, υψηλής τάσης, ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης.
Μικροσκόπιο φωτός.Η ανάπτυξη της κυτταρολογίας συνδέεται στενά με τη βελτίωση των μικροσκοπίων και των μεθόδων μικροσκοπικής εξέτασης. Ακόμη και τώρα, παρά την ταχεία ανάπτυξη της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, η φωτεινή μικροσκοπία δεν χάνει τη σημασία της, κυρίως για τη μελέτη των κυττάρων in vivo.
Το μικροσκόπιο φωτός είναι ένα οπτικό σύστημα που αποτελείται από έναν συμπυκνωτή, έναν αντικειμενικό φακό και έναν προσοφθάλμιο φακό (Εικ. 1.9). Η δέσμη φωτός από την πηγή φωτός συλλέγεται σε έναν συμπυκνωτή και κατευθύνεται στο αντικείμενο. Αφού περάσουν μέσα από το αντικείμενο, οι ακτίνες φωτός εισέρχονται στο σύστημα φακών του αντικειμενικού φακού, δημιουργούν την κύρια εικόνα, η οποία μεγεθύνεται με τη βοήθεια των φακών προσοφθάλμιου φακού. Τα σύγχρονα μικροσκόπια έχουν εναλλάξιμους φακούς.
Ρύζι. 1.9. Τύποι μικροσκοπίου φωτός
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά ενός μικροσκοπίου είναι η ανάλυσή του.
Ανάλυση είναι η ελάχιστη απόσταση μεταξύ δύο σημείων στα οποία εξακολουθούν να απεικονίζονται χωριστά από ένα δεδομένο οπτικό σύστημα.
Η ισχύς ανάλυσης ενός μικροσκοπίου (δ) καθορίζεται από τον αντικειμενικό του στόχο, καθώς ο προσοφθάλμιος προσοφθάλμιος δίνει μόνο μια δευτερεύουσα μεγέθυνση της εικόνας που εκπέμπει ο αντικειμενικός στόχος και υπολογίζεται από τον τύπο
d = (0,61 λ)/(n sinα),
όπου d είναι η ελάχιστη επιτρεπόμενη απόσταση. λ είναι το μήκος κύματος του εφαρμοζόμενου φωτός. n είναι ο δείκτης διάθλασης του μέσου. α είναι η γωνία μεταξύ του οπτικού άξονα του φακού και της πιο αποκλίνουσας δέσμης που εισέρχεται στον φακό
(Εικ. 1.10).
Ο παρονομαστής αυτού του κλάσματος εξαρτάται από το σχέδιο του φακού και είναι σταθερή τιμή για κάθε φακό και ονομάζεται αριθμητικό διάφραγμα του φακού (Α).
A \u003d n sinα.
Όσο μεγαλύτερο είναι το διάφραγμα του φακού, τόσο μεγαλύτερη είναι η ανάλυση του μικροσκοπίου. Το αριθμητικό διάφραγμα μπορεί να αυξηθεί με δύο τρόπους:
1. Είναι δυνατή η αύξηση της γωνίας θέασης του φακού (α), η οποία γίνεται σε φακούς υψηλής μεγέθυνσης. Ωστόσο, η γωνία α δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 90° και το sinα δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 1.
2. Είναι δυνατό να αυξηθεί η διάθλαση του μέσου που βρίσκεται μεταξύ του φαρμάκου
Και φακός. Ως εκ τούτου, οι πιο ισχυροί φακοί κατασκευάζονται με εμβάπτιση, αφούΤο n του λαδιού εμβάπτισης είναι 1,515, το νερό είναι 1,33 και ο αέρας είναι 1.
Το αριθμητικό άνοιγμα των ξηρών συστημάτων στην πράξη δεν υπερβαίνει το 0,95, το υψηλότερο άνοιγμα των αντικειμενικών βυθίσεων λαδιού είναι 1,4.
Η ικανότητα ανάλυσης ενός μικροσκοπίου εξαρτάται όχι μόνο από το άνοιγμα, αλλά και από το μήκος κύματος του φωτός.
Χρησιμοποιώντας ένα μήκος κύματος φωτός 550 nm, η μικρότερη διάμετρος των ορατών σωματιδίων θα είναι 0,24 μικρά, για το υπεριώδες φως (260–280 nm) d = 0,13–0,14 μικρά.
Συνήθως, τα μικροσκόπια φωτός χρησιμοποιούν πηγές φωτός στην ορατή περιοχή του φάσματος (400–700 nm), επομένως η μέγιστη ανάλυση του μικροσκοπίου δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 0,2–0,3 μικρά. Το μόνο που μπορεί να δώσει ένα μικροσκόπιο φωτός ως βοηθητική συσκευή στο μάτι μας είναι να αυξήσει το d κατά περίπου 1000 φορές.
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 3 ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑΣ
Ρύζι. 1.10. Γωνία εισόδου φακού
Ένα συνηθισμένο μικροσκόπιο φωτός χρησιμοποιείται όπου η δομή του αντικειμένου είναι επαρκώς αντιπαραβαλλόμενη και ευδιάκριτη.
Η αντίθεση της εικόνας εξαρτάται από το πλάτος των δονήσεων του φωτός, εάν το αντικείμενο απορροφά μέρος του φωτός, τότε το πλάτος των δονήσεων μειώνεται και το αντικείμενο γίνεται αντιληπτό από το μάτι ως πιο σκούρο. Εάν ένα αντικείμενο απορροφά επιλεκτικά ακτίνες ορισμένων μηκών κύματος, δημιουργείται μια χρωματική αντίθεση. Ωστόσο, τα περισσότερα ζωντανά κύτταρα δεν έχουν αρκετή αντίθεση: οι δομές στο εσωτερικό τους είναι διαφανείς και επομένως ελάχιστα ορατές. Για τη μελέτη τέτοιων φακών, έχουν αναπτυχθεί ειδικοί τύποι μικροσκοπίου φωτός.
Το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης χρησιμοποιείται ευρέως για παρατηρήσεις ζωντανών κυττάρων· καθιστά δυνατή την απότομη αύξηση της αντίθεσης μιας εικόνας αντικειμένου.
Η αρχή της μεθόδου είναι να ανιχνεύει τις μετατοπίσεις φάσης των φωτεινών δονήσεων που συμβαίνουν όταν το φως διέρχεται από μια δομή, αν και δεν απορροφά, αλλά έχει δείκτη διάθλασης διαφορετικό από αυτόν του περιβάλλοντος χώρου.
Ωστόσο, οι μετατοπίσεις φάσης δεν γίνονται άμεσα αντιληπτές από το μάτι. Μια ειδική πλάκα είναι τοποθετημένη στον φακό ενός μικροσκοπίου αντίθεσης φάσης, που διέρχεται από την οποία η δέσμη φωτός βιώνει μια πρόσθετη μετατόπιση
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 3 ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑΣ
φάσεις ταλάντωσης. Κατά τη δημιουργία μιας εικόνας, αλληλεπιδρούν ακτίνες που βρίσκονται στην ίδια φάση ή σε αντιφάση, αλλά με διαφορετικά πλάτη. Δημιουργείται μια εικόνα αντίθεσης ανοιχτού-σκούρου του αντικειμένου.
Η πολωτική μικροσκοπία χρησιμοποιείται στην κυτταρολογία για ειδικούς σκοπούς. Σας επιτρέπει να αναγνωρίζετε δομές με μια διατεταγμένη διάταξη μορίων (για παράδειγμα: κρύσταλλοι ή ινιδιακές πρωτεΐνες, ίνες ατράκτου, μυοϊνίδια κ.λπ.), δηλαδή, μελετώνται αντικείμενα με ισοτροπία. Τέτοιες δομές εμφανίζουν διπλή διάθλαση (ανισοτροπία). Η δέσμη φωτός που διέρχεται από αυτά χωρίζεται σε δύο, που διαδίδεται με διαφορετικές ταχύτητες και σε διαφορετικές κατευθύνσεις.
Σε ένα πολωτικό μικροσκόπιο, ένας πολωτής τοποθετείται μπροστά από τον συμπυκνωτή, ο οποίος μεταδίδει κύματα φωτός με ένα ορισμένο επίπεδο πόλωσης. Μετά την προετοιμασία και τον φακό, τοποθετείται ένας αναλυτής, ο οποίος μπορεί να μεταδώσει φως με το ίδιο επίπεδο πόλωσης. Ο πολωτής και ο αναλυτής είναι πρίσματα φτιαγμένα από ισλανδικό spar (πρίσματα Nicol). Εάν το δεύτερο πρίσμα (αναλυτής) περιστραφεί κατά 90° σε σχέση με το πρώτο, δεν θα περάσει φως. Σε περίπτωση που ανάμεσα σε τέτοια διασταυρωμένα πρίσματα υπάρχει ένα αντικείμενο με ανισοτροπία, δηλαδή με ικανότητα πόλωσης του φωτός, θα φανεί ότι λάμπει έντονα σε ένα σκοτεινό πεδίο.
Στη μικροσκοπία παρεμβολής, μια δέσμη παράλληλων ακτίνων φωτός από έναν φωτιστή χωρίζεται σε δύο ρεύματα. Ένα από αυτά περνά μέσα από το αντικείμενο και αποκτά αλλαγές στη φάση ταλάντωσης, το άλλο περνάει από το αντικείμενο. Στα πρίσματα του φακού, και τα δύο ρεύματα επανασυνδέονται και παρεμβαίνουν μεταξύ τους, δηλαδή η μετατόπιση φάσης μετατρέπεται σε αλλαγή στο πλάτος (δηλαδή, φωτεινότητα).
ΣΕ Ως αποτέλεσμα παρεμβολής, θα δημιουργηθεί μια εικόνα στην οποία τμήματα κυψελών διαφορετικού πάχους ή διαφορετικής πυκνότητας θα διαφέρουν μεταξύ τους ως προς την αντίθεση, δηλαδή το μέγεθος της μετατόπισης φάσης σχετίζεται άμεσα με την πυκνότητα της δομής. δηλ. με την ποσότητα της ξηράς ουσίας σε αυτό.
Επομένως, μετρώντας το μέγεθος της μετατόπισης φάσης, καθώς και το μέγεθος της κυψέλης ή τη δομή της, είναι δυνατό να προσδιοριστεί το ξηρό βάρος της.
Η μικροσκοπία σκοτεινού πεδίου (υπερμικροσκοπία) βασίζεται στο γεγονός ότι, όπως τα σωματίδια σκόνης σε μια δέσμη φωτός (φαινόμενο Tyndall), τα μικρότερα σωματίδια που βρίσκονται πέρα από την ανάλυση του μικροσκοπίου γίνονται ορατά σε δέσμες που ταξιδεύουν σε τόσο μεγάλη γωνία που κάνουν δεν πέφτουν απευθείας στον φακό.
ΣΕ ο φακός δέχεται μόνο το φως που ανακλάται από αυτά τα σωματίδια και εμφανίζονται ως φωτεινές κουκκίδες σε σκούρο φόντο.
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 3 ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑΣ
Αυτή η μέθοδος είναι πολύτιμη στη μελέτη ζωντανών κυττάρων, ζωντανών κολλοειδών πρωτοπλάσματος.
υπεριώδες μικροσκόπιο. Δεδομένου ότι το γυαλί είναι αδιαφανές στις ακτίνες UV, όλα τα οπτικά εδώ είναι είτε χαλαζία είτε κατοπτρικά (ανακλαστικά). Η εικόνα προβάλλεται οπτικά σε φθορίζουσα οθόνη και φωτογραφίζεται.
Η αξία της μεθόδου έγκειται στο γεγονός ότι ορισμένα σημαντικά συστατικά του κυττάρου, για παράδειγμα, τα νουκλεϊκά οξέα, που δεν απορροφούν καθόλου το ορατό φως, έχουν συγκεκριμένη απορρόφηση ακτίνων UV με συγκεκριμένο μήκος κύματος. Η μικροσκοπία αντικειμένων σε αυτές τις περιπτώσεις καθιστά δυνατή την αναγνώριση τέτοιων ουσιών χωρίς καμία χρώση.
Η μικροσκοπία φθορισμού καθιστά δυνατή τη μελέτη τόσο του εγγενούς (πρωτογενούς) φθορισμού ενός αριθμού ουσιών όσο και του δευτερογενούς φθορισμού που προκαλείται από τη χρώση των δομών των κυττάρων με ειδικές βαφές - φθοριόχρωμα.
Η αρχή της μεθόδου είναι ότι ορισμένες ουσίες οι ίδιες αρχίζουν να λάμπουν όταν εκτίθενται στο φως και το μήκος κύματος του φωτός που εκπέμπεται από αυτές είναι πάντα μεγαλύτερο από το μήκος κύματος του φωτός που διεγείρει τον φθορισμό. Για τη διέγερση του φθορισμού, χρησιμοποιείται είτε μπλε φως είτε υπεριώδες φως.
Ορισμένες χρωστικές, βιταμίνες και ορμόνες έχουν τον κατάλληλο φθορισμό. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν φθοριόχρωμα, δεσμεύονται επιλεκτικά σε ορισμένες κυτταρικές δομές, προκαλώντας τον δευτερογενή φθορισμό τους.
Ζωτική μελέτη των κυττάρων.Ένα ελαφρύ μικροσκόπιο σάς επιτρέπει να βλέπετε ζωντανά κύτταρα. Ένας αριθμός μεθόδων χρησιμοποιείται για τη μελέτη ζωντανών κυττάρων, οργάνων και ιστών.
Η μέθοδος καλλιέργειας ιστών αναπτύχθηκε από τους Garrison, Carrel, Burroughs, A. A. Maksimov. Η ουσία της μεθόδου: ένα μικρό κομμάτι ζωντανού ιστού τοποθετείται σε ένα θάλαμο γεμάτο με ένα θρεπτικό μέσο. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, η κυτταρική διαίρεση και η ανάπτυξη αρχίζει στην περιφέρεια ενός τέτοιου κομματιού. Σε άλλη περίπτωση, το κομμένο κομμάτι ιστού υποβάλλεται σε επεξεργασία με ένα ενζυμικό διάλυμα, το οποίο οδηγεί σε πλήρη διαχωρισμό των κυττάρων μεταξύ τους. Στη συνέχεια, ένα εναιώρημα πλυμένων κυττάρων τοποθετείται σε ένα δοχείο με θρεπτικό μέσο, όπου βυθίζονται στον πυθμένα, προσκολλώνται στο γυαλί, αρχίζουν να πολλαπλασιάζονται, σχηματίζοντας πρώτα μια αποικία και στη συνέχεια μια συνεχή κυτταρική στιβάδα.
Η μικροχειρουργική επιτρέπει τη χρήση ειδικών μικροχειριστών για την εκτέλεση διαφόρων επεμβάσεων στο κύτταρο και στα οργανίδια του. Με τη βοήθεια μικροχειριστή κόβονται κύτταρα, αφαιρούνται μέρη από αυτά, εγχέονται ουσίες (μικροενέσεις) κ.λπ. Ο μικροχειριστής συνδυάζεται με ένα συμβατικό μικροσκόπιο, στο οποίο παρακολουθείται η λειτουργία. Με μικροχειρισμό
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 3 ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑΣ
τα κύτταρα τοποθετούνται σε ειδικούς θαλάμους στους οποίους γίνεται η επέμβαση. Οι μικροακτίνες UV φωτός ή μικροακτίνες λέιζερ χρησιμοποιούνται ευρέως.
Ζωτική χρώση - η χρώση ζωντανών κυττάρων με ζωτικές βαφές σε μια σειρά συγκεντρώσεων που δεν προκαλούν τοξική δράση, χρησιμοποιείται ευρέως στην κυτταρολογία και την ιστολογία. Σύμφωνα με τη χημική τους δομή, οι ζωτικές βαφές ανήκουν σε οργανικές ενώσεις της αρωματικής σειράς. Είναι ηλεκτρολύτες που μπορούν να χωριστούν σε όξινους και βασικούς. Τα περισσότερα από αυτά είναι δείκτες. Αυτή είναι η βάση για την εφαρμογή τους για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης των ιόντων υδρογόνου.
Πολλές ζωτικής σημασίας βαφές μπορούν εύκολα να αλλάξουν από οξειδωμένη σε μειωμένη μορφή και αντίστροφα. Αυτό χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του επιπέδου των διεργασιών οξειδοαναγωγής στο κύτταρο. Όταν τα κύτταρα χρωματίζονται με ζωτικές βαφές, οι τελευταίες διεισδύουν στο κύτταρο, συλλέγονται στο κυτταρόπλασμα με τη μορφή κόκκων, ο πυρήνας δεν χρωματίζεται.
Οι περισσότερες πληροφορίες για το κελί ελήφθησαν σε ένα σταθερό σταθερό υλικό.
Τα καθήκοντα της στερέωσης είναι να σκοτώσει το κύτταρο, να σταματήσει τη δραστηριότητα των ενδοκυτταρικών ενζύμων, να αποτρέψει τη διάσπαση των κυτταρικών συστατικών, να αποφύγει την απώλεια δομών και ουσιών και να αποτρέψει την εμφάνιση δομών τεχνουργημάτων. Η χημική καθήλωση είναι η ταχεία επεξεργασία του ιστού με διαλύματα προκειμένου να σκοτωθούν τα κύτταρα, διατηρώντας τη δομή τους όσο το δυνατόν αμετάβλητη.
Η λυοφιλοποίηση του ιστού, κατά την οποία ο ιστός καταψύχεται ταχέως σε θερμοκρασία υγρού αζώτου, στη συνέχεια ξηραίνεται σε κενό, αποφεύγει πολλά από τα μειονεκτήματα της χημικής στερέωσης, παρέχει μια άμεση διακοπή όλων των ζωτικών διεργασιών.
Η χρώση αποκαλύπτει τα περισσότερα κυτταρικά οργανίδια και δομές. Χρησιμοποιούνται φυσικές και συνθετικές βαφές. Οι φυσικές βαφές χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με μυρωδικά (οξείδια διαφόρων μετάλλων), με τα οποία σχηματίζουν σύνθετες ενώσεις. Οι συνθετικές βαφές είναι όξινες και βασικές. Ανάλογα με αυτό, μπορούν να χρωματίσουν διαφορετικά μέρη των κυττάρων σε διαφορετικά χρώματα και έτσι να αυξήσουν την αντίθεση των κυτταρικών και εξωκυτταρικών συστατικών.
Υπάρχει ένας αριθμός ειδικών τεχνικών χρώσης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση συγκεκριμένων χημικών ουσιών: πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα, πολυσακχαρίτες, λιπίδια, αμινοξέα κ.λπ. Αυτές είναι κυτταροχημικές μέθοδοι. Υπάρχει μια ολόκληρη ομάδα κυτταροχημικών αντιδράσεων που σχετίζονται με την ανίχνευση ενζύμων.
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 3 ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑΣ
Η κυτταροφωτομετρία σάς επιτρέπει να προσδιορίσετε την ποσότητα μιας ουσίας σε ένα κύτταρο και των συστατικών τους στοιχείων με την απορρόφησή τους από ακτίνες φωτός συγκεκριμένου μήκους κύματος.
Αυτή η μέθοδος καθιστά δυνατή τη μέτρηση είτε της εγγενούς απορρόφησης των ακτίνων από τα χημικά συστατικά του κυττάρου είτε της ποσότητας της χρωστικής που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια μιας κυτταροχημικής αντίδρασης σε μια δεδομένη θέση στο κύτταρο. Είναι σημαντικό αυτή η αντίδραση να είναι ποσοτική, δηλ., η ποσότητα του χρωματισμένου προϊόντος θα είναι ανάλογη με την ποσότητα της αναλυόμενης ουσίας.
D = lgT 0 / T,
όπου D είναι η οπτική πυκνότητα της δομής. T 0 είναι η ποσότητα φωτός που έχει περάσει από το κενό σημείο του παρασκευάσματος. T είναι η ποσότητα φωτός που έχει περάσει από την απορροφητική δομή.
Για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης μιας ουσίας, χρησιμοποιούνται μικροσκόπια και κυτταροφωτόμετρα. για τον προσδιορισμό νουκλεϊκών οξέων και πρωτεϊνών - υπεριώδης κυτταρομετρία. Χρησιμοποιούνται επίσης ανοσοχημικές αντιδράσεις που χρησιμοποιούν φθορίζοντα αντισώματα.
Η αυτοραδιογραφία είναι η καταχώριση ουσιών που επισημαίνονται με ισότοπα. Χρησιμοποιείται φωτογραφική καταγραφή ισοτοπικής ακτινοβολίας. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, μπορείτε να εντοπίσετε τη δυναμική διαφόρων βιοσύνθεσης σε συγκεκριμένες μορφολογικές δομές, να προσδιορίσετε τη διάρκεια της ύπαρξης κυτταροπλασματικών ουσιών σε αμετάβλητη μορφή, χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της θέσης ορισμένων τύπων νουκλεϊκών οξέων ή μεμονωμένων αλληλουχιών νουκλεοτιδίων στο σύνθεση κυτταρικών πυρήνων ή χρωμοσωμάτων. Η ουσία της μεθόδου είναι η ανίχνευση μορίων σημασμένων με ένα τεχνητό ισότοπο χρησιμοποιώντας ένα φωτογραφικό γαλάκτωμα, το οποίο καλύπτει τμήματα κυττάρων και ιστών που στερεώνονται σε διαφορετικούς χρόνους μετά την εισαγωγή ενός επισημασμένου προδρόμου.
Η αντίθεση σωματιδιακών αντικειμένων χρησιμοποιείται ευρέως για αντιπαραθέσεις ιών, ριβοσωμάτων και μορίων νουκλεϊκού οξέος. Μια κοινή τεχνική είναι η σκίαση μετάλλων. Για σκίαση με αντίθεση, χρησιμοποιείται πλατίνα, παλλάδιο, τα κράματά τους και ουράνιο. Σε περίπτωση αρνητικής αντίθεσης αντικειμένων με διαλύματα αλάτων βαρέων μετάλλων, χρησιμοποιείται μολυβδαινικό αμμώνιο, οξικό ουρανύλιο και φωσφοβολφραμικό οξύ. Τα άλατα βαρέων μετάλλων χρησιμοποιούνται για θετική αντίθεση.
Η υπερμικροτομή καθιστά δυνατή τη λήψη εξαιρετικά λεπτών τομών (0,05–
ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Η ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Διάλεξη 3 ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑΣ
Ειδικές μέθοδοι ηλεκτρονικής μικροσκοπίας βιολογικών αντικειμένων . Ένα από τα πιο κοινά, που έχει γίνει κλασική μέθοδος που χρησιμοποιείται σεδομικές και βιοχημικέςη έρευνα είναι η μέθοδος της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας στις διάφορες τροποποιήσεις της. Αυτές οι τροποποιήσεις οφείλονται τόσο στις διαφορετικές προσεγγίσεις στην ανάλυση των υπό μελέτη δομών όσο και στις ιδιαιτερότητες της προετοιμασίας των κυττάρων για υπερδομικές μελέτες.
Η ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης (μετάδοσης) σάς επιτρέπει να αναλύετε όχι μόνο όλα τα οργανίδια των πυρηνικών και κυτταροπλασματικών συσκευών, αλλά και ορισμένες δομές που βρίσκονται στο υπερμοριακό επίπεδο οργάνωσης, για παράδειγμα: υποστηρικτικά και συσταλτικά μικροϊνίδια, μικροσωληνίσκους κ.λπ.
Η μέθοδος της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας υψηλής τάσης χρησιμοποιείται σε επίπεδο συστήματος και υποσυστήματος του οργανισμού. Αυτή η μέθοδος καθιστά δυνατή τη μελέτη «παχιών» τμημάτων ή ακόμη και ολόκληρων κυττάρων με απλωμένους αετούς, γεγονός που καθιστά δυνατή την ανάλυση του πολύπλοκου συστήματος των υπομεμβρανικών ινιδίων της συσκευής της κυτταρικής επιφάνειας στο σύνολό της.
Η μέθοδος ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης χρησιμοποιείται στη μελέτη της λειτουργίας της επιφανειακής συσκευής του κυττάρου, της σχέσης μεμονωμένων υποσυστημάτων της επιφανειακής συσκευής του πυρήνα και μιας σειράς άλλων θεμάτων της γενικής κυτταρολογίας. Αυτή η μέθοδος καθιστά δυνατή τη μελέτη της επιφάνειας ενός αντικειμένου σε όγκο.
Μεγάλη σημασία στις κυτταρολογικές μελέτες έχει η μέθοδος κατάψυξης – θρυμματισμού. Αυτή είναι μια ήπια μέθοδος προετοιμασίας βιολογικών αντικειμένων για υπερδομική ανάλυση. Η ουσία της μεθόδου: το αντικείμενο τοποθετείται σε ατμόσφαιρα υγρού αζώτου. Όλες οι μεταβολικές διεργασίες διακόπτονται αμέσως. Τα τσιπ κατασκευάζονται από ένα παγωμένο αντικείμενο. Από την επιφάνεια των τσιπς, λαμβάνονται αντίγραφα εφαρμόζοντας μια μεταλλική μεμβράνη πάνω τους. Αυτές οι μεμβράνες εξετάζονται περαιτέρω υπό μικροσκόπιο.
Ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο είναι παρόμοιο στο σχεδιασμό με ένα οπτικό: η πηγή φωτισμού είναι η κάθοδος ενός όπλου ηλεκτρονίων, το σύστημα συμπυκνωτή είναι ένας συμπυκνωτικός μαγνητικός φακός, ο αντικειμενικός φακός είναι ένας αντικειμενικός μαγνητικός φακός, ο προσοφθάλμιος είναι μαγνητικός φακός προβολής, αλλά αντίθετα του ματιού, τα ηλεκτρόνια πέφτουν σε μια φωτεινή οθόνη ή σε μια φωτογραφική πλάκα. Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο πέτυχε ανάλυση 1 Ao (0,1 nm). Σε οθόνες ή φωτογραφικά φιλμ ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, μπορεί να επιτευχθεί μεγέθυνση έως και 500.000 φορές. Στο μέλλον, με την εκτύπωση φωτογραφιών, μπορείτε να αυξήσετε κατά 10 φορές.
ΜΟΡΙΑΚΟ ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΚΑΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟ ΕΠΙΠΕΔΟ
ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ ΤΗΣ ΖΩΗΣ ΩΣ ΒΑΣΗ ΤΗΣ ΖΩΗΣ ΤΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ
ΒΑΣΕΙΣ ΚΥΤΤΑΡΟΛΟΓΙΑΣ
Κυτολογία- ένας κλάδος της βιολογίας, που σήμερα λειτουργεί ως ανεξάρτητη επιστήμη που μελετά τα δομικά, λειτουργικά και γενετικά χαρακτηριστικά των κυττάρων όλων των οργανισμών.
Επί του παρόντος, οι κυτταρολογικές μελέτες είναι απαραίτητες για τη διάγνωση ασθενειών, καθώς επιτρέπουν τη μελέτη της παθολογίας με βάση μια στοιχειώδη μονάδα της δομής, της λειτουργίας και της αναπαραγωγής της ζωντανής ύλης - κύτταρα. Σε επίπεδο κυττάρων εκδηλώνονται όλες οι βασικές ιδιότητες ενός ζωντανού πράγματος: μεταβολισμός, χρήση βιολογικών πληροφοριών, αναπαραγωγή, ανάπτυξη, ευερεθιστότητα, κληρονομικότητα, ικανότητα προσαρμογής. Τα κύτταρα των ζωντανών οργανισμών διακρίνονται από μια ποικιλία μορφολογίας και δομικής πολυπλοκότητας (ακόμη και μέσα στον ίδιο οργανισμό), αλλά ορισμένα χαρακτηριστικά βρίσκονται σε όλα τα κύτταρα χωρίς εξαίρεση.
Της ανακάλυψης της κυτταρικής οργάνωσης των ζωντανών όντων προηγήθηκε η εφεύρεση των μεγεθυντικών οργάνων. Έτσι το πρώτο μικροσκόπιο θα είχε κατασκευαστεί από τους Ολλανδούς οπτικούς Hans και Zachary Jansen (1590). Ο μεγάλος Galileo Galilei κατασκεύασε ένα μικροσκόπιο το 1612. Ωστόσο, η αρχή της μελέτης του κυττάρου θεωρείται το 1665, όταν ο Άγγλος φυσικός Robert Hooke χρησιμοποίησε την εφεύρεση του συμπατριώτη του Christian Huygens (το 1659 σχεδίασε έναν προσοφθάλμιο φακό), εφαρμόζοντάς τον σε μικροσκόπιο για να μελετήσει τη λεπτή δομή του ένας φελλός. Παρατήρησε ότι η ουσία του φελλού αποτελείται από έναν μεγάλο αριθμό μικρών κοιλοτήτων που χωρίζονται μεταξύ τους με τοιχώματα, τα οποία ονόμασε κύτταρα. Αυτή ήταν η αρχή της μικροσκοπικής έρευνας.
Ιδιαίτερα αξιοσημείωτες είναι οι μελέτες του A. Leeuwenhoek, ο οποίος το 1696 ανακάλυψε τον κόσμο των μονοκύτταρων οργανισμών (βακτήρια και βλεφαρίδες) και για πρώτη φορά είδε ζωικά κύτταρα (ερυθροκύτταρα και σπερματοζωάρια).
Το 1825, ο J. Purkinje παρατήρησε για πρώτη φορά τον πυρήνα σε ένα αυγό κοτόπουλου και ο T. Schwann ήταν ο πρώτος που περιέγραψε τον πυρήνα σε ζωικά κύτταρα.
Μέχρι τη δεκαετία του '30 του 19ου αιώνα, είχε συσσωρευτεί σημαντικό πραγματικό υλικό για τη μικροσκοπική δομή των κυττάρων και το 1838 ο M. Schleiden πρότεινε την ιδέα της ταυτότητας των φυτικών κυττάρων από την άποψη της ανάπτυξής τους. Ο T. Schwann έκανε μια τελική γενίκευση, έχοντας κατανοήσει τη σημασία του κυττάρου και της κυτταρικής δομής ως κύρια δομή της ζωτικής δραστηριότητας και ανάπτυξης των ζωντανών οργανισμών.
Η κυτταρική θεωρία, που δημιουργήθηκε από τους M. Schleiden και T. Schwann, λέει ότι τα κύτταρα είναι η δομική και λειτουργική βάση των ζωντανών όντων. Ο R. Virchow εφάρμοσε την κυτταρική θεωρία του Schleiden-Schwann στην ιατρική παθολογία, συμπληρώνοντάς την με σημαντικές διατάξεις όπως «κάθε κύτταρο από ένα κύτταρο» και «κάθε επώδυνη αλλαγή σχετίζεται με κάποιο είδος παθολογικής διαδικασίας στα κύτταρα που αποτελούν το σώμα ."
Οι κύριες διατάξεις της σύγχρονης κυτταρική θεωρία:
1. Κύτταρο - μια στοιχειώδης μονάδα δομής, λειτουργίας, αναπαραγωγής και ανάπτυξης όλων των ζωντανών οργανισμών, δεν υπάρχει ζωή έξω από το κύτταρο.
2. Ένα κύτταρο είναι ένα αναπόσπαστο σύστημα που περιέχει μεγάλο αριθμό διασυνδεδεμένων στοιχείων - οργανιδίων.
3. Τα κύτταρα διαφόρων οργανισμών έχουν παρόμοια (ομόλογα) δομή και βασικές ιδιότητες και έχουν κοινή προέλευση.
4. Αύξηση του αριθμού των κυττάρων συμβαίνει με τη διαίρεση τους, μετά την αντιγραφή του DNA τους: ένα κύτταρο - από ένα κύτταρο.
5. Ένας πολυκύτταρος οργανισμός είναι ένα νέο σύστημα, ένα σύνθετο σύνολο μεγάλου αριθμού κυττάρων ενωμένα και ενσωματωμένα σε συστήματα ιστών και οργάνων, που συνδέονται μεταξύ τους με χημικούς παράγοντες: χυμικούς και νευρικούς.
6. Τα κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισμών είναι παντοδύναμα - κάθε κύτταρο ενός πολυκύτταρου οργανισμού έχει το ίδιο συνολικό κεφάλαιο του γενετικού υλικού αυτού του οργανισμού, όλες τις πιθανές δυνατότητες για την εκδήλωση αυτού του υλικού - αλλά διαφέρουν στο επίπεδο έκφρασης (εργασίας) του ατόμου γονίδια, γεγονός που οδηγεί στη μορφολογική και λειτουργική τους ποικιλότητα - διαφοροποίηση .
Έτσι, χάρη στην κυτταρική θεωρία, τεκμηριώνεται η ιδέα της ενότητας της οργανικής φύσης.
Σύγχρονες κυτταρολογικές μελέτες:
Η δομή των κυττάρων, η λειτουργία τους ως στοιχειώδη ζωντανά συστήματα.
Λειτουργίες μεμονωμένων κυτταρικών συστατικών.
Οι διαδικασίες αναπαραγωγής των κυττάρων, η επισκευή τους.
Προσαρμογή στις περιβαλλοντικές συνθήκες.
Χαρακτηριστικά εξειδικευμένων κυττάρων.
Οι κυτταρολογικές μελέτες είναι απαραίτητες για τη διάγνωση ανθρώπινων ασθενειών.
Λέξεις-κλειδιά και έννοιες:κυτταρολογία, κυτταρική, κυτταρική θεωρία
ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΑ ΚΥΤΤΑΡΑ
Όλες οι γνωστές μορφές ζωής στη Γη μπορούν να ταξινομηθούν ως εξής:
ΜΗ ΚΥΤΤΑΡΙΚΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΖΩΗΣ
ΙΟΙ
Ιός (lat. ιός- δηλητήριο) - ένας μη κυτταρικός οργανισμός, το μέγεθος του οποίου κυμαίνεται μεταξύ 20 - 300 nm.
Τα ιούς (σωματίδια ιού) αποτελούνται από δύο ή τρία συστατικά: ο πυρήνας του ιού είναι γενετικό υλικό με τη μορφή DNA ή RNA (μερικά έχουν και τους δύο τύπους μορίων), γύρω από αυτό είναι μια πρωτεϊνική επικάλυψη (καψίδιο) που σχηματίζεται από υπομονάδες (καψομερή). ). Σε ορισμένες περιπτώσεις, υπάρχει ένα επιπλέον λιποπρωτεϊνικό περίβλημα που προκύπτει από την πλασματική μεμβράνη του ξενιστή. Για κάθε ιό, τα καψιδικά καψομερή είναι διατεταγμένα με αυστηρά καθορισμένη σειρά, λόγω της οποίας προκύπτει ένας ειδικός τύπος συμμετρίας, για παράδειγμα, ελικοειδής (σωληνοειδές σχήμα - ιός μωσαϊκού καπνού ή σφαιρικός σε ζωικούς ιούς που περιέχουν RNA) και κυβικοί (ισομετρικοί ιοί) ή ανάμεικτα (Εικ. 1).