big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Методы исследования строения и функций клеток

Для исследования строения клетки, ее органоидов и составных частей успешно применяются традиционные микроскопические методы. Главным методическим приемом при изучении клеток остаемся визуальное наблюдение, в том числе их прижизненное (витальное) исследование. Кроме визуальных наблюдений с помощью светового микроскопа используют разные объективные методы регистрации клеточного строения: микрофотографирование, цитофотометрию, микроспектрофотометр ню, микрокиносъемку и др.

С помощью микрохимических (цитохимических) методов определяют локализацию и количественное содержание отдельных химических веществ по специальным цветным реакциям непосредственно в клетке.

Кроме обыкновенной микроскопии в видимых лучах используют также люминесцентную (флуоресцентную) и ультрафиолетовую микроскопию. При этом препараты освещают сине-фиолетовыми или ультрафиолетовыми лучами, которые вызывают свечение (флуоресценцию) многих органических веществ клетки (пигментов, витаминов, алкалоидов, дубильных или других высокомолекулярных соединений). Применяют также специфические красители флуорохромы. Флуорохромы образуют флуоресцирующие комплексы с теми веществами клеток, которые не способны к естественной флуоресценции. При микроскопическим исследовании флуоресцирующих препаратов обнаруживают такие детали и тонкости строения, размещение и количество отдельных компонентов клеток, которые недоступны обыкновенной микроскопии. Перечисленные разновидности микроскопии позволяют эффективно исследовать живые, не фиксированные или слегка окрашенные клетки и препараты. Используют также другие виды световой микроскопии -интерференционную, фазово-контрастную, поляризационную, а также их сочетания и модификации.

Для большей контрастности и четкости отдельных клеточных структур и органоидов применяют окрашивание фиксированных препаратов специфическими красителями (фуксином, пиронином, гематоксилином, метиленовым синим), которые избирательно адсорбируются цитоплазмой, ядром, митохондриями, хромосомами, что облегчает их обнаружение, наблюдение и исследование.

Для генетических, эмбриологических и других исследований применяют микрохирургию — пересадку ядер, хлоропластов, слияние протопластов, пересадку кусочков зародышевых слоев оплодотворенного яйца и др.

Для обнаружения субмикроскопического строения клеток и органелл с успехом применяется электронная микроскопия, в основе которой лежат просвечивание пучком электронов тончайших, обработанных электронопоглощающими и одновременно фиксирующими соединениями (перманганатом калия, осмиевой кислотой и др.) или напыленных парами металлов срезов, и фиксация электронного поглощения микропрепаратом в сильно увеличенном виде на специальный экран. При электронно-микроскопических исследованиях в ряде случаев уже трудно провести границу между собственно цитологией и биохимией, так как они объединяются на уровне макромолекулярного изучения объектов (микротрубочки, микрофиламенты, мембраны).

Получает распространение электронная растровая эмиссионная (сканирующая) микроскопия, при которой изображение препарата получают с помощью отраженных от него электронов. Это дает возможность получать трехмерную картину изображения поверхности не только срезов, но и целого микроскопического объекта или препарата.

Большой объем информации дают биохимические методы исследования клетки. С целью получения индивидуальных химических соединений, отдельных органелл, составных частей клеточное содержимое вначале разделяют на отдельные компоненты с помощью хроматографического разделения смесей, электрофоретического разделения, центрифугирования измельченных клеток с разными скоростями и постепенного осаждения органелл и их фрагментов в зависимости от их плотности и размеров в буферных однородных следах либо в градиенте плотности и т. д.

Биофизические методы дают возможность изучать строение и функции клеток с использованием меченых атомов, изотопного анализа, электрофизиологической аппаратуры, математического моделирования, регистрации биоэлектрических потенциалов, хемилюминесценции и др. В результате применения этих методов исследуются работа мембран, функция органоидов, появление и проведение возбуждения, механизмы сокращения мышечных волокон, а также другие проявления биофизических особенностей клеток.

Одним из современных методов изучения клетки является метод культуры тканей или клеток, выделенных из организма животных и растений. Культура тканей — удобная модель для изучения процессов скорости и последовательности формирования органелл, отложения запасных питательных веществ, роста клеточных оболочек, образования вакуолей, биосинтеза физиологически активных веществ и т. п.

Перспективен и рентгеноструктурный анализ, основанный на способности рентгеновских лучей к дифракции после прохождения через вещества с упорядоченной внутренней структурой или с правильно чередующимися атомами. С помощью этого метода расшифрована структура ДНК, гемоглобина, миоглобина, коллагена и других биологических веществ.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.