Цитология предмет задачи методы Цитология от

Цитология: предмет, задачи, методы

Цитология – (от греч. кytos – клетка) наука о клетке Предметом ее изучения является клетка как структурная и функциональная единица жизни

§ В задачи цитологии входит: § изучение строения и функционирования клеток, их химического состава, функций отдельных клеточных компонентов, § познание процессов воспроизведения клеток, приспособления к условиям окружающей среды, § исследование особенностей строения специализированных клеток, этапов становления их особых функций, развития специфических клеточных структур и др.

Этапы становления цитологии

1590 г. Голландия. Ханс Янсон изобрел первый микроскоп Микроскоп (трубка)

Роберт Гук Ввел в науку термин «клетка» .

Антони ван Левенгук § Сконструировал микроскоп, дающий увеличение в 270 раз.

Марчелло Мальпиги (1628 - 94) итальянский биолог и врач, один из основателей микроскопической анатомии. Открыл капиллярное кровообращение. Описал микроскопическое строение ряда тканей и органов растений, животных и человека.

Каспар Фридрих Вольф § (1734 -94), один из основоположников эмбриологии. По происхождению немец, в России с 1766, академик Петербургской АН (1767). Классический труд Вольфа «Теория зарождения» сыграл большую роль в борьбе с преформизмом и представлениями о неизменности видов, обосновании эпигенеза. Заложил основы учения об индивидуальном развитии организмов — онтогенезе.

Роберт Броун § (1773 — 1858), английский ботаник. § установил основное различие между покрытосеменными и голосеменными. § Броун первые правильно описал ядро в растительных клетках § Открыл в 1827 броуновское движение (беспорядочное движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе, под влиянием ударов молекул окружающей среды)

Карл Бэр В 1827 году описал яйцеклетки млекопитающих и сделал заключение, что животные организмы начинают свое развитие с одной клетки.

Маттиас Шлейдан и Теодор Шванн 1838 -1839 г. Создание клеточной теории

Ян Пуркинье §(1787 -1869), чешский естествоиспытатель, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1836). §Фундаментальные труды по физиологии, анатомии, гистологии и эмбриологии, основал первый в мире Физиологический институт во Вроцлаве (1839). Классическое исследование по физиологии зрительного восприятия. § Открыл ядро яйцеклетки; предложил (1839) термин «протоплазма» .

Рудольф Вирхов Выдвинул формулу «Всякая клетка происходит из другой клетки…»

Камилло Гольджи § (1844– 1926), итальянский гистолог, удостоенный в 1906 Нобелевской премии по физиологии и медицине (совместно с С. Рамон-и-Кахалем) за разработку гистологических методов исследования нервной системы. § В 1873 Гольджи впервые применил хромосеребряный метод окрашивания препаратов нервной ткани для микроскопии. С помощью этого метода наблюдал в срезах силуэты отдельных нейронов с отростками. Обнаружил два типа нервных клеток: с длинным аксоном и с коротким ветвящимся аксоном. Изучал структуру головного и спинного мозга, открыл аппарат, названный позднее его, Гольджи, именем.

С. Ф. Рамон-и-Кахаль § (1852– 1934), испанский нейрогистолог, удостоенный в 1906 Нобелевской премии по физиологии и медицине (совместно с К. Гольджи) за изучение строения нервной системы. §Основное направление научных исследований Рамон-и-Кахаля – анатомия и гистология нервной системы. Ученый открыл отростки нервных клеток – дендриты (1890). Создал учение о нейроне как структурной единице нервной системы (1894). Подробное описание им структуры в месте контакта нейронов сыграло важную роль в развитии современных представлений о синапсах. Рамон-и-Кахалю принадлежат классические исследования по регенерации поврежденных нервов, строению сетчатки глаза, спинного мозга, мозжечка.

30 -е годы ХХ века. Создание электронного микроскопа.

Положения клеточной теории 1. Клетка - основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого. 2. Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ. 3. Размножение клеток происходит путем их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки. 4. В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно связаны между собой и подчинены нервным и гуморальным системам их регуляции.

Методы исследования клетки

Световой микроскоп (Световая микроскопия) §Позволяет изучать движение, деление, форму клеток и строение некоторых её структур. §Детали строения клетки обнаруживаются лишь после специального контрастирования, что достигается окраской убитой клетки. §Создать световой микроскоп с большим разрешением невозможно, потому что разрешающая способность связана с длиной волны световых лучей, а не только с качеством увеличительных стекол.

§ В электронных микроскопах вместо световых лучей используется пучок электронов. § С их помощью выявляют очень мелкие детали. В электронном микроскопе видны биологические мембраны (толщина 6— 10 нм), рибосомы (диаметр около 20 нм), микротрубочки (толщина около 25 нм) и другие структуры. Электронный микроскоп (Электронная микроскопия)

§ Для исследования химического состава, выяснения локализации отдельных химических веществ в клетке широко используются методы цитои гистохимии, основанные на избирательном воздействии реактивов и красителей на определенные химические вещества цитоплазмы. § Это методы дифференциального (разделительного) центрифугирования, рентгеноструктурного анализа, авторадиографии и др.

Метод дифференциального центрифугирования позволяет разделить с помощью центрифуги содержимое клетки на отдельные разные по массе составляющие и затем детально изучить их химический состав

Метод рентгеноструктурного анализа дает возможность определять пространственное расположение и физические свойства молекул (например, ДНК, белков), входящих в состав клеточных структур. Метод рентгеноструктурного анализа основан на явлении рассеивания (дифракции) рентгеновских лучей при прохождении их через кристалл. Расположение атомов в кристалле.

Если в определенных направлениях провести через кристалл прямые линии, то одинаковые атомы будут повторяться на них периодически, с одинаковыми интервалами Когда пучок рентгеновских лучей проходит через кристалл, эти параллельные плоскости действуют как система зеркал, расположенных под разными углами, - они отражают часть лучей в разных направлениях. Если позади кристалла поместить фотопластинку, но на ней появится интенсивное центральное пятно от прямого луча, окруженное множеством мелких пятен, соответствующих отражениям от различных групп параллельных плоскостей кристалла. Проанализировав положение и интенсивность каждого пятна, можно определить структуру молекулы.

Метод меченых атомов (авторадиография) § Метод меченых атомов применяют при изучении биохимических процессов, происходящих в живых клетках. § Чтобы проследить за превращениями какого-либо вещества, в его предшественнике заменяют один из атомов соответствующим радиоактивным изотопом (ЗН, 32 Р, 14 С). § Радиоактивный изотоп сигнализирует о своем местонахождении радиоактивным излучением. Это позволяет проследить за определённым соединением, установить последовательность этапов его химических превращений, продолжительность их во времени, зависимость от условий и т. д.

§ Многие процессы жизнедеятельности клеток, в частности деление клетки, фиксируют с помощью кино-и фотосъемки.

Флуоресцентная микроскопия Позволяет увидеть места расположения нуклеиновых кислот, витаминов, жиров и др. При ультрафиолетовой свете одни клеточные компоненты начинают сразу светиться (флуоресцировать), другие светятся лишь при добавлении специальных красителей.

Метод клеточных культур § Способствует изучению клеток разных органов и тканей растений и животных, процессов деления клетки, их дифференцировки и специализации § — выращивание клеток (и целых организмов из отдельных клеток) на питательных средах в стерильных условиях.

Микрохирургия § оперативное воздействие на клетку, связанное с удалением или имплантированием отдельных органелл, их пересаживанием из клетки в клетку, введением в клетку крупных макромолекул и т. д. § Применяют при исследовании живых клеток, выяснении функций отдельных органелл