Съдържание
- Какво показват клетъчните микрографии?
- Микрографии на клетъчни органели
- Идентифициране на клетки
- Намиране на нуклеуса
- Как изглеждат рибозомите и какво правят
- Ендопламичният ретикулум е лесен за идентифициране
- Идентифициране на митохондриите
- Как да намерите лизозоми в ТЕМ изображения на органели
- Как изглеждат телата на Голджи
- Как да идентифицираме Centrioles
- Намиране на цитоскелета
- Поставяме всичко заедно
Живите клетки варират от тези на едноклетъчни водорасли и бактерии, през многоклетъчни организми като мъх и червеи, до сложни растения и животни, включително хора. Определени структури се намират във всички живи клетки, но едноклетъчните организми и клетките на висшите растения и животни също са различни по много начини. Светлинните микроскопи могат да увеличават клетките, така че да се виждат по-големите, по-дефинирани структури, но предавателни електронни микроскопи (TEMs) са необходими, за да видите най-малките клетъчни структури.
Клетките и техните структури често са трудни за идентифициране, тъй като стените са доста тънки и различните клетки могат да имат съвсем различен вид. Клетките и техните органели имат характеристики, които могат да бъдат използвани за идентифицирането им, и това помага да се използва достатъчно голямо увеличение, което показва тези подробности.
Например светлинен микроскоп с увеличение 300X ще покаже клетки и някои детайли, но не и малките органели в клетката. За това е необходима ТЕМ. ТЕМ използват електрони за създаване на подробни изображения на миниатюрни структури, като стрелят електрони през тъканната проба и анализират моделите, когато електроните излизат от другата страна. Изображенията от ТЕМ обикновено са етикетирани с типа клетка и увеличение - изображение, обозначено като "темп на човешки епителни клетки с етикет 7900X", се увеличава 7 900 пъти и може да показва детайли на клетката, ядрото и други структури. Използването на светлинни микроскопи за цели клетки и ТЕМ за по-малки характеристики позволява надеждното и точно идентифициране дори на най-неуловимите клетъчни структури.
Какво показват клетъчните микрографии?
Микрографите са увеличените изображения, получени от светлинни микроскопи и ТЕМ. Клетъчните микрографии често се вземат от тъканни проби и показват непрекъсната маса от клетки и вътрешни структури, които е трудно да се идентифицират поотделно. Обикновено такива микрографии показват много линии, точки, пластири и клъстери, които изграждат клетката и нейните органели. Необходим е систематичен подход за идентифициране на различните части.
Помага да се знае какво отличава различните клетъчни структури. Самите клетки са най-голямото затворено тяло в микрографа, но вътре в клетките има много различни структури, всяка със свой набор от идентифициращи характеристики. Подходът на високо ниво, при който се идентифицират затворени граници и се намират затворени форми, помага да се изолират компонентите на изображението. След това е възможно да се идентифицират всяка отделна част, като се търсят уникални характеристики.
Микрографии на клетъчни органели
Сред най-трудните клетъчни структури, за да се идентифицират правилно, са мъничките мембранно свързани органели във всяка клетка. Тези структури са важни за функциите на клетките и повечето са малки торбички от клетъчна материя като протеини, ензими, въглехидрати и мазнини. Всички те имат свои собствени роли, които да играят в клетката и представляват важна част от изследването на клетките и идентифицирането на клетъчната структура.
Не всички клетки имат всички видове органели и броят им варира значително. Повечето от органелите са толкова малки, че могат да бъдат идентифицирани само на TEM изображения на органели. Докато формата и размерът помагат да се разграничат някои органели, обикновено е необходимо да видите вътрешната структура, за да сте сигурни какъв тип органела е показан. Както при другите клетъчни структури, така и за клетката като цяло, особеностите на всяка органела улесняват идентифицирането.
Идентифициране на клетки
В сравнение с другите теми, открити в клетъчните микрографии, клетките са далеч най-големи, но техните граници често са изненадващо трудни за намиране. Бактериалните клетки са независими и имат сравнително дебела клетъчна стена, така че обикновено могат да се видят лесно. Всички останали клетки, особено тези в тъканите на висшите животни, имат само тънка клетъчна мембрана и няма клетъчна стена. На микрографии на тъкан често има само слаби линии, показващи клетъчните мембрани и граници на всяка клетка.
Клетките имат две характеристики, които улесняват идентификацията. Всички клетки имат непрекъсната клетъчна мембрана, която ги заобикаля, а клетъчната мембрана обхваща редица други малки структури. След като бъде намерена такава непрекъсната мембрана и тя обхваща много други тела, които имат собствена вътрешна структура, тази затворена област може да бъде идентифицирана като клетка. След като идентичността на клетката е ясна, идентифицирането на вътрешните структури може да продължи.
Намиране на нуклеуса
Не всички клетки имат ядро, но повечето от тези в животински и растителни тъкани имат. Едноклетъчните организми като бактериите нямат ядро, а някои животински клетки като зрели червени кръвни клетки на човека също нямат такова. Други често срещани клетки като чернодробни клетки, мускулни клетки и кожни клетки имат ясно определено ядро вътре в клетъчната мембрана.
Ядрото е най-голямото тяло вътре в клетката и обикновено има повече или по-малко кръгла форма. За разлика от клетката, тя няма много структури вътре в нея. Най-големият обект в ядрото е кръглият нуклеол, който е отговорен за създаването на рибозоми. Ако увеличението е достатъчно високо, могат да се видят червееви структури на хромозомите вътре в ядрото, особено когато клетката се подготвя да се дели.
Как изглеждат рибозомите и какво правят
Рибозомите са мънички бучки протеин и рибозомна РНК, кодът, според който се произвеждат протеините. Те могат да бъдат идентифицирани по липсата на мембрана и по малкия им размер. В микрографиите на клетъчните органели те приличат на малки зърна на твърда материя и има много от тези зърна, разпръснати из клетката.
Някои рибозоми са прикрепени към ендоплазмения ретикулум, поредица от гънки и тубули близо до ядрото. Тези рибозоми помагат на клетката да произвежда специализирани протеини. При много голямо увеличение може да се види, че рибозомите са съставени от две секции, като по-голямата част, съставена от РНК, и по-малък клъстер са съставени от произведените протеини.
Ендопламичният ретикулум е лесен за идентифициране
Намерен само в клетки, които имат ядро, ендоплазменият ретикулум е структура, изградена от сгънати торбички и тръби, разположени между ядрото и клетъчната мембрана. Той помага на клетката да управлява обмена на протеини между клетката и ядрото и има рибозоми, прикрепени към секция, наречена груб ендоплазмен ретикулум.
Грубият ендоплазмен ретикулум и неговите рибозоми произвеждат специфични за клетките ензими като инсулин в клетките на панкреаса и антитела за белите кръвни клетки. Гладката ендоплазмена ретикулума няма прикрепени рибозоми и произвежда въглехидрати и липиди, които помагат да се запази клетъчната мембрана непокътната. И двете части на ендоплазмения ретикулум могат да бъдат идентифицирани по връзката им с ядрото на клетката.
Идентифициране на митохондриите
Митохондриите са силите на клетката, усвоявайки глюкозата, за да произведат съхраняващата молекула АТФ, която клетките използват за енергия. Органелата е изградена от гладка външна мембрана и сгъната вътрешна мембрана. Производството на енергия се осъществява чрез трансфер на молекули през вътрешната мембрана. Броят на митохондриите в клетката зависи от клетъчната функция. Мускулните клетки например имат много митохондрии, тъй като те изразходват много енергия.
Митохондриите могат да бъдат идентифицирани като гладки, удължени тела, които са втората по големина органела след ядрото. Тяхната отличителна черта е сгънатата вътрешна мембрана, която придава на интериора на митохондриите структура. На клетъчна микрография гънките на вътрешната мембрана изглеждат като пръсти, изтичащи във вътрешността на митохондриите.
Как да намерите лизозоми в ТЕМ изображения на органели
Лизозомите са по-малки от митохондриите, така че те могат да се видят само в силно увеличени TEM изображения. Те се отличават от рибозомите по мембраната, която съдържа храносмилателните им ензими. Те често могат да се разглеждат като заоблени или сферични форми, но могат да имат неправилни форми, когато са заобиколили парче от клетъчните отпадъци.
Функцията на лизозомите е да усвояват клетъчна материя, която вече не се изисква. Клетъчните фрагменти се разграждат и изгонват от клетката. Лизозомите също атакуват чужди вещества, които влизат в клетката и като такива са защита срещу бактерии и вируси.
Как изглеждат телата на Голджи
Телата на Голджи или структурите на Голджи представляват купчини сплескани чували и тръби, които изглеждат сякаш са приковани заедно в средата. Всеки чувал е заобиколен от мембрана, която може да се види при достатъчно увеличение. Те понякога изглеждат като по-малка версия на ендоплазмения ретикулум, но те са отделни тела, които са по-правилни и не са прикрепени към ядрото. Телата на Голджи помагат за производството на лизозоми и превръщат протеините в ензими и хормони.
Как да идентифицираме Centrioles
Центриолите идват по двойки и обикновено се намират близо до ядрото. Те представляват малки цилиндрични снопове протеин и са ключ за деленето на клетките. Когато гледате много клетки, някои може да са в процес на разделяне и след това центриолите стават много изявени.
По време на деленето клетъчното ядро се разтваря и ДНК, намираща се в хромозомите, се дублира. След това центриолите създават вретено от влакна, по което хромозомите мигрират до противоположните краища на клетката. След това клетката може да се раздели с всяка дъщерна клетка, получила пълен комплект хромозоми. По време на този процес центриолите са в двата края на вретеното от влакна.
Намиране на цитоскелета
Всички клетки трябва да поддържат определена форма, но някои трябва да останат твърди, докато други могат да бъдат по-гъвкави. Клетката поддържа формата си с цитоскелет, съставен от различни структурни елементи в зависимост от функцията на клетката. Ако клетката е част от по-голяма структура, като орган, който трябва да поддържа формата си, цитоскелетът се състои от твърди тубули. Ако на клетката се остави да отстъпи под налягане и не трябва да запази формата си напълно, цитоскелетът е по-лек, гъвкав и съставен от протеинови нишки.
Когато гледате клетката на микрография, цитоскелетът се показва като дебели двойни линии в случай на тубули и тънки единични линии за нишки. Някои клетки може да нямат почти такива линии, но при други откритите пространства могат да бъдат запълнени с цитоскелета. При идентифицирането на клетъчните структури е важно да се поддържат органеловите мембрани разделени чрез проследяване на тяхната затворена верига, докато линиите на цитоскелета са отворени и пресичат клетката.
Поставяме всичко заедно
За пълна идентификация на всички клетъчни структури са необходими няколко микрографии. Тези, които показват цялата клетка или няколко клетки, няма да имат достатъчно подробности за най-малките структури като хромозомите. Няколко микрографии от органели с прогресивно по-голямо увеличение ще покажат по-големите структури като митохондриите и след това най-малките тела като центриолите.
При първо изследване на увеличена тъканна проба може да е трудно веднага да видите различните клетъчни структури, но проследяването на клетъчните мембрани е добро начало. Идентифицирането на ядрото и по-големите органели като митохондриите често е следващата стъпка. В микрографите с по-голямо увеличение, другите органели често могат да бъдат идентифицирани чрез процес на елиминиране, търсейки ключови отличителни характеристики. Номерата на всяка органела и структура след това дават представа относно функцията на клетката и нейните тъкани.