Введение в цитологию клетки

2. Развитие цитологии

Роберт Гук

(1635-1703)

Антони ван

Левенгук

(1632-1732)

Роберт Броун

(1773 -1858)

введение в цитологию клетки

Роберт Гук в 1665 г. «Исследование строения пробки с помощью увеличительных линз».


Антони ван Левенгук основоположник научной микроскопии, в 1680 г. описал ядро в

клетке животного.

Роберт Броун в 1831 г. описал ядро в растительной клетке.

Цитология

(греч. κύτος — «клетка» и λόγος — «учение»)

— раздел биологии, изучающий живые клетки,

их происхождение, развитие, строение и

Развитие цитологии

функционирование.

Синонимы: клеточная биология, биология клетки.


Уровни организации живой материи

• Молекулярный

• Клеточный

• Организменный

• Популяционно-видовой

• Тканевой

• Биогеоценозный

• Органный


• Биосферный

Метахромазия — изменение цвета красителя

связывании

некоторыми

структурами (молекулами) клетки.

Артефакты — структуры, возникающие в

клетках

результате


манипуляций

исследователя и отсутствующие в нативных

клетках.

Тинкториальные

свойства


клетки

способность клетки окрашиваться тем или

иным красителем.

В Нидерландах Захарий и Ханс Янсены в 1590 г.

смонтировали две выпуклые линзы внутри одной


трубки (Ув. от 3 до 10 раз).

Галилей в 1610 г. сконструировал микроскоп путем

сочетания в свинцовой трубке выпуклой и вогнутой

линз.

Культивирование

требует питательной

среды и поддержания

Введение в цитологию клетки


параметров

культивирования (t, рН,

стерильность).

элементарная

структурнофункциональная единица всех живых

организмов,


обладающая

собственным

обменом

веществ,

способная

самостоятельному


существованию,

развитию и самовоспроизведению.

Организм взрослого

человека состоит

приблизительно


из 1013 клеток.

• Клеточная оболочка — совокупность

структур (клеточная стенка, капсула,

чехол,

плазматическая

мембрана)

отделяющих внутреннее содержимое

клетки от внешней среды.

• Протоплазма — внутреннее содержимое


клетки, отделенное от внешней среды

клеточной оболочкой.

Синтетический аппарат.

Энергетический.

Аппарат внутриклеточного пищеварения.


Опорно-двигательный аппарат.

Наука
о клетке называется цитологией.
Клетка является единицей всего живого,
элементарной живой системой. Цитология
изучает строение и химический состав
клеток, функции внутриклеточных структур
и клеток внутри организма, размножение
и развитие клеток, приспособление
клеток к условиям окружающей среды.

Представления
о клетке появились в связи с изобретением
микроскопа.

Рассматривая
под микроскопом срез пробки, Р.Гук
обнаружил, что она состоит из ячеек,
разделенных перегородками. Эти ячейки
он назвал «клетками».

В
трудах знаменитого голландского ученого
Антони ван Левенгука, особенно в книге
«Тайны природы», впервые появилась
информация о строении многих биологических
объектов (эритроцитов, многих водорослей,
бактерий, сперматозоидов, разнообразных
микроструктур растительных и животных
клеток).

Лишь
в XIX в. ученые обратили внимание на
полужидкое студенистое содержимое,
заполняющее клетку. К началу XIX в., после
того как появились хорошие микроскопы,
были разработаны методы фиксации и
окраски клеток, представления о клеточном
строении организмов получили общее
признание.

ПОДРОБНЕЕ:   Какая наука изучает живые клетки. Цитология – наука о клетке

Клеточная теорияПо мере совершенствования
инструментальной базы и техники
микроскопических исследований клеточного
строения организмов, было признано,
что наличие клеток представляет собой
общую структурную черту биологической
организации.

Клеточное строение
организмов наблюдали многие исследователи.
Наиболее обстоятельные описания
клеточных структур в XIX в. дали Я.Пуркинье
и М.Шлейден. В 1838 г.

немецкий ботаник
М.Шлейден доказал, что в любой растительной
клетке есть ядро. Но только немецкий
зоолог Т.Шванн в большом разнообразии
клеток увидел их общность, их единый
план строения.

Он создал теорию,
утверждающую, что клетки, содержащие
ядра, представляют собой структурную
и функциональную основу всех живых
существ. Клеточная теория строения
была сформулирована и опубликована Т.
Шванном в 1839 г. Суть её можно выразить
в следующих положениях:

  • Клетка
    рассматривается как элементарная
    структурная единица строения всех
    живых существ.

  • Клетки
    растений и животных самостоятельны,
    гомологичны друг другу по происхождению
    и структуре, но могут быть аналогичными
    по выполняемым функциям.

Наряду
с несомненными достоинствами, в данной
теории содержались ошибочные положения
и утверждения. Во-первых, по Т.Шванну,
жизнь клеток определялась не ее
содержимым — протопластом, а главным
образом оболочкой (стенкой);

во-вторых,
клетки в тканях и органах считались
автономными, поэтому свойства организмов
он сводил к сумме свойств отдельных
клеток; в третьих, Т.Шванн полагал, что
клетки возникают из неклеточного
вещества.

Существенным
дополнением основного положения
клеточной теории было открытие еще в
1827 г. академиком Российской АН К.М.Бэром
яйцеклетки млекопитающих. К.М.

Бэр
установил, что все организмы начинают
свое развитие с одной клетки, представляющей
собой оплодотворенное яйцо. Это открытие
показало, что клетка не только единица
строения, но и единица развития всех
живых организмов.

В
1855 г. немецкий врач Р.Вирхов на основании
данных об упорядоченном делении исходных
клеток сделал обобщение: клетка может
возникнуть только из предшествующей
клетки.

Это привело к осознанию того
факта, что рост и развитие организмов
связаны с делением клеток и их дальнейшей
дифференцировкой, приводящей к
образованию тканей и органов.

Таким
образом, к началу ХХ в. благодаря созданию
клеточной теории, сформировалось
представление о клетке как о важнейшей
составляющей всего органического мира,
о единстве всего живого.

4. Красители

• Кислые (эозин, оранж G)

МКК=(красящий ион)- Н

Окрашивают структуры, несущие положительный заряд.

Способность окрашиваться кислыми красителями –

оксифилия, ацидофилия (цитоплазма большинства клеток).

МОК=(красящий ион) ОНОкрашивают структуры несущие отрицательный заряд.


Способность окрашиваться основными красителями –

базофилия (ядро, рибосомы, грЭПС)

Клеточная теория

Сформулирована в 1838 г. Маттиасом Шлейденом и Теодором Шванном.

• Все организмы как многоклеточные, так и

одноклеточные состоят из клеток;

ПОДРОБНЕЕ:   В цитологии обильно палочки

• Клетка – элементарная живая система способная

самообновлению,

саморегуляции

самовоспроизведению;


• Клетки всех живых организмов построены по

единому принципу;

• Клеточное строение организмов свидетельствует

о единстве их происхождения;

• Клетки способны организовываться в структуры

более высокого порядка (ткани, органы, организм);

• Новые клетки возникают только в результате

деления предшествующих клеток.

прокариоты


Архебактерии

эукариоты

Слизевики

Грибы

Эубактерии

Растения

Животные

— внутренняя среда клетки, составляющая

≈50% её общего объема. Представляет


собой коллоидный раствор, в котором

находятся все органеллы и включения, а

также ионы, белки, нуклеиновые кислоты,

полисахариды, липиды, витамины и др.

В ней протекает ряд биохимических

процессов (гликолиз, синтез жирных кислот,

Введение в цитологию клетки

белков, холестерина, глюконеогенез).


Изменяет

консистенцию

благодаря

обратимым переходам по типу гель-золь.

6. Принципы окрашивания

• Витальное – окрашивание клеток

путем введения красителя в организм

животного.

• Суправитальное


окрашивание

нефиксированных клеток, выделенных

из организма.

• Поствитальное

окрашивание

фиксированных клеток.

7. Развитие микроскопии

линз.

• Разрешающая


способность

минимальное расстояние между двумя

точками

объекта,

котором

воспринимаются

раздельно


(размер

минимально видимой структуры).

• Увеличение

соотношение

между

линейными


размерами

изображения

изучаемого объекта и его истинными

размерами.

Определяется

произведение увеличения окуляра на

увеличение объектива.

В 1872 г. Э. Аббе описал физически

разрешенный предел световой

микроскопии.

• поглощают или отражают свет;

• смещают свет по фазе;

• поворачивают плоскость поляризации света.

Fluorescence

Bright-field

Развитие цитологии

Polarised


Dark-field

Phase contrast

Окуляр

Визуальная насадка

Револьверное устройство

Объектив

Предметный столик

Конденсор

Система освещения


Винты фокусирования

Тубусодержатель

Введение в цитологию клетки

Светлопольная микроскопия

В отсутствие препарата пучок

света из конденсора, проходя

через объектив, даёт вблизи

фокальной плоскости окуляра

равномерно освещенное


поле. При наличии в

препарате абсорбирующих

свет структур происходит

частичное поглощение и

частичное рассеивание

падающего света, что


обуславливает изображения.

Красители

• Объект

освещается

УФ-лучами.

• Полученное невидимое

изображение преобразуется

с помощью специальных

устройств (фотопластинки,


люминесцентный экран и др.)

Темнопольная микроскопия

— это микроскопическое исследование с помощью

темнопольного микроскопа

(темнопольного


конденсора).

Центральная часть

темнопольных конденсоров

затемнена и прямые лучи от

осветителя в объектив


микроскопа не попадают.

Объект освещается косыми

боковыми лучами и в объектив

микроскопа попадают только

лучи, рассеянные частицами,

находящимися в препарате.

Лептоспира

Фазово-контрастная микроскопия


прохождении

света

через образец меняется

фаза колебания фотонов.

Изменения


фазы

преобразуется микроскопом

(кольцевая

Особенности окрашенных клеток

диафрагма,

фазовая

пластинка

объектива) в изменения


амплитуды света.

Дифференциальноинтерференционная микроскопия

ПОДРОБНЕЕ:   Цитология мазка при эрозии что это

Пучок света от осветителя

разделяется на два. Один

проходит

через

объект

изменяется по фазе, другой


минует объект. В призмах

объектива

пучка

интерферируют. В результате

строится

изображение,

котором

участки

Принципы окрашивания

разной


толщины

плотности

отличаются

степени

контрастности.

Используется только для анизотропных объектов.


На объект падает поляризованный свет, который,

пройдя

объект,

попадает

анализатор,


устройство определяющее отклонение плоскости

поляризации от исходной. Выявляет строго

упорядоченно

расположенные

структуры

объекте.

Люминесцентная микроскопия


основе

Развитие микроскопии

метода

лежит

способность

различных

веществ, входящих в состав

исследуемого

объекта

испускать свет, после их


облучения.

Микроскопия

a-tubulin-Alexa 633

Phalloidin-TRITC

a-5-HT-Alexa 488

• Первичная

серотонин, адреналин.


• Вторичная

(наведенная)

обработка

образца

флуорохромами

(родамин,

флуоресцеин).


DAPI

Platynereis dumerilii

Люминесценция

Ограничение световой микроскопии

ФЛУОРОХРОМ

Устройство конфокального

микроскопа

Фотоумножитель


Pinhole

(диафрагма)

Лазер

Коллиматор

Светоделительная

призма

Сканирующие

зеркала


Объектив

Ранний эмбрион Phascolosoma agassizii

a-FMRFa-Alexa 488

Препарат

— сканирующий

зондовый

микроскоп

высокого разрешения, основанный на


взаимодействии зонда — кантилевера с

поверхностью исследуемого образца.

Металлическая игла подводится к образцу на

расстояние нескольких ангстрем. При подаче на

иглу

относительно

образца

небольшого

потенциала возникает туннельный ток. Величина


этого тока экспоненциально зависит от расстояния

образец-игла. В процессе сканирования игла

движется

вдоль

образца,


туннельный

поддерживается стабильным за счёт действия

обратной связи.

13. Ультрафиолетовая микроскопия

• Объект

освещается

УФ-лучами.

(темнопольного

конденсора).


Центральная часть

Лептоспира

прохождении

света

Изменения

фазы

(кольцевая

диафрагма,

фазовая


пластинка

амплитуды света.

проходит

через

объект

объектива

пучка


строится

изображение,

котором

участки

разной

толщины

плотности

отличаются

степени


контрастности.

17. Поляризационная микроскопия

пройдя

объект,

попадает

анализатор,

упорядоченно


расположенные

структуры

объекте.

основе

метода


лежит

способность

различных

исследуемого

объекта

облучения.

Phalloidin-TRITC


a-5-HT-Alexa 488

• Первичная

• Вторичная

(наведенная)

обработка

образца

флуорохромами


(родамин,

флуоресцеин).

DAPI

Люминесценция

ФЛУОРОХРОМ

микроскопа

Фотоумножитель


Pinhole

(диафрагма)

Лазер

Коллиматор

Светоделительная


призма

Сканирующие

зеркала

Объектив

a-FMRFa-Alexa 488

Препарат

22. Иммуноцитохимия

— метод основанный на специфическом


взаимодействии

ионов,

химических

соединений или их функциональных

групп с красителями или образовании


окрашенных веществ из неокрашенных

реагентов в процессе специфической

реакции.

ШИК-реакция

Виды световой микроскопии

Реакция на

миелопероксидазу

В основе метода лежат качественные реакции.

— высокоинформативный и наиболее


специфический метод выявления молекул

в клетках.

В основе лежит реакция «антиген-антитело»

28. Гибридизация in situ

— метод выявления в клетках последовательности

нуклеотидов ДНК или РНК, основанный на

комплементарном взаимодействии исследуемой

нуклеотидной


последовательности

соответствующей

маркированной

последовательностью ДНК или РНК.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медицинский взгляд на еду
Adblock
detector