שיטות מחקר ציטולוגי

ציטולוגיה היא מדע החוקר אינטראקציה תאית ומבנה תאים, אשר, בתורו, הוא מרכיב בסיסי בכל אורגניזם חי. המונח עצמו מגיע מהמושגים היווניים העתיקים "קיטוס" ו"לוגוס", כלומר, בהתאמה, כלוב ודוקטרינה.

הופעתו והתפתחותו המוקדמת של המדע

ציטולוגיה היא אחת מגלקסיה שלמה של מדעים שהסתעפו מהביולוגיה בעת המודרנית. מבשר התרחשותו היה המצאת המיקרוסקופ במאה ה-17. על ידי התבוננות בחיים דרך בנייה פרימיטיבית כל כך, גילה האנגלי לראשונה שהכל מורכב מתאי, וכך הוא הניח את הבסיס למה שחוקרת היום ציטולוגיה. עשר שנים מאוחר יותר, מדען אחר - אנתוני לוונהוק - גילה שלתאים יש מבנה ודפוסי תפקוד מסודרים בהחלט. הוא גם הבעלים של גילוי קיומם של גרעינים. עם זאת, עדיין במשך זמן רבהבנת התא ותפקודו נפגעה מהאיכות הלא מספקת של המיקרוסקופים של אז. הצעדים החשובים הבאים נעשו באמצע המאה ה-19. אז הטכניקה שופרה משמעותית, מה שאפשר ליצור מושגים חדשים, שהציטולוגיה חייבת את הפיתוח האינטנסיבי שלה. זהו, קודם כל, גילוי הפרוטופלזמה וההופעה

הופעתה של תורת התא

בהתבסס על הידע האמפירי שנצבר באותה תקופה, הביולוגים מ' שלידן וט' שוון הציעו כמעט בו-זמנית לעולם המדעי את הרעיון שכל תאי החי והצומח דומים זה לזה, ושלכל תא כזה בפני עצמו יש את כל התכונות ותפקודים של אורגניזם חי. המושג הזה של מורכבות צורות חייםעל הפלנטה הייתה השפעה משמעותית על הנתיב שלאחריו הציטולוגיה. זה חל גם על הפיתוח המודרני שלה.

גילוי של פרוטופלזמה

ההישג החשוב הבא בתחום הידע שהוזכר היה גילוי ותיאור תכונות הפרוטופלזמה. זה החומר שממלא אורגניזמים תאיים, והוא גם מדיום לאיברי התא. מאוחר יותר, הידע של מדענים על החומר הזה התפתח. היום זה נקרא ציטופלזמה.

המשך פיתוח וגילוי של תורשה גנטית

במחצית השנייה של המאה ה- XIX התגלו גופים נפרדים, הכלולים ב- הם נקראו כרומוזומים. המחקר שלהם חשף לאנושות את חוקי ההמשכיות הגנטית. את התרומה החשובה ביותר לתחום זה תרם בסוף המאה ה-19 הגרגור מנדל האוסטרי.

המצב הנוכחי של המדע

עבור הקהילה המדעית המודרנית, ציטולוגיה היא אחד הענפים החשובים ביותר ידע ביולוגי. התפתחות המתודולוגיה המדעית והיכולות הטכניות הפכו אותה לכזו. שיטות של ציטולוגיה מודרנית נמצאים בשימוש נרחב במחקר שימושי לאנשים, למשל, במחקר גידול סרטני, גידול איברים מלאכותיים, וכן בגידול, גנטיקה, גידול מינים חדשים של בעלי חיים וצמחים וכו'.

מדעי התא מבניים ו יחידות פונקציונליותכמעט כל האורגניזמים החיים. באורגניזם רב תאי, כל הביטויים המורכבים של החיים מתעוררים כתוצאה מהפעילות המתואמת של התאים המרכיבים אותו. המשימה של הציטולוג היא לקבוע כיצד תא חיוכיצד הוא מבצע את הפונקציות הרגילות שלו. פתולוגים חוקרים גם תאים, אך הם מתעניינים בשינויים המתרחשים בתאים בזמן מחלה או לאחר מוות. למרות העובדה שמדענים צברו זה מכבר מידע רב על התפתחותם ומבנהם של בעלי חיים וצמחים, רק בשנת 1839 גובשו המושגים הבסיסיים של תורת התא והחלה התפתחות הציטולוגיה המודרנית.

תאים הם יחידות החיים הקטנות ביותר, כפי שמעידה יכולתן של רקמות להתפרק לתאים, אשר לאחר מכן יכולים להמשיך לחיות ב"רקמה" או בתרבית תאים ולהתרבות כמו אורגניזמים זעירים. על פי תורת התא, כל האורגניזמים מורכבים מתא אחד או יותר. ישנם מספר חריגים לכלל זה. לדוגמה, בגוף של עובש רפש (myxomycetes) וחלק קטן מאוד תולעים שטוחותתאים אינם מופרדים זה מזה, אלא יוצרים מבנה פחות או יותר התמזג מה שנקרא. סינציטיום. עם זאת, ניתן להניח שמבנה כזה התעורר בפעם השנייה כתוצאה מהרס של חלקים של קרומי תאים שהיו קיימים באבות האבולוציוניים של האורגניזמים הללו. פטריות רבות גדלות בצינורות חוטיים ארוכים, או בהיפיות. ההיפאות הללו, המחולקות לעתים קרובות על ידי מחיצות למקטעים, יכולות להיחשב כמוזרות תאים מוארכים. גופם של פרוטיסטים וחיידקים מורכבים מתא בודד.

בין תאים חיידקיים לתאים של כל שאר האורגניזמים יש אחד הבדל חשוב: גרעינים ואברונים ("איברים קטנים") של תאים חיידקיים אינם מוקפים בממברנות, ולכן תאים אלו נקראים פרוקריוטים ("פרה-גרעיניים"); כל שאר התאים נקראים אוקריוטיים (עם "גרעינים אמיתיים"): הגרעינים והאברונים שלהם סגורים בממברנות. מאמר זה עוסק רק בתאים איקריוטיים. ראה גם .

עם זאת, הכי הרבה יישום חשובשיטות ציטולוגיות ברפואה היא האבחנה ניאופלזמות ממאירות. IN תאים סרטניים, במיוחד בגרעינים שלהם, ישנם שינויים ספציפיים המוכרים על ידי פתולוגים מנוסים. ראה גםמחלת הסרטן.

צ'נצוב י.ש. . ציטולוגיה כללית, מהדורה שלישית. מ', 1995
גרין נ., סטאוט וו., טיילור ד' ביולוגיה, כרך 1. מ., 1996

רמה מולקולרית גנטית ותאית

ארגוני החיים כבסיס חיי האורגניזם

יסודות הציטולוגיה

ציטולוגיה- ענף בביולוגיה, הפועל כיום כמדע עצמאי החוקר את המבנה, הפונקציונלי וה תכונות גנטיותתאים של כל האורגניזמים.

נכון לעכשיו, מחקרים ציטולוגיים עשו זאת משמעותילאבחון מחלות, שכן הן מאפשרות לימוד פתולוגיה על בסיס יחידה יסודית של המבנה, התפקוד והרבייה של חומר חי - תאים. ברמת התא באות לידי ביטוי כל התכונות הבסיסיות של יצור חי: חילוף חומרים, שימוש במידע ביולוגי, רבייה, גדילה, עצבנות, תורשה, יכולת הסתגלות. תאים של אורגניזמים חיים נבדלים על ידי מגוון של מורפולוגיה ומורכבות מבנית (אפילו בתוך אותו אורגניזם), אך תכונות מסוימות נמצאות בכל התאים ללא יוצא מן הכלל.

פְּתִיחָה ארגון סלולרליצורים חיים קדמה המצאת מכשירי הגדלה. אז המיקרוסקופ הראשון היה נבנה על ידי האופטיקה ההולנדית הנס וזכרי יאנסן (1590). גלילאו גליליי הגדול הכין מיקרוסקופ ב-1612. עם זאת, תחילת המחקר של התא נחשבת לשנת 1665, כאשר הפיזיקאי האנגלי רוברט הוק השתמש בהמצאתו של בן ארצו כריסטיאן הויגנס (בשנת 1659 הוא עיצב עינית), והחיל אותה על מיקרוסקופ לצורך מחקר. מבנה טובפקקי תנועה. הוא שם לב שחומר הפקק מורכב ממספר רב של חללים קטנים המופרדים זה מזה על ידי קירות, אותם כינה תאים. זו הייתה תחילתו של מחקר מיקרוסקופי.

ראויים לציון מיוחד מחקריו של א' ליוונהוק, שב-1696 גילה את עולם האורגניזמים החד-תאיים (חיידקים וציליאטים) ולראשונה ראה תאי בעלי חיים (אריתרוציטים וזרעונים).

בשנת 1825, J. Purkinje צפה לראשונה בגרעין בביצת תרנגולת, ו-T. Schwann היה הראשון שתיאר את הגרעין בתאי בעלי חיים.

עד שנות ה-30 של המאה ה-19, הצטבר חומר עובדתי משמעותי מבנה מיקרוסקופיתאים ובשנת 1838 העלה M. Schleiden את רעיון הזהות תאי צמחיםמבחינת התפתחותם. T. Schwann עשה את ההכללה הסופית, תוך הבנת משמעות התא ו מבנה תאיכמבנה העיקרי של החיים וההתפתחות של אורגניזמים חיים.

תורת התא, שנוצר על ידי M. Schleiden ו T. Schwann, מציע שתאים הם הבסיס המבני והתפקודי של יצורים חיים. ר' וירצ'וב יישם את תיאוריית התא שלידן-שוואן ב פתולוגיה רפואית, משלימים אותו עם הוראות חשובות כמו "כל תא מתא" ו"כל שינוי כואב קשור לכמה תהליך פתולוגיבתאים המרכיבים את הגוף.

ההוראות העיקריות של מודרני תורת התא:

1. תא - יחידה יסודית של מבנה, תפקוד, רבייה והתפתחות של כל היצורים החיים, אין חיים מחוץ לתא.

2. תא הוא מערכת אינטגרלית המכילה מספר גדול שלאלמנטים הקשורים זה בזה - אברונים.

3. תאים אורגניזמים שוניםדומים (הומולוגיים) במבנה ובמאפיינים בסיסיים ובעלי מקור משותף.

4. עלייה במספר התאים מתרחשת על ידי חלוקתם, לאחר שכפול ה-DNA שלהם: תא - מתא.

5. אורגניזם רב תאי הוא מערכת חדשה, אנסמבל מורכב של מספר רב של תאים, מאוחדים ומשולבים במערכות של רקמות ואיברים, המחוברים ביניהם על ידי גורמים כימיים: הומוראלי ועצבני.

6. תאים אורגניזמים רב תאייםטוטיפוטנטי - לכל תא של אורגניזם רב-תאי יש את אותו הקרן הכוללת של החומר הגנטי של האורגניזם הזה, כולם כוחות אפשרייםלביטוי של חומר זה - אך שונים ברמת הביטוי (עבודה) של גנים בודדים, מה שמוביל לגיוון המורפולוגי והתפקודי שלהם - התמיינות.

לפיכך, הודות לתיאוריה התאית, הרעיון של אחדות הטבע האורגני מבוסס.

מחקרי ציטולוגיה מודרניים:

מבנה התאים, תפקודם כמערכות חיים יסודיות;

פונקציות של רכיבים סלולריים בודדים;

תהליכי רביית התאים, תיקונם;

התאמה לתנאי הסביבה;

תכונות של תאים מיוחדים.

מחקרים ציטולוגיים חיוניים לאבחון מחלות אנושיות.

מילות מפתח ומושגים:ציטולוגיה, תא, תיאוריית תאים

מידע כללי על תאים

ניתן לסווג את כל צורות החיים המוכרות על פני כדור הארץ באופן הבא:

צורות חיים לא תאיות

וירוסים

וירוס (lat. נגיף- רעל) - אורגניזם לא תאי, שגודלו משתנה בין 20 - 300 ננומטר.

Virions (חלקיקים ויראליים) מורכבים משני או שלושה מרכיבים: ליבת הנגיף היא חומר גנטי בצורת DNA או RNA (לחלקם יש את שני סוגי המולקולות), מסביבו מעטפת חלבון (קפסיד) שנוצרת על ידי תת-יחידות (קפסומרים). במקרים מסוימים, קיימת מעטפת ליפופרוטאין נוספת הנובעת ממנה קרום פלזמהבעלים. בכל וירוס, הקפסומרים של הקפסיד מסודרים בקפדנות סדר מסוים, עקב כך נוצר סוג מיוחד של סימטריה, למשל, סליל (צורה צינורית - וירוס פסיפס טבק או כדורי בנגיפים של בעלי חיים המכילים RNA) וקוביות (נגיפים איזומטריים) או מעורבים (איור 1).

אורז. 1 ערכת המבנה של וירוסים: A - וירוס צינורי (בצורת מוט) עם מבנה סליל: 1 - חלבונים; 2 - חומצת גרעין. B - פולידרון עם סוג מעורבסימטריה (בקטריופאג'): 1 - ראש עם חומצת גרעין; 2 - תהליך זנב; 3 - צלחת בסיסית; 4 - חוטים של התהליך.

מחזור החיים של נגיף כולל מספר שלבים: התקשרות למשטח התא (נגיפים מסוימים, כמו HIV, מדביקים רק סוגים מסוימים של תאים); חדירה לתא באמצעות אסטרטגיות שונות ו"הזרקה" של החומר הגנטי שלו.

יכולתו של וירוס לגרום למחלה מאופיינת במונח אַרסִיוּת. רוב התאים במגע עם הנגיף מתים עקב תמוגה. באורגניזמים רב-תאיים, כאשר מספר רב של תאים מתים, האורגניזם כולו סובל עקב הפרה של הומאוסטזיס, מה שמוביל למחלות. עם זאת, וירוסים בודדים יכולים להתקיים בתוך הגוף והם יחסית לא מזיקים במצב של חֶבִיוֹן(נגיפי הרפס). במצב זה, וירוסים יכולים אפילו להועיל, שכן נוכחותם יכולה לעורר תגובה חיסונית נגד פתוגנים חיידקיים. במקרים בהם וירוסים גורמים לכל החיים ו זיהומים כרוניים(הפטיטיס B ו-C), אנשים חולים משמשים כמאגר לנגיף מדבק. אם שיעור הנשאים באוכלוסייה גבוה, הם אומרים מגיפות.

ניתן לסווג באופן מותנה את כל דרכי ההעברה של הנגיף לשני סוגים:

העברה אנכית של הנגיף - מאם לילד (הפטיטיס B, HIV);

אופקי מאדם לאדם: במהלך העברת נוזלי גוף בזמן קיום יחסי מין, למשל, ב-HIV; דרך הדם, למשל, בנגיף הפטיטיס C; העברת רוק וירוס אפשטיין בר; בליעת מים או מזון מזוהמים - נורוווירוס; כאשר שואפים את האוויר בו הם נמצאים virions(חלקיקים ויראליים) - למשל וירוס שפעת; חרקים.

מהירות שידור זיהום ויראליתלוי בגורמים כמו צפיפות אוכלוסין, מצב חסינות האדם, איכות שירותי הבריאות וכו'.

מספר וירוסים הם פתוגניים לבני אדם: זוהי משפחת נגיפי האבעבועות (גורם למספר זיהומים של אבעבועות שחורות), וירוסים מקבוצת ההרפס (כוויות קור בשפתיים, אבעבועות רוח), אדנוווירוסים (מחלות דרכי הנשימהועין), משפחת נגיף הפאפובה (יבלות וגידולי עור אחרים), נגיפי הפדנה (נגיף הפטיטיס B); picornaviruses (פוליומיאליטיס, הפטיטיס A, חריפה הצטננות); myxoviruses ו- paramyxoviruses (סיבה צורות שונותשפעת, חצבת ו חַזֶרֶת(חזירים)); arboviruses (נישאים על ידי פרוקי רגליים - הגורמים הגורמים לדלקת מוח מסוימת, קדחת צהובה ומחלות מסוכנות אחרות); reoviruses הם פתוגנים נדירים של מערכת הנשימה ו מחלות מעייםאדם.

דיון נפרד מצריך את וירוס הכשל החיסוני האנושי (HIV), שמדביק את אחת מצורות הלימפוציטים - T-helpers, המפעילים קוטלי T המשמידים פתוגנים. מחלות שונותגורם לאיידס (תסמונת הכשל החיסוני הנרכש). HIV מאופיין בשונות גבוהה (פי חמישה מהשונות של נגיף השפעת ופי מאה מזו של נגיף הפטיטיס B), מה שמסבך את בעיית קבלת החיסון ומקשה על מניעת איידס ספציפית. דרכים להעברת HIV: מגע מיני, שימוש בלא סטרילי כלים רפואיים, המשמשים לרוב נרקומנים; העברה אפשרית של זיהום דרך הדם וכמה תרופות, בהשתלת איברים ורקמות; זיהום יכול להתרחש במהלך ההיריון, במהלך לידתו של ילד או במהלך שלה הנקהאמא נגועה ב-HIV או איידס. איידס מאופיין ארוך מאוד תקופת דגירה(מרגע התבוסה ועד להופעת הסימנים הראשונים של המחלה) - ממוצע של 5 שנים, שבמהלכן אנשים נגועים יכולים להדביק אנשים אחרים. אחד הביטויים של הידבקות אנושית בנגיף האיידס הוא תבוסת המרכז מערכת עצבים.

במשך זמן רב נחשבו וירוסים PRIONS- מולקולות חלבון זיהומיות שאינן מכילות RNA או DNA ושייכות לאותן צורות חיים פרה-תאיות כמו וירוסים. פריונים מסוגלים לעורר את היווצרותם של עותקים משלהם. צורת הפריון, באינטראקציה עם החלבון הרגיל, מקדמת את הפיכתו לצורת הפריון.

גילוי האדמוניות קשור להיסטוריה של היווצרות הדוקטרינה של מה שנקרא זיהומים איטיים, המאופיינים ב:

תקופת דגירה ארוכה מהרגיל (חודשים ושנים);

אופי מתקדם לאט של הקורס;

נזק חריג לאיברים ורקמות;

הבלתי נמנע של המוות.

הפתומורפולוגיה של קבוצה מיוחדת זו של זיהומים איטיים שונה באופן משמעותי במקוריות המודגשת שלה, המתבטאת רק בתבוסה של מערכת העצבים המרכזית. מנגנון התפתחות המחלות הוא כדלקמן: על בסיס תהליכים ניווניים ראשוניים המתרחשים ללא סימני דלקת, הוא מתפתח תמונה אופייניתהיווצרות מצב דמוי ספוג של אפור או חומר לבןראש, ולפעמים עמוד שדרה- מה שנקרא אנצפלופתיה ספוגית מועברת (TSE).

נכון לעכשיו, מחלות פריון הן די נדירות. התרחשותם היא אחת למיליון בשנה, אך באזורים מסוימים (סלובקיה, ישראל, צ'ילה) השכיחות גבוהה בהרבה. מחלות פריון אנושיות כוללות עוף, מחלת קרויצפלד-יעקב, תסמונת גרסטמן-שטראוסלר-שיינקר ונדודי שינה משפחתיים קטלניים. עבור בני אדם, מחלות אלו מייצגות סבל נדיר.

מילות מפתח ומושגים:וירוס, קפסיד, קפסומר, בקטריופאג', ארסיות, חביון, מגיפה, ויריון, HIV, איידס, פריונים.

צורות חיים תאיים

פרוקריוטים

פרוקריוטים – אורגניזמים טרום-גרעיניים, שלתא שלו אין גרעין נוצר, מוגבל בקרום. הפרוקריוטים כוללים כ-3,000 מינים: ספירוצ'טים, אובקטריות, מיקובקטריות, ציאנובקטריות, ארכאיבקטריות, ריקטסיה, מיקופלזמות, אקטינומיציטים ועוד מספר אורגניזמים שיש להם מיקום שיטתי לא ברור, כך שהמגוון האמיתי שלהם יכול להגיע לכ-100 אלף מינים.

המאפיינים העיקריים של מבנה התא של פרוקריוטים (איור 2):

אורז. 2. תכנית המבנה תא חיידקי: 1 - כמוסה רירית, 2 - דופן תא, 3 - קרום ציטופלזמי, 4 - ציטוסול, 5 - נוקלואיד, 6 - ריבוזומים, 7 - מזוזומים, 8 - שלפוחיות, 9 - תילקואידים, 10 - גרגירי גליקוגן, 11 - טיפות שמן, 12 - גרגרי וולוטין, 13 - טיפות גופרית, 14 - דגלים.

- דופן תאלחיידקים יש מבנה קשיח שקובע את צורת התא, ההגנה והמגע איתו סביבה חיצונית; דופן תא חיידקים שוניםמוכתם בצורה לא שווה לפי גראם: דופן התא של חיידקים גרם חיוביים בעובי של 20-80 ננומטר ו-90% מורכב מפפטידוגליקן murein, הומוגנית מבחינה אנטומית; בחיידקים גרם שליליים, דופן התא בעובי של כ-10 מ', מכיל 1-10% מוראין ובעל מבנה שכבות;

התוכן הפנימי של תא חיידקי ( פרוטופלסט) מלא במסה קולואידית נוזלית למחצה - ציטוזול ומוקף פלזמהלמה, המסוגל ליצור פלישות לתוך התא - מזוזומיםמתנהג כמו כל סלולר אברוני ממברנהויש צורה שונה: צינורות- צינורי שלפוחיות- צורת בועה thylakoids- lamellar; בפרוטופלסט התא יש ריבוזומים- אברונים שאינם ממברניים שבהם מתבצעת ביוסינתזה של חלבון;

הכרומוזום היחיד, העגול לעתים קרובות יותר, של פרוקריוטים ( נוקלואיד) ממלא את תפקיד הגרעין, שאינו מופרד מהציטופלזמה על ידי ממברנות;

מבנים גנטיים קטנים יכולים להיות נוכחים בתאי חיידקים - פלסמידיםמסוגל לשכפול ונושאים אוטונומיים מידע נוסף;

אם תכלילים קיימים בתא פרוקריוטי, הם מבצעים פונקציית מילואים או מיוצגים על ידי תוצרים מטבוליים של תא חיידקי; מיוצג על ידי גרגרי פוליסכרידים, טיפות שמן, גופרית;

Flagella, Pili, cilia מבצעים פונקציה מוטורית (flagellum), משמשים להצמדה למצע, או משתתפים בתהליך העברת פלסמידים מתא לתא במהלך הצמידות (pili).

מבחינה מורפולוגית, חיידקים שונים בצורתם, בגודלם, מיקום יחסיתאים, נוכחות או היעדר של דגלים וכמוסות, יכולת ספיגה וכו'.

לפי צורה, תאים חיידקיים מחולקים ל(איור 3):

חיידקים כדוריים– cocci- אין להם דגלים ואינם יוצרים נבג; יוצרים מספר סוגים של מיקרוקולוניות:

מיקרוקוקים - מתחלקים באותו מישור, לאחר החלוקה הם ממוקמים בנפרד;

Diplococci - לאחר חלוקת תאים, הם מסודרים בזוגות;

ט etracocci– תאים מתחלקים בשני מישורים בניצב זה לזה, נוצרות קבוצות של 4 תאים;

עם טרפטוקוקים -תאים מתחלקים במישור אחד, לאחר החלוקה התאים נשארים בשרשראות;

- סרקינים -תאים מתחלקים בשלושה מישורים בניצב זה לזה, נוצרות חבילות של 8 או 64 תאים;

עם טפילוקוקוס -תאים מתחלקים ל כיוונים בלתי מוגדרים, יוצרים מקבץ של תאים המזכירים אשכולות ענבים;

חיידקים בצורת מוט - קבוצת החיידקים המגוונת והרבה ביותר, הנבדלים מבחינה מורפולוגית בגודל התא, בצורת קצוותיו, בנוכחות או היעדר דגלים, וגם ביכולת לנבוע. לרוב הם מחולקים לתת-קבוצות:

א) בַּקטֶרִיָה- צורות בצורת מוט (לא יוצרים נבגים, חלוקת התא היא רוחבית); ניתן לחבר שני תאים - דיפלובקטריהובשרשרת סטרפטובקטריה;

ב) bacilli -צורות בצורת מוט מסוגל לֹא תנאים נוחיםליצור מחלוקת; לפי המיקום היחסי של התאים דיפלובציליםו סטרפטובצילים;

איור 3. מורפולוגיה של חיידקים (הסברים בטקסט)

חיידקים מפותלים- מקלות מעוקלים, הנבדלים במידת העקמומיות:

ויבריוס– מקלות קצרים, באורך 1-3 מיקרון, מכופפים בחצי אורך גל, דומים בצורת פסיק;

ספירילה– מוטות באורך 15-20 מיקרון, מעוקלים עד אורך גל מלא, מזכירים אות לטינית מתוחה S;

ספירושטים– תאים ארוכים דקים, 20 - 30 מיקרון, עם מספר רב של עיקולים, דומים לספירלה מורחבת, בעלי חלוקת תאים אורכית.

מבחינה מורפולוגית, חיידקים נבדלים גם באופי המיקום של הדגל:

מונוטרי -יש דגל קוטבי אחד;

לופוטריקוס -לחיידקים יש צרור אחד של דגלים;

amphitriches -שני צרורות של דגלים הממוקמים בקטבים מנוגדים;

פ אריתריקס - כל פני השטח של תא החיידק מכוסים בדגלים רבים.

אורגניזמים פרוקריוטיים מתרבים על ידי חלוקת תאים לשניים, לפעמים על ידי ניצנים, לעתים רחוקות על ידי צימוד. הם מתרבים בקצב אדיר. אז, בתנאים נוחים, התאים שלהם מתחלקים כל 20-30 דקות. לכן, הם מסוגלים להגדיל במהירות את מספרם בפרק זמן קצר. בתנאים לא נוחים, נוצרת מעטפת רב-שכבתית צפופה על פני תא החיידק. כל תהליכי החיים מושעים בתא, הוא אינו מתחלק. כך נוצרת המחלוקת. תא פרוקריוטי יכול לחיות כנבג הרבה זמן, הוא עומד גבוה או טמפרטורות נמוכות, בצורת. בתנאים נוחים, קליפת הנבגים נהרסת, והתהליכים החיוניים בתא מתחדשים.

חיידקים פרוקריוטיים נמצאים בכל מקום. הם מתיישבים על פני השטח או בתוך אורגניזמים אחרים (בני אדם, בעלי חיים, צמחים), נמצאים בכמות גדולה בקרקע, במקווי מים מתוקים ומלוחים. לדוגמה, רק גרם אחד של אדמה מכיל מיליון תאי חיידקים. כמות גדולההם כלולים ביחידת נפח של מים או אוויר אטמוספרי. רבים מהם פתוגניים ומובילים לבעיות בריאות חמורות, הפרעות התפתחותיות ומוות.

הספקטרום של מחלות זיהומיות הנגרמות על ידי חיידקים הוא מגוון ביותר, אך מידת השכיחות והחומרה של כל אחת מהן תלויה, ככלל, בשלושה גורמים:

תכונות החיידקים עצמם

מצב המאקרואורגניזם (האנושי) בזמן המחלה;

תכונות של האיבר שבו התהליך הפתולוגי מתפתח בעיקר.

היכולת הפוטנציאלית של חיידקים לגרום למחלות זיהומיות, המאפיין את המין שלהם, נקראת תחלואה, או פתוגניות. ידוע שבאותו מין של חיידקים, מידת הביטוי של תכונות פתוגניות יכולה להשתנות במידה רבה. אַרסִיוּתציין את מידת הפתוגניות של הזן סוג מסויםבַּקטֶרִיָה.

חיידקים גורמים למחלות רבות. לדוגמה, סטרפטוקוקים גורמים לתעוקת חזה, פנאומוקוק גורמים לרוב לדלקת באוזן התיכונה; מיקובקטריות גורמות לשחפת; מנינגוקוק תורמים להופעת דלקת של ממברנות המוח ו(או) חוט השדרה (דלקת קרום המוח). אחר בולט זיהומים חיידקיים: טטנוס, גַחֶלֶת, טיפוס, כולרה ומגפה. חיידקים גורמים גם לכמה מחלות ילדות, כגון שעלת, קדחת ארגמן, דיפטריה.

מילות מפתח ומושגים:פרוקריוטים, נוקלואידים, פלסמידים, קוקוסים, מיקרוקוקים, דיפלוקוקים, טטרקוקים, סטרפטוקוקים, סרקינים, סטפילוקוקים, חיידקים בצורת מוט, חיידקים, דיפלובקטריה, סטרפטובקטריה, בצילונים, ויבריוס, ספירילי, ספירוצ'טים, פתוגניות.

איקריוטים

תכונה אופייניתאוקריוטים הם נוכחות של גרעין המסוגל להתחלק, והתהליך המיני.

ניתן לחלק אורגניזמים עם סוג אוקריוטי של ארגון לשני תת-סוגים: הראשון אופייני לאורגניזמים הפשוטים ביותר, השני - לאורגניזמים רב-תאיים.

PROTOTIAS

תכונה של הארגון פרוטוזואההוא שהם (למעט צורות קולוניאליות) מתאימות מבחינה מבנית לרמה של תא אחד, ומבחינה פיזיולוגית לפרט מן המניין. הגדלים של הפשוטים ביותר נעים בין 2 ל-50 מיקרון ויותר.

אורז. 4. מגוון של פרוטוזואה: 1 - נעל ריסים; 2 - יוגלנה ירוקה; 3 - טריפנוזום; 4 - למבליה; 5 - אופלין; 6 - רדיולארי; 7 - אמבה פרוטאוס; 8 - אמבה דיזנטרית; 9 - Trichomonas; 10 - וולבוקס.

מורפולוגיה של פרוטוזואה (איור 5). הגוף של פרוטוזואה מורכב מ פּרוֹטוֹפּלָסמָה, ליבה ותכלילים שונים. לפרוטופלזמה יש מבנה תאי ובתוכו, אפילו בפרוטוזואה הנמוכה ביותר, מבחינים בשתי שכבות: הפנימית - אנדופלזמה, שבו נמצאים הגרעין ותכלילים אחרים, והשכבה החיצונית, החיצונית, הצפופה והשקופה יותר - אקטופלזמה, המשמשת לנוע, לכידת מזון ולהגן על הפרוטוזואה.

מהלך פרוטוזואה דרכים שונות: לזחול לאורך המצע בעזרת פסאודופודים, בעזרת דגלים וריסים.

הגרעין של פרוטוזואה דומה לגרעין של תאי בעלי חיים אחרים. ברוב המקרים, לפרוטוזואה יש גרעין אחד, אבל לריסים יש שניים - מאקרו ומיקרוגרעין. לחלק מהפרוטוזאות יש גרעינים מרובים. הגרעין יכול להיות בצורת בועה (באמבות ובפרוטוזואה רבות אחרות) ומסיבי (מאקרוגרעין של ריצות).

פרוטוזואה מתרבה בצורה א-מינית ומינית. בְּ רבייה א-מיניתראשית, הגרעין שלהם מחולק לשני חלקים או יותר, ואז הציטופלזמה מחולקת לשני חלקים (שווים או לא שווים) או רבים (לפי מספר הגרעינים החדשים שנוצרו). כתוצאה מכך, שניים (שווים או לא שווים בגודלם) או כמה יצורים חדשים עולים מאורגניזם אחד. במהלך רבייה מינית, שני פרטים זהים או שונים בגודלם ובמבנהם (זכר ונקבה) מתמזגים זה עם זה לפרט אחד - זיגוטה, אשר לאחר מכן מתחילה להתרבות. באופן א-מיני. לפעמים שני פרטים מסוג זה של פרוטוזואה רק נוגעים זה בזה, ומחליפים חלק מהגרעינים שלהם.

איור 5. ארגון מבני של הריצות של הנעל: 1 - cilia, 2 - vacuoles עיכול, 3 - גרעין גדול (מאקרונוקלוס), 4 - גרעין קטן (מיקרונוקלוס), 5 - פתח פה ולוע, 6 - שאריות לא מעוכלותמזון נזרק החוצה, 7 - trichocysts, 8 - vacuole התכווצות

פרוטוזואה רבים, בהיותם בתנאי חיים לא נוחים, הופכים לציסטות, בעוד גופם מעוגל, והם מכוסים בקליפה עבה. במצב זה, הפרוטוזואה יכולה להיות לאורך זמן עד שהם מוצאים את עצמם בתנאים נוחים יותר לקיומם. ואז החיה יוצאת ממעטפת הציסטה ומתחילה להוביל תמונה זזהחַיִים.

בְּ צורת מעייםאמוביאזיס ב החלק העליוןבמעי הגס מתרחש מוקד של דלקת, נוצרים כיבים, לפעמים מתרחש אפילו נמק רקמות. על ידי כלי דםאמבות יכולות לחדור לכבד וליצור שם מוקדים משניים - מורסות; V חלל פלאורליוריאות, קרום הלב, חלל הבטן; יכול לשלוח גרורות למוח, לעור ולאיברים אחרים.

ילדים נוטים יותר לסבול מג'יארדאזיס (במיוחד לרוב מגיל שנה עד ארבע שנים). תסמינים: כאבים בבטן העליונה או בטבור, נפיחות, רעמים, בחילה, הזעה, ואחריו שלשול (צואה צהובה עם כמות קטנה של ריר), דיסקינזיה דרכי המרה, אטופיק דרמטיטיס, חולשה כללית, עייפות, עצבנות, אובדן תיאבון, כאבי ראש, חלום רע. לפעמים המחלה ממשיכה ללא ביטויים בולטים ונמצאת, ככלל, לאחר מחלה אחרת. יש האטה בצמיחת משקלו של הילד.

טוקסופלזמה- מחלה הנגרמת על ידי טוקסופלזמה, שמקורותיה הם סוגים שונים(מעל 180) יונקי בית ובר (חתולים, כלבים, ארנבות וכו').

טריכומוניאזיס - הַדבָּקָה, המועבר מינית, נגרמת על ידי מיקרואורגניזם חד תאי - Trichomonas. טריכומוניאזיס מדורגת במקום הראשון בשכיחות בקרב מחלות של מערכת גניטורינארית ומחלות המועברות במגע מיני. המחלה הזוטמון בעובדה שב-70 - 80% מהמחלות בקרב גברים הן צורות אסימפטומטיות ומופיעות רק בשלב של סיבוכים. אצל נשים, המחלה מתבטאת בדרך כלל ב-1 עד 4 השבועות הראשונים. טריכומוניאזיס מסוכנת בעיקר בשל השלכות קשות בצורת סיבוכים שעלולים לגרום לאי פוריות. המחלה יכולה להתגלות אצל אישה במהלך ההריון - היא משפיעה לא רק על הגדילה, אלא גם על התפתחות העובר. כמו כן, טריכומוניאזיס אורוגניטלי עלולה לגרום להפלה, לידה מוקדמתאו סיבוכים של ההריון עצמו.

מילות מפתח ומושגים:אוקריוטים, פרוטוזואה, פרוטופלזמה, אנדופלזמה, אקטופלזמה, מלריה, אמוביאזיס, טוקסופלזמה, טריכומוניאזיס.

מאפיינים כלליים

מבנים של תא בעל חיים של אורגניזם רב תאי

ממברנות ביולוגיות

הבסיס לסדר של הארגון הפנימי של כל תא הוא תאתוכנו הוא חלוקה ל"תאים", המתבצעת הודות לממברנות ביולוגיות שיש להן מבנה אחד לכל התאים ולאברוניהם ללא יוצא מן הכלל (איור 6).

אורז. 6. ארגון מולקולריקרום ביולוגי: שכבת שומנים: 1 - "ראש" הידרופילי, 2 - "זנב" הידרופובי: מולקולות חלבון: 3 - פני השטח, 4 - היקפיות (שקועות), 5 - אינטגרליות (חודרות).

כיום מוכר בדרך כלל דגם הנוזל-פסיפס של קרום ביולוגי שהוצע ב-1971 על ידי ניקולסון וזינגר, לפיו הבסיס למבנה שלו הוא שכבה כפולה של שומנים (שכבה bilipid). בעיקרון, שומני הממברנה מיוצגים על ידי פוספוליפידים. לליפידים יש תכונה של אמפיפיליות (או אמפיפתיות), שכן יש להם בהרכבם "ראש" הידרופילי קוטבי ו"זנב הידרופובי לא קוטבי", הקשורים זה לזה באורך בערך 1: 4. בשל מבנה זה, ב סביבה מימיתשומנים נוטים לסדר את עצמם בצורה כזו שזנבות לא קוטביים נמצאים במגע זה עם זה, ו"ראשים" קוטביים נמצאים במגע עם מים, לכן, שומנים בסביבה הידרופלית יוצרים באופן ספונטני שכבה כפולה (דו-שכבה): אזורים הידרופוביים. נמצאים בפנים, ואזורים הידרופיליים נמצאים בחוץ. ארגון זה של מולקולות שומנים מתאים למצב עם הערך הקטן ביותרפוטנציאל של גיבס. השכבה הביליפידית המתקבלת אינה יוצרת קצוות, אלא נוטה להיסגר על עצמה. לדוגמא נוצרים ליפוזומים.

הממברנות מכילות מספר רב של חלבונים שונים. ריכוז חלבוני הממברנה תלוי בסוג התא. לדוגמא, במעטפת המיאלין של האקסון יש פי 2.5 פחות חלבונים מאשר שומנים, ובממברנת האריתרוציטים, להיפך, יש פי 2.5 יותר חלבונים. חלק מהחלבונים ממוקמים על פני הממברנה (חלבוני פני השטח), אחרים שקועים חלקית בשכבת השומנים או חודרים דרך הממברנה (חלבונים היקפיים ואינטגרליים).

לחלבונים אינטגרליים, כמו ליפידים, יש תכונה של אמפיפיליות: אותו חלק מהחלבון שנמצא בממברנה מורכב מחומצות אמינו הידרופוביות, בדרך כלל מעוותות לספירלה; החלק השני הבולט מהממברנה מורכב מחומצות אמינו הידרופיליות. חלבונים אינטגרליים נשמרים בממברנה עקב אינטראקציות הידרופוביות, ובנוסף להם, לעיתים גם על ידי מולקולות ציטו-שלד - מיקרו-צינוריות או מיקרו-פילמנטים. ניתן להצמיד פחמימות לקצה החלבון האינטגרלי הבולט לתוך הסביבה החוץ-תאית. קומפלקסים אלה, הנקראים גליקופרוטאין, הם לרוב קולטנים ומשחקים תפקיד חשוב V תגובות חיסוניותאורגניזם. דוגמאות לחלבונים אינטגרליים הם החלבון של ממברנות פוטורצפטורים - בקטריורודופסין, החודר לממברנה שבע פעמים, החלבון של אריתרוציטים - גליקופורין, לשרשרת הפוליפפטידית שלה ניתן לחבר אוליגוסכרידים שונים; גליקופרוטאין אלה קובעים את קבוצת הדם של מערכת AB0. חלבונים אינטגרליים רבים יוצרים תעלות שדרכן יכולות לעבור מולקולות ויונים מסיסות במים. במקרה הזה חלק פנימיהתעלה מכילה רדיקלים של חומצות אמינו הידרופיליות.

חלבונים היקפיים ניתן לאתר גם עם פנימי וגם עם בחוץממברנות. בדרך כלל הם קשורים לממברנה על ידי אינטראקציות אלקטרוסטטיות, כלומר חלשות בהרבה מחלבונים אינטגרליים, ולכן חלבונים היקפיים רבים מוסרים בקלות מהממברנה.

עוֹבִי ממברנות ביולוגיותהוא 5-10 ננומטר, עם זאת, למרות זאת, חלקם במסה היבשה של תאים עולה על 50%. הסיבה לכך היא האריזה הצפופה של רכיבי הממברנה, כמו גם השטח הכולל הגדול של ממברנות ציטופלזמיות ותוך תאיות.

כל הממברנות הטבעיות הן אסימטריות, כלומר מולקולות שומנים זהות ממוקמות בחלק החיצוני משטחים פנימייםממברנות בריכוזים שונים. הליפידים של שני המשטחים הללו שונים, ככלל, בראשם ההידרופיליים. תכונת האסימטריה טבועה גם בסידור חלבוני הממברנה. לדוגמה, מרכיבי הפחמימות של גליקוליפידים הממברניים נמצאים רק מחוץ לתא. אסימטריה של ממברנות תורמת לעתים קרובות לעובדה שהובלת חומרים מתבצעת רק בכיוון אחד.

ממברנות התא מבצעות מספר פונקציות: מחסום (תוחם), ויסות ומתן חדירות סלקטיבית של חומרים, יצירת ממשקים בין השלב המימי (הידרופילי) והלא מימי (הידרופובי) עם הצבת קומפלקסים של אנזימים על משטחים אלו. ההרכב המולקולרי של הממברנות, קבוצת התרכובות והיונים הממוקמים על פני השטח שלהם שונים ממבנה למבנה. זה משיג התמחות תפקודית של ממברנות התא. הכללת מולקולות קולטן בממברנת התא הופכת אותו לרגיש לתרכובות פעילות ביולוגית, כגון הורמונים. אורגנואידים מורכבים על הממברנות (ראה "מכשיר גולגי") - זהו הפונקציה הסינתטית של הממברנות. העברת דחף (עירור) בתא ובאורגניזם מתרחשת גם בהשתתפות מתחמי ממברנה.

דופן תא(ממברנה ציטופלזמית או פלזמהלמה)

הפלזמה של תאי בעלי חיים נוצרת על ידי ממברנה, שמחוץ לה יש שכבת גליקוקליקס בעובי 10-20 ננומטר. הוא מורכב מחלבוני ממברנה, חלקי פחמימות של גליקוליפידים וגליקופרוטאינים. הגליקוקליקס ממלא תפקיד חשוב בתפקוד הקולטן, מבטיח את ה"אינדיבידואליזציה" של התא - הוא מכיל קולטנים לתאימות רקמות.

מבפנים, צמודה לממברנה שכבה קליפת המוח (קורטיקלית) של ציטופלזמה בעובי של 0.1-0.5 מיקרון, שבה לא נמצאים ריבוזומים ושלפוחיות, אלא ב כמות משמעותיתהם מיקרוטובולים ומיקרופילמנטים, המכילים חלבונים מתכווצים.

בָּחוּץ קרום תאמסדיר את חילופי החומרים המתמידים בין התא לבין סביבה. מולקולות עוברות דרך ממברנות בשלושה תהליכים שונים: דיפוזיה פשוטה, דיפוזיה קלה והובלה פעילה. בזמן מעבר מים, קרומי התא לא מכניסים את רוב החומרים המומסים בהם. ממברנות כאלה נקראות חדיר למחצה או חדירות סלקטיבית. דיפוזיה של מים על פני ממברנות חדירה למחצה נקראת אוסמוזה. חומרים לא קוטביים (הידרופוביים) המסיסים בשומנים חודרים לממברנה על ידי דיפוזיה פשוטה (כולל חמצן). זוהי דוגמה להובלה פסיבית, שכיוונה נקבע רק לפי ההבדל בריכוז החומר משני צידי הממברנה. רוב החומרים שהתא זקוק להם הם קוטביים ומועברים דרך הממברנה בעזרת חלבוני הובלה-נשאים הטבולים בו. ישנן שתי צורות של הובלה בעזרת חלבון: דיפוזיה קלה והובלה פעילה. הדיפוזיה הקלה נובעת מדרגת ריכוז (הבדל בריכוז), והמולקולות נעות בהתאם לשיפוע זה. לא דיפוזיה פשוטה ולא קלה יכולה לצאת נגד שיפוע ריכוז. אלו שני סוגים של הובלה פסיבית של חומרים.

הובלת המומסים כנגד שיפוע ריכוז דורש אנרגיה ונקרא מעבר פעיל. אחת ממערכות ההובלה האקטיביות הנחקרות ביותר היא משאבת נתרן-אשלגן(איור 8). רוב תאי החי והאדם שומרים על שיפועים שונים של יוני נתרן ואשלגן - בתוך התא נשאר ריכוז נמוך של Na+ וריכוז גבוה של יוני K+. זה הכרחי כדי לשמור על נפח התא (ויסות אוסמו), כדי לשמור על פעילות חשמלית בעצב ו תאי שריר, כמו גם להובלה פעילה של חומרים אחרים, כגון חומצות אמינו וסוכרים. ריכוזים גבוהיםיוני אשלגן נדרשים גם לסינתזת חלבון ותהליכים חשובים אחרים.

אורז. 7. סוגי הובלה טרנסממברנית

אורז. 8. תכנית משאבת נתרן-אשלגן

חומרים שונים יכולים להיות מועברים על פני הממברנה באמצעות תהליכים פעילים אחרים - אנדוציטוזיס(הובלה לכלוב) ו אקסוציטוזיס(הובלה מחוץ לתא). במהלך אנדוציטוזיס, חומרים חודרים לתא כתוצאה מחדירת ממברנת הפלזמה, ואז השלפוחיות המתקבלות עם התוכן מתפצלות מממברנת הפלזמה ומועברות לציטופלזמה. באופן דומה, מתרחש שחרור חומרים מהתא (אקסוציטוזיס), רק הממברנה יוצרת בליטות.

לכידת חלקיקים צפופים, כגון חיידקים, נקראת פגוציטוזיס. רב אורגניזמים חד תאיים(לדוגמה, אמבה) להאכיל בדרך זו. ספיגת המומסים נקראת פינוציטוזה, המצוי ביצורים חד תאיים ורב תאיים כאחד. למרות שפגוציטוזיס ופינוציטוזיס, במבט ראשון, נבדלים ממערכות הובלה ממברנות המערבות מולקולות נשאות, יש להן אותו בסיס. כל המנגנונים הללו תלויים ביכולת של הממברנה "לזהות" מולקולות מסוימות.

פּרוֹטוֹפּלָסמָה

פּרוֹטוֹפּלָסמָהתאים מיוצגים הליבהו ציטופלזמה. מצד שני, הציטופלזמה מכילה היאלופלזמה- תכולת הנוזל של הציטופלזמה, שבה הם שקועים אברונים.

הכל תחת מיקרוסקופ אלקטרונים היאלופלזמה בעל מבנה עדין; זוהי מערכת קולואידית מורכבת המסוגלת לעבור ממצב דמוי סול (נוזל) למצב דמוי ג'ל (בתהליך של מעברים כאלה מתבצעת עבודה). הרכב ההיאלופלזמה כולל מגוון תרכובות כימיות, כולל אנזימים, מה שמעיד על תפקידו בפעילות הביוכימית של התא. ההיאלופלזמה מאחדת את כל המבנים התאיים ומבטיחה את האינטראקציה ביניהם. ניתן לשייך את פונקציות האיחוד והמסגרת של המטריצה ​​לרשת מיקרוטרבקולרית שנוצרת על ידי סיבים דקים בעובי 2-3 ננומטר וחודרת לכל הציטופלזמה.

גרעין התא

הליבה- רכיב נדרש תאים איקריוטיים(איור 9). בתאים המתרבים בחלוקה נהוג להבחין בין שני מצבים מורפולוגיים של הגרעין - אינטרפאזה (במרווח בין חלוקות) וחלוקה. צורת גרעין פנימה תאים שוניםיכול גם להשתנות: כדורי, אליפטי, פרסה וכו'. רוב התאים האנושיים מכילים גרעין אחד כל אחד, אך ישנם דו-גרעיניים (חלק מתאי כבד) ורב-גרעיניים (בסיבים של רקמת שריר מפוספסת).

גרעין התא מורכב מממברנה, מיץ גרעיני, גרעין וכרומטין.

מעטפת גרעיןמפריד בין החומר הגנטי לציטופלזמה, וגם מווסת אינטראקציות דו-צדדיות בין הגרעין לציטופלזמה. בנוי מעטפת גרעיןשני ממברנות סגורות המופרדות על ידי חלל perinuclear (perinuclear) שיכול לתקשר עם הצינוריות של הרשת האנדופלזמית. הממברנה הגרעינית מחלחלת בנקבוביות בקוטר 80-90 ננומטר, מוקפת במבנים חוטיים המסוגלים להתכווץ. הנקבובית עצמה מלאה בחומר צפוף. מבנה מורכב זה נקרא קומפלקס נקבוביות. מספר הנקבוביות תלוי מצב תפקודיתאים. ככל שהפעילות הסינתטית בתא גבוהה יותר, כך מספרם גדול יותר. הוכח שלא רק מולקולות mRNA, אלא גם מולקולות גדולות, חלקיקי ריבוזומים, עוברות דרך הממברנה הגרעינית באמצעות הובלה פעילה בעזרת חומרי נשא מיוחדים. ריבוזומים נמצאים על פני הממברנה הגרעינית, לכן מתרחשת כאן סינתזת חלבון. במהלך החלוקה, קרום הגרעין מתפרק לשלפוחיות קטנות, מהן בנויות קונכיות הגרעינים בתאי הבת.

אורז. 9. סכימה של מבנה גרעין התא (http://biology-of-cell.narod.ru): 1 - קרום גרעיני (שני ממברנות - פנימי וחיצוני, וחלל פרי גרעיני), 2 - נקבוביות גרעיניות, 3 - כרומטין מעובה, 4 - כרומטין מפוזר, 5 - נוקלאולוס, 6 - גרגירי אינטרכרומטין (RNP), 7 - גרגירי פריכרומטין (RNP), 8 - פיברילי פריכרומטין (RNP), 9 - קריופלזמה, מיץ גרעיני

בָּסִיס מיץ גרעיני(קריופלזמות) מרכיבות חלבונים (כולל חוטי, או פיברילרים, אשר פונקציית התמיכה קשורה אליהם); בקאריופלזמה נמצאים התוצרים העיקריים של שעתוק מידע גנטי - RNA הטרו-גרעיני (hn-RNA), אשר מעובדים כאן והופכים ל-m-RNA.

גרעין- מבנים שאינם ממברניים בהם מתרחשת היווצרות והבשלה של RNA ריבוזומי (rRNA). גנים של rRNA תופסים חלקים מסוימים של כרומוזום אחד או יותר (בבני אדם, 13-15 ו-21-22 זוגות) - מארגנים גרעיניים, שבו נוצרים הגרעינים. אזורים כאלה בכרומוזומי מטאפאזה נראים כמו התכווצויות ונקראים התכווצויות משניות.

הגרעין כולל מולקולות ענק של מבשרי PKN, מהן מולקולות קטנות יותר של RNA בוגר (3-5% מהמשקל היבש של הגרעין) וחלבון (80-85% מהמשקל היבש) (רכיב חוטי, או פיברילרי) לאחר מכן נוצרו, כמו גם שומנים. בתהליך ההתבגרות, הפיברילים הופכים לגרגרי ריבונוקלאופרוטאין (גרגירים), המייצגים את המרכיב הגרגירי. תפקידו העיקרי של הגרעין הוא יצירת ריבוזומים. במהלך החלוקה הגרעין מתפרק, ובסיומה הוא נוצר מחדש.

מבני כרומטיןבצורת גושים המפוזרים בנוקלאופלזמה, הם צורה בין-פאזית לקיומם של כרומוזומי תאים. כרומטין מכיל DNA בשילוב עם חלבונים. בעת חלוקה, גדילי DNA מומרים לכרומוזומים, שמספרם וצורתם הם ספציפיים למין.

אברונים (אברונים))

אברונים הם מבנים קבועים של הציטופלזמה המבצעים פונקציות חיוניות בתא.

לבודד אברונים משמעות כלליתומיוחד. האחרונים נמצאים במספרים משמעותיים בתאים המתמחים לבצע פונקציה ספציפית, אך ב כמות קטנהניתן למצוא גם בסוגי תאים אחרים. אלה כוללים, למשל, microvilli של משטח היניקה של תא אפיתל המעי, ריסים של אפיתל של קנה הנשימה והסימפונות, שלפוחיות סינפטיות המובילות חומרים - נשאים התרגשות עצבניתמתא עצב אחד למשנהו או מתא של האיבר העובד, מיופיברילים, שבו תלוי התכווצות השרירים. התייחסות מפורטת של אברונים מיוחדים כלולה במשימה של מהלך ההיסטולוגיה.

האברונים בעלי החשיבות הכללית של תאי בעלי חיים ותאים אנושיים כוללים אלמנטים של המערכת הצינורית והוואקואולרית בצורת רטיקולום אנדופלזמי מחוספס וחלק, קומפלקס גולגי, מיטוכונדריה, ריבוזומים ופוליזומים, ליזוזומים, פרוקסיזומים, מיקרו-סיביים ומיקרוטובולים, צנטרולים של מרכז תאים.

רטיקולום אנדופלזמי (ER)

הרשת האנדופלזמית היא קשורה לממברנה מערכת מורכבת tubules, vacuoles ובורות, אשר מחלחל לכל הציטופלזמה של התא (איור 10). EPS מפותח בצורה לא שווה בתאים שונים, הקשור לתפקודים של האחרונים.

ישנם שני סוגים של רטיקולום אנדופלזמי: מְחוּספָּס(גרגירי) ו חלק(אגרגירי). תכונה מבנית של הרשת המחוספסת היא שהריבוזומים מחוברים לממברנות שלה, שבקשר אליהם היא מבצעת את הפונקציה של סינתזה של קטגוריה מסוימת של חלבונים המורחקים בעיקר מהתא, למשל, המופרשים על ידי תאי בלוטה. גם ב-ER המחוספס מתרחשת היווצרות חלבונים ושומנים. ממברנות ציטופלזמיותוהרכבתם. ארוזים בצפיפות במבנה שכבות, בורות של רשת גסה הם האתרים של סינתזת החלבון הפעילה ביותר ונקראים ארגסטופלזמה.

הממברנות של ER חלקה נטולות פוליזומים. EPS חלק קשור לחילוף החומרים של פחמימות, שומנים וחומרים אחרים שאינם חלבונים, למשל הורמוני סטרואידים(בבלוטות המין, השכבה הקורטיקלית של בלוטות יותרת הכליה).

איור 10. רטיקולום אנדופלזמי: 1 - צינורית, 2 - פוליזומים, 3 - שלפוחיות, 4 - קרום, 5 - טנקים; aEPS - agraular EPS, PEPS - transitional EPS, GREPS - גרגירי EPS

דרך הצינוריות והבורות, חומרים מעבירים, במיוחד, את החומר המופרש על ידי תא הבלוטה, ממקום הסינתזה לאזור האריזה לתוך גרגירים. באזורים של תאי כבד העשירים במבני רשת חלקים, חומרים מזיקים נהרסים ומנטרלים. חומרים רעיליםכמה תרופות (ברביטורטים). בשלפוחיות ובצינוריות של הרשת החלקה של השרירים המפוספסים, נאגרים (מופקדים) יוני סידן, אשר ממלאים תפקיד חשוב בתהליך ההתכווצות.

שני סוגי ה-EPS מאופיינים בהצטברות ראשונית של מוצרים מסונתזים והובלתם לאחר מכן לחלקים שונים של התא, במיוחד למנגנון הגולגי.

ריבוזומים

ריבוזומיםהם חלקיקי ריבונוקלאופרוטאין כדוריים, בקוטר 20-30 ננומטר, שאינם מוגבלים על ידי ממברנה, הכוללים חלבונים ומולקולות RNA בפרופורציות שוות בערך. ריבוזומים יכולים להיות ממוקמים באופן חופשי בציטופלזמה או מחוברים למשטח החיצוני של הממברנות של הרשת האנדופלזמית, בגרעין התא ובמיטוכונדריה. כל ריבוזום מורכב מיחידות משנה גדולות וקטנות בעלות תצורה מורכבת: הקטנה מכופפת בצורה של מקלט טלפון, הגדולה מזכירה דלי (איור 11). הקשר שלהם המתרחש בנוכחות מטריקס (שליח) RNA (mRNA). נוצר פער צר בנקודת המגע שלהם. מולקולת mRNA אחת בדרך כלל משלבת מספר ריבוזומים כמו מחרוזת חרוזים. מבנה כזה נקרא פוליזום.

ריבוזומים נוצרים בנוקלאולי (ראה "גרעיני")

אורז. 11. Ribosama: 1 - תת-יחידה קטנה, 2 - תת-יחידה גדולה

סינתזת חלבון מתרחשת על ריבוזומים. זאת ועוד, על הפוליזומים של ההיאלופלזמה נוצרים חלבונים לצרכי התא עצמו, ועל הפוליזומים של הרשת הגרנולרית מסונתזים חלבונים המופרשים מהתא ומשמשים לצרכי הגוף (למשל, אנזימי עיכול, סנאים חלב אםוכולי.).

מכשיר גולגי (מורכב)

מתחם גולגי כולל שלושה מרכיבים עיקריים:

מערכת של מיכלים שטוחים התחום על ידי ממברנות חלקות - דיקטיוזומים;

יוצא מדיקטיוזומים מערכת צינורות, היוצרים רשת מורכבת המקיפה ומחברת את הטנקים;

- שלפוחיות(שלפוחיות), שרוכים מחלקי הקצה של הצינוריות.

לממברנות של קומפלקס גולגי יש את אותו מבנה כמו קרום התא החיצוני והממברנות של הרשת האנדופלזמית. כל שלושת המרכיבים הללו של התא קשורים זה בזה: השלפוחיות (שלפוחיות) של מנגנון הגולגי משמשות את התא לבניית הפלזמלמה. הקומפלקס עצמו נוצר עקב פעילות ה-EPS (איור 12), מה שמעיד עוד על כך שבקומפלקס נמצאים אנזימים, כולל אלו הקשורים לסינתזה של פוליסכרידים ושומנים.

בתאים מובחנים של חולייתנים ובני אדם, דיקטיוזומים מורכבים בדרך כלל באזור הפרי-גרעיני של הציטופלזמה.

במתחם גולגי מצטברים תוצרי הפסולת של התא (האורגנואיד אף מסוגל לצבור חומרים רעילים הנכנסים לתא מבחוץ), אותם יש להוציא מהתא, לבושים במעטפת ממברנה. ליזוזומים נוצרים בקומפלקס הלמלרי. הפוליפפטידים הנוצרים על הריבוזומים נכנסים לתעלות הרטיקולום האנדופלזמי, ומשם למנגנון הגולגי, שם הם "מתבגרים". פוליסכרידים מסונתזים בדיקטיוזומים, כמו גם קומפלקסים שלהם עם חלבונים (גליקופרוטאינים) ושומנים (גליקוליפידים). אשר לאחר מכן ניתן למצוא בממברנת תאי הגליקוקאליקס.

אורז. 12. אינטראקציה ותפקוד של הרשת האנדופלזמית ומנגנון הגולגי (חצים מראים את ההובלה המכוונת של חומרים מסונתזים)

גם תסביך גולגי מעורב בסינתזה רכיבים מבנייםתאים מסוג קולגן רקמת חיבור, אשר ממלא תפקיד מסוים בסינתזה של חלמון ביצה, סינתזה של פוליסכרידים ושומנים.

ליזוזומים

ליזוזומיםהם שקים מוגבלים על ידי קרום אחד בקוטר של 0.2-0.8 מיקרון, אשר מלאים במיץ באנזימי חומצה הידרולאז (יש יותר מ-40 מהם), הפועלים כמו אנזימים מערכת עיכול, מזרז פירוק של חומצות גרעין, חלבונים, שומנים, פוליסכרידים. הליזוזומים לוקחים חלק פעיל בתמוגה של חומרים הנכנסים לתא על ידי phagocytosis ו-pinocytosis. בשל האנזימים של ליזוזומים, מבנים בודדים של תאים ואפילו תאים שלמים יכולים להתעכל עם מוות. קרום מגן על התא בו נמצא הליזוזום מפני עיכול עצמי.

בהתאם למידת הפעילות, ליזוזומים מסווגים כדלקמן (איור 13): ליזוזומים ראשוניים(קוטר 100 ננומטר) - אברונים לא פעילים, משני -אברונים שבהם מתרחש תהליך העיכול. ליזוזומים משניים נוצרים מאלה ראשוניים. הם מחולקים ל הטרוליזומים(פאגוליזוזומים) ו אוטוליזוזומים(ציטוליזוזומים). בראשון, החומר הנכנס לתא מבחוץ מתעכל על ידי פינוציטוזיס ופגוציטוזיס, ובשני נהרסים מבני התא עצמו שסיימו את תפקידם. ליזוזומים משניים, שבהם תהליך העיכול הושלם, נקראים גופים שיוריים(טלוליזומים). הם חסרים הידרולאזים ומכילים חומר לא מעוכל.

איור 13. היווצרות ותפקודים של ליזוזומים: 1 - פאגוזום; 2 - שלפוחית ​​פינוציטית; 3 - ליזוזום ראשוני; 4 - מנגנון גולגי; 5 - ליזוזום משני

מיטוכונדריה

מיטוכונדריה(איור 14) - זהו אורגנואיד דו-ממברני, עגול או בצורת מוט, עובי 0.5 מיקרומטר ואורך עד 5-10 מיקרומטר. ברוב תאי בעלי החיים, מספר המיטוכונדריות נע בין 150 ל-1500, אך בתאי נבט נשיים מספרם מגיע לכמה מאות אלפים. בזרעונים, מיטוכונדריון ענק אחד קיים לעתים קרובות, מעוות ספירלית סביב החלק הצירי של הדגל.

הממברנה החיצונית מפרידה בין המיטוכונדריה לבין ההיאלופלזמה. הממברנה הפנימית יוצרת פלישות בצורת עלים ( cristae) או צינורי ( צינורותהממברנה הפנימית מחלקת את חלל המיטוכונדריאלי לשני חדרים, ויוצרים מרווח בין ממברנות בין הממברנות וחלל מיטוכונדריאלי פנימי מלא ב מַטרִיצָה, שבהם נמצאים גרגרים בקוטר 20-40 ננומטר. הם צוברים יוני סידן ומגנזיום, כמו גם פוליסכרידים, כמו גליקוגן. המטריצה ​​מכילה מנגנון ביוסינתזה של חלבון אברון משלה. הוא מיוצג על ידי 2-6 עותקים של מולקולת DNA עגולה ונטולת היסטונים (כמו בפרוקריוטים), ריבוזומים, קבוצה של RNA תחבורה (tRNA), אנזימי שכפול DNA, שעתוק ותרגום של מידע תורשתי. גנים עצמיים של דנ"א מקודדים את רצפי הנוקלאוטידים של rRNA ו-tRNA המיטוכונדריאלי, וכן את רצפי חומצות האמינו של חלק מהחלבונים של האברון, בעיקר הממברנה הפנימית שלו. רצפי חומצות האמינו (המבנה הראשוני) של רוב החלבונים המיטוכונדריים מקודדים בדנ"א. של גרעין התא ונוצרים מחוץ לאברון בציטופלזמה.

איור 14. מבנה המיטוכונדריה

המיטוכונדריה מכילה מערכת של אנזימים חמצוניים הלוקחים חלק בתהליכי הנשימה התאית. עַל קרום חיצוניובהיאלופלזמה שמסביב מתרחשים תהליכי חמצון אירובי ( גליקוליזה), ועל הממברנה הפנימית (בצד הפונה למטריצה) - זרחן חמצוני- מעבד את זה חומר אורגנימתפרקים למים ופחמן דו חמצני בהשתתפות חמצן. האנרגיה המשתחררת מאוחסנת בצורה של ATP. אנרגיה זו מושקעת רק בחלקה על "צרכים פנימיים", וכן רובבילה על תהליכים המתרחשים מחוץ למיטוכונדריה.

בין תפקודי הלוואי של המיטוכונדריה, ניתן לציין השתתפות בסינתזה של הורמונים סטרואידים וכמה חומצות אמינו (לדוגמה, גלוטמין).

מרכז תא (צנטרוזום)

מרכז סלולר(איור 15) - אברון חסר ממברנה, מוצג בתא צנטריולים(מ-2 עד 10), מוקף באזור מובחן של ציטופלזמה, נוצר צנטרוספירה. בְּדֶרֶך כְּלַל מרכז תאיםממוקם במרכז הגיאומטרי של התא, ומכאן שמו.

צנטרולבעל צורה של גליל "חלול" בקוטר של כ-150 ננומטר ואורך של 300-500 ננומטר. הקיר שלו נוצר על ידי 27 מיקרוטובולים המקובצים ל-9 שלישיות, שמהן משתרעים גופים מאונכים - לווייניםהיוצרים את הצנטרוספירה. למיקרו-צינורית הראשונה של השלישייה (A-microtubule) קוטר של כ-25 ננומטר ועובי דופן של 5 ננומטר, המורכב מ-13 יחידות משנה כדוריות. אורך כל שלישיה שווה לאורך הצנטרול. המיקרוטובוליות השניות והשלישיות (B ו-C) אינן שלמות, מכילות 11 יחידות משנה, והן צמודות לשכנן. כל שלישייה ממוקמת לרדיוס של גליל כזה בזווית של כ-400. בנוסף למיקרוטובולים, הצנטרול כולל מספר מבנים נוספים. מה שמכונה "ידיות", יציאות, יוצאות מהמיקרוטובולה A, שאחת מהן (החיצונית) מופנית למיקרוטובולה C של השלישייה השכנה, והשנייה (פנימית) - למרכז הגליל. בדיפלוזום, הצנטרולים מסודרים בזוויות ישרות זה לזה. מבין שני הצנטריולים, האחד נקרא "אימהי", השני נקרא "בת", ציר האורך של האחרון הוא מאונך ציר אורךצנטריולים אימהיים.אורגנואיד כזה מוצג בתאים מנוחה, בתאים מתחלקים מרכז התא הופך לחלק מהמבנה המורכב של מנגנון החלוקה. בתאים שאינם מתחלקים, הצנטרוזומים קובעים את הקוטביות של תאי האפיתל וממוקמים ליד מנגנון גולגי. חיבור כזה של צנטרוזומים עם מנגנון גולגי אופייני לתאים רבים, כולל תאי דם ו תאי עצבים. צנטרוזומים לרוב שוכבים ליד הגרעין, הממוקם באזורי הפלישה שלו. לדוגמה, בלויקוציטים פולימורפיים (נוירופילים), הצנטרוזום נמצא בתוך הפלישה בצורת פרסה של הגרעין. הצנטרוספירה נעלמת בשלבים מסוימים של חלוקה (במספר תאים היא אינה קיימת כלל).

אורז. 15. מרכז תא: I - מרכז תא, II - מבנה צנטריפוגלי: 1 - צנטרול, 2 - מירוטבולי, 3 - שלישייה, 4 - לוויינים.

תפקידם של צנטריולים הוא היווצרות חוטי ציר מיטוטי, הנוצרים גם ע"י מיקרוטובולים. צנטרולים מקטבים את תהליך חלוקת התאים, ומבטיחים הפרדת כרומטידות אחיות (כרומוזומים) באנפאזה של המיטוזה.

מרכז התא מעורב בבניית ציר החלוקה, יצירת מיקרוטובולים ציטופלזמיים, ריסים ודגלים.

מיקרוטובולים -תצורות צינוריות באורכים שונים בקוטר חיצוני של 24 ננומטר, רוחב לומן של 15 ננומטר, ועובי דופן של כ-5 ננומטר. מיקרו-צינוריות ממוקמות בחומר העיקרי של הציטופלזמה, אך אופי מיקומן בתאים שונים הוא לא אותו הדבר. גם למיקרוטובולים יש תפקיד אלמנטים מבניים flagella, cilia, ציר מיטוטי, centrioles.

מיקרוטובולים בנויים מהחלבון הכדורי טובולין. מיקרוטובולים עושים הרבה פונקציות שונות. במצב חופשי, המיקרוטובולים ממלאים תפקיד תומכת, קובע את צורת התאים, והם גם גורמים לתנועה מכוונת של רכיבים תוך תאיים; הם עוברים דרך אקסונים. סיבי עצב, מעורבים ביצירת חוטי ציר ביקוע.

מיקרופילמנטיםהמכונה תצורות ארוכות ודקות, לפעמים יוצרות צרורות ונמצאות בכל הציטופלזמה. יש כמה סוגים שוניםמיקרופילמנטים. מיקרופילמנטים של אקטיןבשל נוכחותם של חלבונים מתכווצים (אקטין) בהם, הם נחשבים כמבנים המספקים צורות תאיםתנועות כמו אמוב. הם זוכים גם לתפקיד מסגרת והשתתפות בארגון תנועות תוך-תאיות של אברונים וחתכים של היאלופלזמה. לאורך הפריפריה של תאים מתחת לפלסמה, כמו גם באזור הפרי-גרעיני, נמצאות צרורות של מיקרופילמנטים בעובי 10 ננומטר - חוטי ביניים.בתאי אפיתל, עצב, גליה, שריר, פיברובלסטים, הם בנויים מחלבונים שונים. חוטי ביניים מבצעים ככל הנראה פונקציית מסגרת מכנית. מיקרופיברילים של אקטין וחוטי ביניים, כמו מיקרוטובולים, בנויים מתת-יחידות. בשל כך, הכמות שלהם תלויה ביחס בין תהליכי פילמור ותהליכי דה-פולימריזציה.

מיקרוגוףמהווים קבוצה של אברונים. אלו הן בועות מוגבלות על ידי ממברנה אחת בקוטר של 0.1-1.5 מיקרון עם מטריצה ​​עדינה ולעתים קרובות תכלילים של חלבון גבישי או אמורפי. קבוצה זו כוללת, במיוחד, פרוקסיסומים.הם מכילים אנזימי אוקסידאז המזרזים את היווצרות מי חמצן, אשר בהיותו רעיל, נהרס לאחר מכן על ידי פעולת האנזים הפראוקסידאז. תגובות אלה נכללות במחזורים מטבוליים שונים, למשל, בהחלפה חומצת שתןבתאי כבד וכליות. בתא הכבד, מספר הפרוקסיזומים מגיע ל-70-100.

מילות מפתח ומושגים:תאים, דו-שכבת שומנים, פלזמהלמה, הובלה פסיבית,הובלה פעילה, משאבת נתרן-אשלגן, אקסוציטוזיס, אנדוציטוזיס, פגוציטוזיס, פינוציטוזה, פרוטופלזמה, גרעין התא, ציטופלזמה, היאלופלזמה, קומפלקס נקבוביות, קרום גרעיני, קריופלזמה, גרעין, מבני כרומטין, DNA, אברונים,רטיקולום אנדופלזמי (ER), ER חלק (אגרולרי), ER גס (גרנול), ארגאסטופלזמה, פוליזום, ריבוזום, מנגנון גולגי (מורכב), דיקטיוזום, ליזוזום, ליזוזומים ראשוניים, ליזוזומים משניים, הטרוליזומים (פגוליזומים), אוטוליזוזומים, גופים שיוריים ( טלוליזומים), מיטוכונדריה, קריסטה, מטריצה ​​מיטוכונדריאלית, צינוריות, פרוקסיזומים, גליקוליזה, מרכז תאים (צנטרוזום), צנטרול, מיקרוטובולים, מיקרופילמנטים, זרחון חמצוני

מבנה, מבנה אולטרה ותפקוד אברוני התאנחקר כעת באמצעות השיטות העיקריות הבאות: אור ואלקטרוניקה, שדה כהה, ניגודיות פאזה, קיטוב, זוהר מיקרוסקופיהמשמש לחקר המבנה, מבנה האולטרה של תאים קבועים וצנטריפוגה דיפרנציאלית, המאפשרת לבודד אברונים בודדים ולנתח אותם בשיטות ציטוכימיות, ביוכימיות, ביופיזיקליות ועוד.

מיקרוסקופ אור.

עיקרון השיטה הוא שקרן אור, העוברת דרך עצם, נכנסת למערכת העדשות של האובייקטיבית, ובונה תמונה ראשונית, המוגדלת בעזרת עדשות העינית. החלק האופטי העיקרי של המיקרוסקופ, הקובע את היכולות העיקריות שלו, הוא העדשה.

IN מיקרוסקופים מודרנייםעדשות ניתנות להחלפה, מה שמאפשר לך ללמוד תאים בהגדלות שונות. מאפיין עיקרימיקרוסקופ כמערכת אופטית היא הרזולוציה, כלומר. היכולת לתת תמונה נפרדת של שני עצמים קרובים זה לזה.

ניתן להגדיל תמונות הניתנות על ידי העדשה פעמים רבות באמצעות עינית חזקה או, למשל, הקרנות על גבי מסך (עד פי 10 5). הרזולוציה של מיקרוסקופ אור מוגבלת על ידי אורך הגל של האור: ככל שאורך הגל קצר יותר, הרזולוציה גבוהה יותר. בדרך כלל, מיקרוסקופי אור משתמשים במקורות אור באזור הנראה של הספקטרום (400-700 ננומטר), כך שהרזולוציה המקסימלית של המיקרוסקופ במקרה זה לא תהיה גבוהה מ-200-350 ננומטר (0.2-0.35 מיקרון). אם אתה משתמש באור סגול (260-280 ננומטר), אז אתה יכול להגדיל את הרזולוציה ל-130 - 140 ננומטר (0.13-0.14 מיקרון). זה יהיה הגבול של הרזולוציה התיאורטית של מיקרוסקופ האור, שנקבע על ידי אופי הגל של האור.

לפיכך, כל מה שמיקרוסקופ אור יכול לתת כמכשיר עזר לעין שלנו הוא להגדיל את הרזולוציה שלו בכפי 1000 (לעין האדם יש רזולוציה של כ-0.1 מ"מ, השווה ל-100 מיקרון). זוהי ההגדלה ה"שימושית" של המיקרוסקופ, שמעליה רק ​​נגדיל את קווי המתאר של התמונה מבלי לחשוף בה פרטים חדשים. לכן, כאשר משתמשים באזור הגלוי של האור, 0.2-0.3 מיקרומטר הוא גבול הרזולוציה האולטימטיבי של מיקרוסקופ האור.

אלקטרון מיקרוסקופי.

לסריקה מיקרוסקופ אלקטרוניהחומר מוקפא לעתים קרובות כדי לייצר משטח מכוסה קרח. במקרה זה, אובדן מים של חומרים מסיסים במים אינו נכלל, ושינויים כימיים במבנים גם קטנים יותר. כאשר מנתחים נתונים המתקבלים באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים, יש לזכור ששיטה זו בוחנת את המצבים הסטטיים של התא ברגע של עצירה מהירה בתנועת הציטופלזמה הנגרמת כתוצאה מפעולת קיבוע כימיקלים.

מיקרוסקופ שדה אפל.

המהות שלו היא שכמו חלקיקי אבק בקרן אור ( אפקט Tyndall) בתא שמתחת לתאורת צד זוהרים החלקיקים הקטנים ביותר (פחות מ-0.2 מיקרון), שאורם המוחזר חודר לעדשת המיקרוסקופ. שיטה זו שימשה בהצלחה בחקר תאים חיים.

כדי לקבוע את הלוקליזציה של אתרים לסינתזה של ביופולימרים, כדי לקבוע את העברת החומרים בתא, כדי לפקח על הנדידה או מאפיינים של תאים בודדים, הם נמצאים בשימוש נרחב שיטה אוטורדיוגרפיה - רישום חומרים המסומנים באיזוטופים. לדוגמה, באמצעות שיטה זו, באמצעות מבשרי RNA מסומנים, הוכח שכל ה-RNA מסונתז רק בגרעין הבין-פאזי, והנוכחות של RNA ציטופלזמי היא תוצאה של נדידת מולקולות מסונתזות מהגרעין.

בציטולוגיה, שונות שיטות אנליטיות והכנהבִּיוֹכִימִיָה. במקרה האחרון, ניתן להשיג בצורה של שברים נפרדים שונים רכיבים סלולרייםולחקור את הכימיה, המבנה האולטרה ותכונותיהם. נכון לעכשיו, כמעט כל אברוני התא ומבנים מתקבלים בצורה של שברים טהורים.

אחת הדרכים העיקריות לבידוד מבני תאיםהוא צנטריפוגה דיפרנציאלית (מפרידה).עיקרון היישום שלו הוא שזמן שקיעת החלקיקים בהומוג'נט תלוי בגודלם ובצפיפותם: ככל שהחלקיק גדול יותר או כבד יותר, כך הוא ישקע מהר יותר לתחתית המבחנה. כדי להאיץ את תהליך השקיעה הזה, נעשה שימוש בתאוצות שנוצרות על ידי הצנטריפוגה.

על ידי צנטריפוגה חלקית חוזרת של תת-שברים מעורבים, ניתן להשיג שברים טהורים. במקרים של הפרדה עדינה יותר של שברים, נעשה שימוש בצנטריפוגה בדרגת צפיפות סוכרוז, המאפשרת להפריד היטב רכיבים, אפילו מעט שונים זה מזה מבחינת משקל סגולי. את השברים שהתקבלו, לפני שהם מנותחים בשיטות ביוכימיות, יש לבדוק את הטוהר באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים.

שאלות בקרה:

1. רמות הארגון של החומר החי

2. תורת התא של ארגון אורגניזמים

3. שיטות מחקר בציטולוגיה

4. משימות ונושא ציטולוגיה

5. המכשיר של מיקרוסקופ אור

6. מכשיר מיקרוסקופ אלקטרוני

7. אמצעי זהירות לעבודה ציטולוגית

8. דרישות להכנת חומר ביולוגי לבדיקה ציטולוגית

9. חומרי קיבוע, מנגנון פעולה

10. ציטוכימיה, דרישות חומר ואפשרויות

11. ניתוח כמותי (מורפומטריה), דרישות ואפשרויות

12. חפצים בציטולוגיה, דרכים להחפצת התוצאות

1. Zavarzin A.A., Kharazova A.D. יסודות הציטולוגיה הכללית. - ל', 1982.

2. צ'נצוב יו.ס. יסודות הציטולוגיה. - מ', 1984.

3. שובניקובה א.א. מורפולוגיה פונקציונלית של רקמות. - M., הוצאה לאור של אוניברסיטת מוסקבה, 1981.