*§ 10-1. Метады вывучэння клеткі

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.

З дапамогай метадаў цытахіміі і гістахіміі вывучаюць хімічную прыроду розных структур клетак і тканак, размеркаванне хімічных злучэнняў, іх лакалізацыю і ператварэнні. Гэтыя метады заснаваны на выкарыстанні колеравых рэакцый для вызначэння ў клетках розных рэчываў. Пад дзеяннем спецыяльна падабраных рэактываў адбываецца афарбоўванне пэўных злучэнняў у клетцы. Па ступені і характары афарбоўкі з дапамогай мікраскапіі мяркуюць пра колькасць ці актыўнасць вывучаемых рэчываў.

Метады цыта- і гістахіміі павінны забяспечваць звязванне фарбавальніку толькі з доследным злучэннем, захаванне структуры клеткі і лакалізацыі рэчыва ў ёй. Дзякуючы гэтым метадам выяўляюць бялкі і амінакіслоты, нуклеінавыя кіслоты, вугляводы, ліпіды, неарганічныя рэчывы і інш.

Пры цытахімічным вызначэнні бялкоў, нуклеінавых кіслот, вугляводаў і ліпідаў, як правіла, выяўляюцца пэўныя структурныя часткі іх малекул. Напрыклад, у нуклеінавых кіслотах — азоцістыя асновы, астаткі фосфарнай кіслаты ці пентоз. Вызначэнне ферментаў заснавана на выяўленні прадуктаў каталізуемых імі рэакцый. Пры гэтым клеткі змяшчаюцца ў асяроддзе, якое, утрымлівае субстрат доследнага ферменту, а прадукт, што ўтвараецца, вызначаецца з дапамогай колеравай рэакцыі. Афарбаваны прадукт не павінен валодаць высокай растваральнасцю, каб змяшчацца менавіта ў тых частках клеткі, дзе ён быў сінтэзаваны. Па інтэнсіўнасці афарбоўкі можна вызначыць узровень актыўнасці ферменту. У цяпершні час метады цытахіміі дазваляюць выяўляць мноства розных ферментаў.

Важную ролю ў цытахімічных даследаваннях адыгрывае аўтарадыяграфія. Гэты метад заснаваны на ўвядзенні ў клеткі рэчываў, якія змяшчаюць радыеактыўныя меткі (3H, 14C, 15N, 32P, 131I і інш.). Па хімічных уласцівасцях мечаныя злучэнні, напрыклад амінакіслоты ці вугляводы, не адрозніваюцца ад звычайных і ўключаюцца ў працэсы абмену рэчываў. Устанавіць лакалізацыю і канцэнтрацыю мечаных рэчываў можна дзякуючы пацямненню адчувальнай да радыеактыўных выпраменьванняў фатаграфічнай эмульсіі, накладзенай на ўзор. Метад аўтарадыяграфіі выкарыстоўваецца для вывучэння працэсаў абмену рэчываў у клетцы, вызначэння лакалізацыі асобных рэчываў і перамяшчэння іх унутры клеткі, даследавання пранікальнасці клетачных мембран.