ПРОКАРИОТЫ И ЭУКАРИОТЫ: СХОДСТВА И РАЗЛИЧИЯ

Прокариотические клетки обычно делятся бинарным образом, простой перегородкой, без участия специальных аппаратов деления. У эукариотических клеток единственно полноценным способом деления является митоз (или мейоз при образовании половых клеток). При этом образуется специальный аппарат клеточного деления - клеточное веретено, с помощью которого хромосомы равномерно и точно распределяются по двум дочерним клетках, до этого удвоившись в числе. Другая форма клеточного деления - амитоз, или простое деление - может встречаться в ряде патологических случаев или при делении полиплоидных ядер.

Принято называть клетки бактерий и синезелёных водорослей прокариотическими (доядерными), а клетки всех остальных представителей живого (кроме вирусов) - эукариотическими (ядерными).

Содержимое прокариотической клетки одето плазматической мембраной, играющей роль активного барьера между собственно цитоплазмой клетки и внешней средой. Обычно снаружи от плазматической мембраны расположена клеточная стенка или оболочка - продукт клеточной активности. У прокариотических клеток нет морфологически вооружённого ядра, генетический материал представлен нуклеоидом.

В основном веществе (или матриксе) цитоплазмы прокариотических клеток располагаются многочисленные рибосомы. Цитоплазматические мембраны выражены не так сильно, как у эукариотических клеток, хотя некоторые виды бактерий (например, фототрофные пурпурные бактерии) богаты внутриклеточными мембранными системами. Очень сильно цитоплазматические мембраны развиты у синезелёных водорослей. Обычно все внутриклеточные мембранные системы прокариот развиваются за счёт плазматической мембраны.

У клеток высшего типа (эукариотических) присутствует окружённое ядерной оболочкой ядро, а также специальные мембранные структуры, органеллы: ЭПР, аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии, пластиды (у растений), центриоли (у животных); а также немембранные структуры: микротрубочки, микрофиламенты и т.д. Эукариотические клетки обычно намного крупнее прокариотических.

Прокариотические и эукариотические клетки имеют много общего: и те и другие одеты плазматической мембраной, обладающей сходной функцией активного переноса веществ из клетки (эндоцитоз) и внутрь её (экзоцитоз); синтез белка происходит на рибосомах; сходны процессы синтеза РНК и репликации ДНК, похожи биоэнергетические процессы.

КОНСПЕКТ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

МЕТОДЫ ЦИТОЛОГИИ

Цитология возникла как ветвь микроанатомии, и поэтому основной метод, использующийся в цитологии, - метод световой микроскопии. С введением электронной микроскопии в ряде случаев уже трудно провести границу между собственно цитологией и биохимией, они объединяются на уровне макромолекулярного изучения объектов (например, мембран, микротрубочек, микрофиламентов). Всё же главным методическим приёмом в цитологии остаётся визуальное наблюдение объекта - глазом, вооружённым увеличивающими оптическими системами. Кроме того, в цитологии применяются многочисленные приёмы препаративной и аналитической биохимии, методы биофизики.

Световая микроскопия

Микроскопический метод (гр. micros - мельчайший, scopeo - смотрю) позволяет изучать структуру клетки с помощью микроскопов (светового, фазово-контрастного, люминесцентного, ультрафиолетового, электронного). При световой микроскопии объект рассматривается в лучах видимого света. Для этого используются микроскопа типа МБР, МБИ, МБС-1, МИКМЕД-1 и др.

Разрешающая способность микроскопа даёт раздельное изображение двух близких друг к другу линий. Невооружённый человеческий глаз имеет разрешающую способность около 0,1 мм, или 100 мкм. Лучший световой микроскоп примерно в 500 раз улучшает возможность человеческого глаза, т.е. его разрешающая способность составляет около 0,2 мкм, или 200 нм.

Разрешающая способность и увеличение не одно и то же. Различают полезное и бесполезное увеличения. Под полезным понимают такое увеличение наблюдаемого объекта, при котором можно выявить новые детали его строения. Бесполезное увеличение - при котором при увеличении объекта нельзя обнаружить новые детали строения.

Изображения, даваемые объективом, можно увеличить во много раз, применяя сильный окуляр или, например, путём проекции на экран (до 10⁵ раз). Вычислено, что разрешающая способность объектива, т.е. минимальное расстояние между двумя точками, которые видны раздельно, будет равно

где λ - длина волны света, используемого для освещения объекта

n - коэффициент преломления среды

α - угол между оптической осью объектива и наиболее отклоняющимся лучом, попадающим в объектив

Разрешение микроскопа зависит от длины волны: чем она меньше, тем меньшего размера деталь мы можем увидеть, и от нумерической апертуры объектива ( n * sinα ): чем она выше, тем выше разрешение. Обычно в световых микроскопах используются источники освещения в видимой области спектра (400-700 нм), поэтому максимальное разрешение микроскопа в этом случае может быть не выше 200-350 нм (0,2-0,35 мкм). Если использовать ультрафиолетовый свет (260-280 нм), то можно повысить разрешение до 130-140 нм (0,13-0,14 мкм). Это будет пределом теоретического разрешения светового микроскопа, определяемого волновой природой света. Таким образом, всё, что может дать световой микроскоп как вспомогательный прибор к нашему глазу, - это повысить разрешающую способность его примерно в 1000 раз (невооружённый глаз человека имеет разрешающую способность около 0,1 мм, или 100 мкм). Это и есть "полезное" увеличение микроскопа, выше которого можно увеличивать только контуры изображения, не открывая в нём новых деталей. Следовательно, при использовании видимой области света 0,2-0,3 мкм является конечным пределом разрешения светового микроскопа.

Но всё же в световом микроскопе можно видеть частицы меньшей величины, чем 0,2 мкм. Это метод "тёмного поля", или, как его называли раньше, метод "ультрамикроскопии". Суть его в том, что подобно пылинкам в луче света (эффект Тиндаля) в клетке при боковом освещении светятся мельчайшие частицы (меньше 0,2 мкм), отражённый свет от которых попадает в объектив микроскопа. Этот метод успешно применяется при изучении живых клеток.

Большая часть клеточных компонентов мало отличается по свойствам от среды и друг от друга и поэтому мало заметны и не контрастны. Для их изучения приходится изменять освещённость (теряя при этом в чёткости изображения) или применять особые методы и приборы.

Метод фазово-контрастной микроскопии основан на том, что отдельные участки прозрачной клетки мало, но всё же отличаются друг от друга по плотности и светопреломлению. В фазово-контрастном микроскопе в объектив вмонтирована специальная пластинка, проходя через которую луч света испытывает дополнительный сдвиг фазы колебаний. Создаётся светло-тёмное контрастное изображение объекта.

Сходный приём используется в интерференционном микроскопе. Он устроен так, что пучок параллельных световых лучей от осветителя разделяется на два потока. Один из них проходит через объект и приобретает изменения в фазе колебания, а другой идёт, минуя объект. В призмах объектива оба потока вновь соединяются и интерферируют между собой. В результате интерференции будет строиться изображение, на котором участки клетки, обладающие разной толщиной или разной плотностью, будут отличаться друг от друга по степени контрастности.

С помощью поляризационного микроскопа изучают объекты, обладающие так называемой изотропией, т.е. упорядоченной ориентацией субмикроскопических частиц (например, волокна веретена деления, миофибриллы и др.). У такого микроскопа перед конденсором помещается поляризатор, пропускающий световые волны с определённой плоскостью поляризации. После препарата и объектива помещается анализатор, пропускающий свет с этой же плоскостью поляризации. Поляризатор и анализатор - это призмы. С помощью поляризационного микроскопа можно убедиться, например, в ориентированном расположении мицелл в клеточной стенке растений.

http://snablab.ru/stati/metody-mikroskopirovaniya