Современные исследования клетки

Микроскопическое  исследование живых клеток и тканей широко применяется в цитологии для самых различных целей, например: для изучения изменений, происходящих в клетках при разнообразных внешних воздействиях, для выяснения закономерностей обмена веществ в клетках, для изучения клеточных структур, токов цитоплазмы, клеточной проницаемости.

Методы  микрургии (микрохирургия). Экспериментальные методы, и в первую очередь разнообразные операции на клетках (микрооперации), стали применяться цитологами уже во второй половине прошлого столетия. Первые микрооперации проводились на сравнительно крупных объектах, например на развивающихся клетках различных животных, без использования каких-либо специальных приспособлений и при небольших увеличениях лупы или препаровального микроскопа. Микрооперации на крупных клетках и до сих пор проводятся вручную без каких-либо сложных приборов. Микрооперации на отдельных клетках мелких размеров стали проводить только в начале нашего столетия, когда был сконструирован прибор, называемый микроманипулятором. Для этих операций требуются большие увеличения микроскопа и специальные микроинструменты, которые чаще всего изготовляются самим экспериментатором из тонких стеклянных нитей или палочек. Операции по пересадке ядер дают возможность изучить роль ядра и цитоплазмы в жизни клеток, изучить изменения, происходящие в безъядерных клетках, выяснить участие ядра и цитоплазмы в передаче по наследству тех или иных признаков.

Методы  культивирования  клеток и тканей. В условиях лаборатории можно культивировать самые разнообразные клетки одноклеточных и многоклеточных организмов, что совершенно необходимо для решения целого ряда цитологических проблем.Культивирование клеток и тканей вне организма (in vitro) связано с соблюдением определенных условий, необходимых для роста и развития этих культур. Прежде всего требуется подходящая для каждого вида культур посуда. Так, культуры бактерий и простейших обычно содержатся в пробирках, чашках Петри и Коха, в стеклянных флаконах, микроаквариумах. Предметные стекла с углублениями (лунками), чашки и флаконы Карреля используются Для культур тканей многоклеточных организмов. Выращивание культур производится на минеьных и питательных средах, состав которых различен для отдельных видов бактерий, простейших, а также для клеток и тканей многоклеточных животных и растений. Культуры бактерий успешно растут в жидких, в полужидких и на плотных питательных средах. Большое разнообразие культуральных сред известно и для простейших. Например, инфузория-туфелька -- обычный объект для многих цитологических работ -- хорошо культивируется на сенном настое, настое салата, на минеральной среде Л.К. Лозина-Лозинского с постоянной подкормкой бактериями и дрожжамрали. Культуры амеб (Amoeba proteus) выращиваются на минеральной среде Прескотта с кормлением их мелкими инфузориями тетрахименами, а для культур разнообразных паразитических простейших существует много видов специальных сред, часто имеющих сложный состав.

Методы  исследования биоэлектрических явлений в клетке. Биоэлектрические потенциалы или электрические напряжения в тканях и клетках животных и растений могут быть измерены и засняты на движущуюся фотопленку. Для отведения биоэлектрических потенциалов из клетки пользуются двумя методами:

1) внутриклеточное  отведение с помощью микроэлектродов;

2) внеклеточное отведение  с использованием наружных электродов. Рассмотрим кратко оба эти  метода.

Изучение биохимических  свойств и химического состава  клетки осуществляется разнообразными методами, среди которых за последние 10-15 лет широкое распространение  получил метол изолированных  клеточных структур. Выделение из клеток ядер, ядрышек, митохондрий и других структурных образований производится путем последовательного (или дифференциального) центрифугирования. Современные центрифуги -- это приборы, обладающие большой мощностью, способные развивать огромную скорость вращения (например, 60000 оборотов в минуту), необходимую для разделения клеток на отдельные фракции, в каждой из которых находятся определенные клеточные структуры.

. Методы микрохимического и ультрамикрохимического изучения клетки

К микрохимическим  относятся те методы, с помощью  которых производится определение  от 10 до 0,01 мг вещества. Эти методы широко используются в цитологии для  определения содержания в клетках  белков, фосфора, аминокислот, нуклеиновых  кислот, сахаров и т. д. По характеру  своему, по аппаратуре, которая используется для определения веществ, микрохимические  методы не отличаются от обычных биохимических  методов.

6. Метод рентгеноструктурного  анализа

Метод рентгеноструктурного анализа основан на явлении дифракции  рентгеновских лучей. Он применяется  для изучения строения молекул белков, нуклеиновых кислот и других веществ, входящих в состав цитоплазмы и ядра клеток. Метод дает возможность определить пространственное расположение молекул, точно измерить расстояние между  ними и изучить внутримолекулярную структуру.

Фиксация. Фиксация представляет собой начальный и чрезвычайно важный этап в изготовлении любого фиксированного препарата. Фиксаторы, быстро проникая в клетку, должны убить ее, не вызывая грубых изменений в клеточных структурах. Фиксаторы по возможности должны переводить все вещества, входящие в состав клетки, в нерастворимую форму, что очень важно для последующей обработки препарата (промывка в воде, проводка через спирты и т. д.).