*§ 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.

1. Охарактеризуйте методы световой и электронной микроскопии. Что они позволяют изучить?

2. На чем основаны методы цито- и гистохимии? Для чего они применяются? Что представляет собой авторадиография?

3. Охарактеризуйте метод дифференциального центрифугирования. В чем заключается особенность центрифугирования в градиенте плотности?

4. В каких единицах выражают скорость осаждения частиц при центрифугировании? Можно ли разделить компоненты суспензии, имеющие одинаковые размеры, с помощью центрифуги?

5. Для чего применяется метод рентгеноструктурного анализа?

6. На чем основаны и для чего используются методы клеточных культур и микрохирургии?

7*. Подберите методы, подходящие для каждого цитологического исследования. Объясните свой выбор.

а) Определение толщины цитоплазматической мембраны клетки;

б) выделение из нейронов ядер и их сбор в отдельную пробирку для дальнейшего изучения;

в) подсчет числа лейкопластов (бесцветных пластид) в клетках клубня картофеля;

г) определение формы молекулы белка и построение ее объемного изображения;

д) размножение в лаборатории лейкоцитов человека и определение, смогут ли они выполнять свои функции без ядра;

е) подсчет числа эритроцитов в 1 мм3 крови человека.

8*. В настоящее время метод клеточных культур находит применение не только в цитологических исследованиях. Предложите другие возможные области его практического использования.