*§ 10-1. Методы изучения клетки

Световая микроскопия. Первым методом, использованным для открытия и изучения клеток, была световая микроскопия. Увеличение объекта в световом микроскопе достигается с помощью линз, через которые проходит свет. При этом максимальное увеличение составляет около 1500 раз. Однако главной характеристикой микроскопа является разрешающая способность (разрешение) — минимальное расстояние между двумя объектами, которые можно распознать отдельно. Отдельная частица будет видна только в том случае, если по размеру она не меньше разрешения микроскопа. Например, разрешающая способность человеческого глаза составляет около 0,1 мм.

 

            Разрешение характеризует четкость изображения. Без повышения разрешающей способности нет смысла в большем увеличении. Если линзы не дают возможности различать детали объекта, то изображение будет размытым, и при большем увеличении будет получено просто более крупное, но такое же нечеткое изображение.

        

Разрешение светового микроскопа ограничивается длиной световой волны. Даже при использовании самого коротковолнового видимого света — фиолетового — можно достичь разрешения лишь около 200 нм. При такой разрешающей способности видны самые крупные компоненты клеток — ядро, пластиды, вакуоли, митохондрии, клеточные стенки. Более мелкие клеточные структуры или не видны вообще, или их детали различаются с трудом.

         Другая трудность применения световой микроскопии состоит в том, что большинство клеточных компонентов прозрачно. Для увеличения контрастности часто используют различные методы окраски клеток. При этом клеточные структуры окрашиваются специальными красителями в разные цвета. Некоторые красители — их называют прижизненными — не токсичны и используются для окрашивания живых клеток. Однако большинство красителей токсично для клеток и вызывает их гибель.

Открытие клеток связано с использованием световой микроскопии. Этот метод позволяет изучить самые крупные клеточные компоненты. Применение электронной микроскопии сделало возможным исследование ультратонкого строения клеточных структур. Методы цито- и гистохимии используются для изучения локализации химических соединений и анализа процессов обмена веществ в клетках и тканях. Методы дифференциального центрифугирования и центрифугирования в градиенте плотности применяют для разделения компонентов клеток. Определить пространственную структуру биомолекул позволяет рентгеноструктурный анализ. При изучении процессов деления и роста, дифференцировки, роли ядра и органоидов в жизнедеятельности клеток используют методы клеточных культур и микрохирургии.