Слайд 1Лекция 1. Введение в цитологию.
Слайд 2Развитие цитологии
Роберт Гук (1635-1703)
Антони ван
Левенгук
(1632-1732)
Роберт Броун
(1773
-1858)
Роберт Гук в 1665 г. «Исследование строения пробки с помощью
увеличительных линз».
Антони ван Левенгук основоположник научной микроскопии, в 1680 г. описал ядро в клетке животного.
Роберт Броун в 1831 г. описал ядро в растительной клетке.
Слайд 3(греч. κύτος — «клетка» и λόγος — «учение»)
-
раздел биологии, изучающий живые клетки, их происхождение, развитие, строение и
функционирование.
Синонимы: клеточная биология, биология клетки.
Цитология
Молекулярный
Клеточный
Тканевой
Органный
Организменный
Популяционно-видовой
Биогеоценозный
Биосферный
Уровни организации живой материи
Слайд 4Красители
Кислые (эозин, оранж G)
МКК=(красящий ион)- + Н+
Окрашивают структуры, несущие положительный
заряд.
Способность окрашиваться кислыми красителями –
оксифилия, ацидофилия (цитоплазма большинства
клеток).
Основные (гематоксилин, метиленовый синий, азур II):
МОК=(красящий ион)+ + ОН-
Окрашивают структуры несущие отрицательный заряд.
Способность окрашиваться основными красителями –
базофилия (ядро, рибосомы, грЭПС)
Слайд 5Особенности окрашенных клеток
Метахромазия - изменение цвета красителя при его связывании
с некоторыми структурами (молекулами) клетки.
Артефакты - структуры, возникающие в клетках
в результате манипуляций исследователя и отсутствующие в нативных клетках.
Тинкториальные свойства клетки – способность клетки окрашиваться тем или иным красителем.
Слайд 6Принципы окрашивания
Витальное – окрашивание клеток путем введения красителя в организм
животного.
Суправитальное – окрашивание нефиксированных клеток, выделенных из организма.
Поствитальное – окрашивание
фиксированных клеток.
Слайд 7Развитие микроскопии
В Нидерландах Захарий и Ханс Янсены в 1590 г.
смонтировали две выпуклые линзы внутри одной трубки (Ув. от 3
до 10 раз).
Галилей в 1610 г. сконструировал микроскоп путем сочетания в свинцовой трубке выпуклой и вогнутой линз.
Слайд 8Микроскопия
Разрешающая способность - минимальное расстояние между двумя точками объекта, на
котором они воспринимаются раздельно (размер минимально видимой структуры).
Увеличение – соотношение
между линейными размерами изображения изучаемого объекта и его истинными размерами. Определяется как произведение увеличения окуляра на увеличение объектива.
Слайд 9Ограничение световой микроскопии
В 1872 г. Э. Аббе описал физически разрешенный
предел световой микроскопии.
Выявляются только структуры, которые:
поглощают или отражают свет;
смещают свет
по фазе;
поворачивают плоскость поляризации света.
Слайд 10Виды световой микроскопии
Polarised
DIC
Dark-field
Fluorescence
Bright-field
Phase contrast
Слайд 11Устройство светового микроскопа
Окуляр
Визуальная насадка
Револьверное устройство
Объектив
Предметный столик
Конденсор
Система освещения
Винты фокусирования
Тубусодержатель
Слайд 12Светлопольная микроскопия
В отсутствие препарата пучок света из конденсора, проходя через
объектив, даёт вблизи фокальной плоскости окуляра равномерно освещенное поле. При
наличии в препарате абсорбирующих свет структур происходит частичное поглощение и частичное рассеивание падающего света, что обуславливает изображения.
Слайд 13Ультрафиолетовая микроскопия
Объект
освещается
УФ-лучами.
Полученное невидимое
изображение преобразуется
с помощью специальных
устройств
(фотопластинки,
люминесцентный экран и др.)
Слайд 14Темнопольная микроскопия
Центральная часть темнопольных конденсоров затемнена и прямые лучи от
осветителя в объектив микроскопа не попадают. Объект освещается косыми боковыми
лучами и в объектив микроскопа попадают только лучи, рассеянные частицами, находящимися в препарате.
- это микроскопическое исследование с помощью темнопольного микроскопа (темнопольного конденсора).
Слайд 15Фазово-контрастная микроскопия
При прохождении света через образец меняется фаза колебания фотонов.
Изменения фазы преобразуется микроскопом (кольцевая диафрагма, фазовая пластинка объектива) в
изменения амплитуды света.
Слайд 16Дифференциально-интерференционная микроскопия
Пучок света от осветителя разделяется на два. Один проходит
через объект и изменяется по фазе, другой минует объект. В
призмах объектива два пучка интерферируют. В результате строится изображение, при котором участки разной толщины и плотности отличаются по степени контрастности.
Слайд 17Поляризационная микроскопия
Используется только для анизотропных объектов. На объект падает
поляризованный свет, который, пройдя объект, попадает на анализатор, устройство определяющее
отклонение плоскости поляризации от исходной. Выявляет строго упорядоченно расположенные структуры в объекте.
Слайд 18 Люминесцентная микроскопия
В основе метода лежит способность различных веществ, входящих
в состав исследуемого объекта испускать свет, после их облучения.
Флуоресценция:
Первичная
(аутофлуоресценция): серотонин, адреналин.
Вторичная (наведенная) обработка образца флуорохромами (родамин, флуоресцеин).
Platynereis dumerilii
Слайд 20Устройство конфокального микроскопа
Ранний эмбрион Phascolosoma agassizii
a-FMRFa-Alexa 488
Слайд 21Цитохимия
- метод основанный на специфическом взаимодействии ионов, химических соединений или
их функциональных групп с красителями или образовании окрашенных веществ из
неокрашенных реагентов в процессе специфической реакции.
В основе метода лежат качественные реакции.
Слайд 22Иммуноцитохимия
В основе лежит реакция «антиген-антитело»
- высокоинформативный и наиболее специфический метод
выявления молекул в клетках.
Слайд 24Атомно-силовая микроскопия
сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения, основанный на взаимодействии
зонда - кантилевера с поверхностью исследуемого образца.
Слайд 25Сканирующий туннельный микроскоп
Металлическая игла подводится к образцу на
расстояние нескольких ангстрем. При подаче на иглу относительно образца небольшого
потенциала возникает туннельный ток. Величина этого тока экспоненциально зависит от расстояния образец-игла. В процессе сканирования игла движется вдоль образца, туннельный ток поддерживается стабильным за счёт действия обратной связи.
Слайд 26Дифференциальное центрифугирование
метод разделения
внутриклеточного
содержимого при
центрифугировании
80000-150000 об/мин.
Слайд 27Культивирование клеток
Культивирование
требует питательной
среды и поддержания
параметров
культивирования (t, рН,
стерильность).
Слайд 28Гибридизация in situ
- метод выявления в клетках последовательности нуклеотидов ДНК
или РНК, основанный на комплементарном взаимодействии исследуемой нуклеотидной последовательности с
соответствующей маркированной последовательностью ДНК или РНК.
Слайд 29Клетка
– элементарная структурно-функциональная единица всех живых организмов, обладающая собственным обменом
веществ, способная к самостоятельному существованию, развитию и самовоспроизведению.
Организм взрослого
человека состоит
приблизительно
из 1013 клеток.
Слайд 30Клеточная теория
Все организмы как многоклеточные, так и одноклеточные состоят
из клеток;
Клетка – элементарная живая система способная к самообновлению,
саморегуляции и самовоспроизведению;
Клетки всех живых организмов построены по единому принципу;
Клеточное строение организмов свидетельствует о единстве их происхождения;
Клетки способны организовываться в структуры более высокого порядка (ткани, органы, организм);
Новые клетки возникают только в результате деления предшествующих клеток.
Сформулирована в 1838 г. Маттиасом Шлейденом и Теодором Шванном.
Слайд 32Компоненты клетки
Клеточная оболочка - совокупность структур (клеточная стенка, капсула, чехол,
плазматическая мембрана) отделяющих внутреннее содержимое клетки от внешней среды.
Протоплазма -
внутреннее содержимое клетки, отделенное от внешней среды клеточной оболочкой.
Слайд 33Протоплазма
Протоплазма прокариот:
Цитоплазма
Протоплазма эукариот:
Цитоплазма
Ядро
Цитоплазма про- и эукариот:
Цитозоль
(гиалоплазма, клеточный матрикс).
Органеллы (органоиды).
Включения.
Ядерно-цитоплазматическое отношение (ЯЦО) - отношение
площади ядра к площади цитоплазмы.
Слайд 34Органеллы
- постоянно присутствующие в цитоплазме структуры, имеющие характерное строение и
специализированные на выполнении определенных функций.
Органеллы общего назначения имеются во всех
клетках и необходимы для обеспечения их жизнедеятельности.
Специальные органеллы имеются в некоторых клетках и обеспечивают выполнение ими специализированных функций.
Слайд 35Органеллы прокариот
Нуклеоид, рибосомы, мезосомы, плазмиды,
жгутики, фимбрии (пили).
Слайд 36Органеллы эукариот
Органеллы общего назначения:
митохондрии, эндоплазматический
ретикулум, комплекс Гольджи, лизосомы,
пероксисомы, цитоцентр, цитоскелет,
рибосомы, протеасомы, пластиды, вакуоли.
Органеллы специального назначения:
реснички,
жгутики, микроворсинки,
миофибриллы, акросома.
Слайд 37Функциональные системы (аппараты) эукариотической клетки
Синтетический аппарат.
Энергетический.
Аппарат внутриклеточного пищеварения.
Опорно-двигательный аппарат.
Слайд 38Гиалоплазма
(цитозоль, клеточный матрикс, клеточный сок)
внутренняя среда клетки,
составляющая ≈50% её общего объема. Представляет собой коллоидный раствор, в
котором находятся все органеллы и включения, а также ионы, белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды, витамины и др.
В ней протекает ряд биохимических процессов (гликолиз, синтез жирных кислот, белков, холестерина, глюконеогенез).
Изменяет консистенцию благодаря обратимым переходам по типу гель-золь.
Слайд 39Включения
временные компоненты цитоплазмы, образованные в результате накопления продуктов метаболизма.
трофические (липидные,
углеводные);
секреторные (содержат секретируемый клеткой продукт);
экскреторные (содержат удаляемые из клетки продукты
метаболизма);
пигментные - окруженные мембраной или лежащие свободно скопления эндогенных или экзогенных пигментов (гемоглобин, гемосидерин, меланин, липофусцин);
