Электронная микроскопия
Источник освещения - раскаленная нить, которая в электрическом поле выбрасывает поток электронов, последний можно фокусировать, пропуская через магнитное поле. Максимальное разрешение 0,1 нм.
Основная часть такого микроскопа представляет собой полый цилиндр, из которого откачан воздух, чтобы не было взаимодействия электронов с молекулами газов. Между катодом и анодом подается высокое напряжение, что служит причиной ускорения электронов. В центре анода есть отверстие, проходя через которое электроны формируют пучок, идущий вниз по колонке микроскопа. Линзы электронного микроскопа представляют собой электромагниты, поле которых может изменять путь электронов (как стеклянные линзы изменяют путь фотонов). Электроны, прошедшие через объект, фокусируются объективной линзой, которая формирует увеличенное первичное изображение объекта. Первичное изображение увеличивается проекционной линзой и проецируется на экран, покрытый люминесцентным слоем, светящимся при попадании на него электронов.
Напряжение, которое используется для ускорения электронов в большинстве электронных микроскопов, достигает 150 кВ.
Контрастирование корпускулярных объектов:
Оттенение металлами: атомы металла распыляются с определенной точки, они больше осаждаются на поверхностях, перпендикулярных напр-ю полета.
Негативное контрастирование: ФосфорноВольфрамовойКислотой, уранилацетатом. Водные растворы этих в-в смешиваются с биологич объектами, затем высушиваются – т.е. вокруг объекта среда из плотного вещ-ва. Соотв. Изображение светлое на темном фоне.
Ультрамикротомия: Создание ультрамикротонких срезов. Клетки сначала фиксирую (часто буферными р-рами альдегида и окисью осмия) после обезвоживания ткани пропитываются эпоксидной смолой или пластиками в мономерной форме, затем полимеризация и затвердение. Резка с термической подачей объекта.
Метод замораживания-скалывания: Объект замораживают жидким азотом (-196), в вакууме скалывается холодным ножом, вода возгоняется, скол покрывается испаренным углеродом, потом металлом – получается реплика. Объект растворяется кислотой, реплика остается – позврляет изучать рельеф клеток, в т.ч. и мембран.
Метод сканирующей электронной микроскопии: фиксированный и специальным образом высушенный объект покрывается тонким слоем золота, отражаясь от которого электроны попадают в приемное устройство, передающее сигнал на электронно-лучевую трубку. Получается почти трехмерное изображение исследуемой поверхности. Тонкий пучок электронов пробегает по поверхности объекта, и сигнал передается на электронно-лучевую трубку. Разрешающая способность этого типа приборов несколько ниже, чем у просвечивающих электронных микроскопов.
Клеточная теория
Р.Гук (1665) – открытие клеток.
А.Левенгук (1680) – живые клетки.
Шванн и Шлейден (1838) – клеточная теория.
Вирхов (1858) – Дополнение клеточной теории – деление клетки.
1. Клетка – элементарная единица живого
Клетка – самоподдерживающаяся и самовоспроизводящаяся система биополимеров.
Сохраняет связь с внешней средой
Каждая клетка использует и трансформирует энергию
Клетки обладают чувствительностью
Способность к изменчивости
Способность к воспроизведению
2. Клетка – единая система, включающая множество закономерно связанных друг с другом элементов, представляющих собой определенное целостное образование, состоящее из сопряженных функциональных единиц – органелл или органоидов.
3. Клетки сходны – гомологичны – по строению и по основным свойствам.
4. Клетки увеличиваются в числе путем деления исходной клетки после удвоения ее генетического материала: клетка от клетки
5. Многоклеточный организм представляет собой новую систему, сложный ансамбль из множества клеток, объединенных и интегрированных в системы тканей и органов, связанных друг с другом с помощью химических факторов, гуморальных и нервных.
Клетка – это единица функционирования в многоклеточном организме. Но клетки объединены в функциональные системы, в ткани и органы, которые находятся во взаимной связи друг с другом.
6.Клетки многоклеточных тотипотентны, т.е. обладают генетическими потенциями всех клеток данного организма, равнозначны по генетической информации, но отличаются друг от друга разной экспрессией различных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию – дифференцировке.
Дифференцировка – это результат избирательной активности разных генов в клетках по мере развития многоклеточного организма.
ТОТИПОТЕНТНОСТЬ
Тотипотентность – способность образовывать из клетки организм.
Развитие от одной клетки до многоклеточного зрелого организма – результат последовательного, избирательного включения работы разных генных участков хромосом в различных клетках. Это приводит дифференцировке.
Дифференцировка – это результат избирательной активности разных генов в клетках по мере развития многоклеточного организма. Любая клетка многоклеточного организма обладает одинаковым полным фондом генетического материала, всеми возможными потенциями для проявления этого материала, т.е. все – или тотипотентна, но в разных клетках одни и те же гены могут находиться или в активном или в репрессированном состоянии.
Стало возможным вырастить зрелое растение из одной его соматической клетки.
После оплодотворения яйцеклетки лягушки у возникшей зиготы микрохирургически удалить ядро, а на место его имплантировать ядро из другой зиготы, то произойдет полное развитие нормальной лягушки. Если же в этом эксперименте ядро зиготы заменить на ядро из специализированной (дифференцированной) клетки взрослого животного, то развитие эмбриона пройдет нормальным путем, вплоть до появления взрослой лягушки .
Из этого вытекает, что клетки многоклеточных организмов обладают полным набором генетической информации, свойственной для данного организма, в этом отношении они равнозначны