Таблица методов изучения клетки, характеристики исследований

Изучением клетки — основополагающего «кирпичика» любой ткани, органа и формирующегося из них организма, занимается специальная наука — цитология. Это направление биологии, разрабатывающее подходы к исследованию структуры, жизнедеятельности и биохимических процессов, происходящих в процессе клеточного развития. Цитология имеет свой перечень способов «углубиться в недра мини-мира», представленный таблицами по методам изучения клетки.

Оглавление:

• Первые приборы и попытки разобраться
• Классификация методов цитологии
• Микроскоп — «глазок в тайное»
• Дифференциальная таблица характеристик микроскопии
• Современные сообщения об изучении микромира

Первые приборы и попытки разобраться

Клетки — это мельчайшие частички, составляющие фундамент, на котором постепенно строится и развивается организм всех форм жизни: растений, животных, человека. До XVII века люди даже не подозревали об их существовании, и открытие каких-то непонятных структур настолько ошеломило ученых того времени, что они начали активно развивать и совершенствовать методы изучения жизнедеятельности клетки.

Первоначально необычное строение предметов заметил рабочий по шлифованию стекла в Голландии Янсен в конце XVI века. Он соединил между собой пару линз для литья очков, получив значительное увеличение, и рассмотрел, что поверхность и срезы окружающих его предметов неоднородны. Но это изобретение не позволяло подробно изучить, что же это за маленькие составляющие.

Создание первого светового микроскопа присвоено английскому учёному Роберту Гуку (частый вопрос в ЕГЭ).

Он интересовался, почему дерево из пробки плавает лучше других видов, и усиленно присматривался к его срезу на свету в лупу, благодаря чему обнаружил, что пробка состоит из множества круглых ячеек (они напоминали пчелиные соты) отсюда и пошло название «клетка» (cell — соты).

Позже его световое творение усовершенствовали другие ученые, что позволило им добиться большего увеличения и чёткости и рассмотреть «внутренние органы клетки» — органоиды и другие компоненты (в первую очередь, цитоплазму), а также процесс деления. Структура, установленная благодаря микроскопу:

• ядро;
• вакуоли (у растений);
• цитоскелет;
• рибосомы;
• митохондрии;
• аппарат Гольджи;
• эндоплазматический ретикулум.

Левенгук, Фракасторо и другие врачи и исследователи один за одним потрясали научный мир открытиями растительных клеток, бактерий, клеток крови (эритроцитов), дрожжей, инфузорий и т. д.

Ученые того времени кратко набросали план усовершенствования новых аппаратов, и в настоящее время благодаря технологиям разработаны множество микроскопов со своими достоинствами, но стандартный, «школьный» микроскоп всё ещё применяется в некоторых сферах человеческой жизни, в том числе и для знакомства учащихся с микромиром.

Классификация методов цитологии

Наука не стоит на месте, и интерес учёных и врачей к теме внутреннего устройства «живых ячеек» постоянно побуждал специалистов разных профессий изучать и разрабатывать новые методы.

Это позволило выделить классы современных аппаратов, способных максимально точно передать информацию, что же содержится внутри, и даже воссоздавать объёмные 3D-конструкции, имитируя живые клетки.

В цитологии чаще всего используют следующие способы «внедрения в недоступное»:

• микроскопия (существуют несколько подвидов: световая, электронная, темнопольная, фазово-контрастная, флуоресцентная);
• центрифугирование (разделение клеток на отдельные компоненты);
• авторадиографический метод (органеллы обрабатывают специальными радиоизотопными веществами);
• культурирование (выращивание культур клеток);
• микрохирургия.

Каждый день во многих лабораториях стараются получить все более новые и точные данные, но все они основываются на этих фундаментальных методах и их избирательной способности выявлять биохимические процессы, определять химический состав и клеточный обмен в целом.

Микроскоп — «глазок в тайное»

Микроскоп — совокупность линз, расположенных в определенном порядке, которая позволяет приблизить и более-менее четко разглядеть клеточные границы и органоиды. Составные элементы:

• окуляр (самая первая, в которую смотрит человек);
• тубус (трубка, соединяющая окуляр с объективом);
• объектив (несколько линз собирают поступающий свет в одну точку);
• штатив, который держит на себе предметный столик для расположения и просмотра стекол;
• комплекс «света» — лампы и конденсор (он собирает свет от ламп);
• большой и малый винты (макро- и микровинт) для регулировки четкости и близости изображения.

Микроскопия — оптимальный метод изучить базовое клеточное строение, достаточное для понимания, как устроены живые организмы, но есть одно «но»: органоиды трудно увидеть без подготовки изучаемого материала, поэтому перед таким исследованием (особенно при световом способе) следует провести ряд этапов:

1. Сначала зафиксировать клетки на стекле, чтобы они не передвигались во время просмотра в микроскоп. Для этого применяют различные растворы-фиксаторы или нагревание над пламенем горелки.
2. После фиксации материал нужно покрасить с применением основных и кислотных красителей (каждый клеточный компонент воспринимает «свой» цвет — синий, розовый или смешанный, сероватый).
3. При других формах микроскопии могут понадобиться дополнительные меры: заливка парафином, создание вакуума, быстрое замораживание в жидком азоте и др.

Действующие доктора медицинских наук (Свитнев, Островский) и ученые не могут обойтись без этого «золотого стандарта» в диагностике заболеваний, и, несмотря на обилие современных методик, микроскопия никогда не потеряет актуальности.

Дифференциальная таблица характеристик микроскопии

Современные сообщения об изучении микромира

Таблица «Новые методики в микробиологии»

Лаборатории непрестанно создают новые методы исследования для улучшения диагностики заболеваний, и современные методики нашли применение во многих сферах (генная инженерия, клеточные технологии). Это позволило приумножить знания о развитии всего живого и научиться влиять на жизненные процессы (и даже управлять ими), что в первую очередь сказывается на развитии медицины и здоровье людей.