IV. Методы исследования клетки.

1. Методы исследования структурной организации клетки

1) световая микроскопия

- сущность: получение четких изображений мелких (недоступных человеческому глазу) биологических объектов (микроорганизмов, клеток и тканей многоклеточных организмов и др.) с помощью специальных оптических приборов – микроскопов, в которых в качестве источника излучения используется видимый свет

- назначение: изучение строения клеток, тканей и органов

2) электронная микроскопия

- сущность: получение детальных изображений макромолекул, вирусов, бактерий, клеток и тканей многоклеточных организмов и др. биообъектов при помощи специальных оптических приборов – электронных микроскопов, в которых вместо светового излучения используется поток электронов

- назначение: изучение ультраструктуры клеток и их различных структурных компонентов – биополимерных молекул, органелл; применяя электронноплотные маркеры (коллоидное золото и др.) можно исследовать и функциональную морфологию клетки – закономерности поступления и трансформации в клетке различных веществ

2. Методы исследования химической организации клетки

1) дифференциальное центрифугирование

- сущность: центрифугирование смеси, полученной в результате разрушения клеток (ткани, органа), в специальных центрифугах при различных скоростях вращения ротора, что позволяет раздельно осаждать частицы с различной массой (ядра, органеллы, макромолекулы)

- назначение: получение чистых фракций различных субклеточных структур для последующего биохимического и биофизического исследования

2) электрофорез

- сущность: движение заряженных частиц (макромолекул и др.), взвешенных в электролите, при наложении внешнего электрического поля; осуществляется в среде пористого наполнителя (хроматографическая бумага, гели); в зависимости от величины и знака заряда частиц они перемещаются к катоду или аноду и занимают совершенно определенное место (зону)

- назначение: используется для разделения сложных смесей биополимеров – белков, нуклеиновых кислот и др.

3) рентгено-структурный анализ

- сущность: основан на изучении дифракции, возникающей при взаимодействии рентгеновского излучения с кристаллическим образцом

- назначение: исследование атомно-молекулярного строения биологических полимеров – пептидов, полисахаридов, нуклеиновых кислот

3. Методы исследования жизнедеятельности и функциональной активности клетки

1) авторадиография

- сущность: метод изучения распределения радиоактивных компонентов по поверхности гистологического среза, основанный на регистрации ядерного излучения (чаще всего, бета-частиц) с помощью фотоэмульсии

- назначение: исследование структурных основ и кинетических характеристик метаболизма различных веществ в клетке (ткани)

2) культура клеток

- сущность: выращивание изолированных клеток вне организма путем создания условий, благоприятных для их жизнедеятельности (питательная среда, поступление кислорода, оптимальная температура)

- назначение: изучение особенностей поведения клеток в отсутствии влияний интегрирующих систем организма (нервной, эндокринной, иммунной); исследование взаимодействия клеток с клетками других типов, вирусами, бактериями

3) микрохирургия

- сущность: проведение различных микроманипуляций с клеткой или ее структурными компонентами: удаление или пересадка ядра (ядрышка), введение микроэлектродов, микроинъекции красителей и т.д.

- назначение: используется как методический прием для решения различных научных задач, в частности, изучение роли ядра и цитоплазмы в развитии зародыша

4) генная инженерия (см. раздел Селекция в главе Генетика)