obshaya_tsitologia (1120994), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Эти антитела – продукты синтетической активностиопределенных клеток, плазмацитов. Но, чтобы плазмациты начали вырабатыватьспецифические антитела, необходима работа и взаимодействие целого ряда25специализированных клеток-лимфоцитов и макрофагов. Другой пример,простейший рефлекс – слюноотделение в ответ на предъявление пищи. Здесьпроявляется очень сложная цепь клеточных функций: зрительные анализаторы(клетки) передают сигнал в кору головного мозга, где активируется целый рядклеток, передающих сигналы на нейроны, которые посылают сигналы к разнымклеткам слюнной железы, где одни вырабатывают белковый секрет, другиевыделяют слизистый секрет, третьи, мышечные, сокращаясь, выдавливаютсекрет в протоки, а затем в полость рта.
Такие цепи последовательныхфункциональных актов отдельных групп клеток можно проследить намножестве примеров функциональных отправлений организма.Жизнь нового организма начинается с зиготы – клетки, получившейся врезультате слияния женской половой клетки (ооцита) со спермием. При делениизиготы возникает клеточное потомство, которое также делится, увеличивается вчисле и приобретает новые свойства, специализируется, дифференцируется.Рост организма, увеличение его массы есть результат размножения клеток ирезультат выработки ими разнообразных продуктов (например, вещества костиили хряща).И наконец, именно поражение клеток или изменение их свойств являетсяосновой для развития всех без исключения заболеваний. Данное положениебыло впервые сформулировано Р. Вирховым (1858) в его знаменитой книге«Клеточная патология».
Классическим примером клеточной обусловленностиразвития болезни может служить сахарный диабет, широко распространенноезаболевание современности. Его причина – недостаточность функционированиялишь одной группы клеток, так называемых В-клеток островков Лангерганса вподжелудочнойжелезе.Этиклеткивырабатываютгормонинсулин,участвующий в регуляции сахарного обмена организма.Все эти примеры показывают важность изучения структуры, свойств ифункций клеток для самых различных биологических дисциплин и длямедицины.266.
Тотипотентность клетокКак же возникают разнообразные типы клеток в многоклеточных организмах?Известно, что организм человека, развившийся всего из одной исходной клетки,зиготы, содержит более 200 различных типов клеток. Каким образом возникаетэто разнообразие, сегодня до конца не ясно, так как еще мало конкретныхданных, касающихся путей появления тех или иных клеточных типов.Современная биология на базе представлений эмбриологии, молекулярнойбиологии и генетики считает, что индивидуальное развитие от одной клетки домногоклеточногозрелогоорганизма–результатпоследовательного,избирательного включения работы разных генных участков хромосом вразличных клетках.
Это приводит к появлению клеток со специфическими дляних структурами и особыми функциями, т.е. к процессу, называемомудифференцировкой.Дифференцировка – это результат избирательной активности разных генов вклетках по мере развития многоклеточного организма. Другими словами,дифференцировка – это результат дифференциальной активности генов.Следовательно, можно утверждать, что любая клетка многоклеточногоорганизма обладает одинаковым полным фондом генетического материала,всеми возможными потенциями для проявления этого материала, т.е. все – илитотипотентна, но в разных клетках одни и те же гены могут находиться или вактивном или в репрессированном состоянии. Эти представления базируются набольшом экспериментальном материале. Стало возможным вырастить зрелоерастение из одной его соматической клетки.
Многочисленные опыты налягушках показали, что ядра дифференцированных клеток сохраняют все тепотенции, которые есть у ядра в зиготе.Было найдено, что если после оплодотворения яйцеклетки лягушки увозникшей зиготы микрохирургически удалить ядро, а на место егоимплантировать ядро из другой зиготы, то произойдет полное развитиенормальной лягушки. Если же в этом эксперименте ядро зиготы заменить на27ядроизспециализированной(дифференцированной)клеткивзрослогоживотного, то развитие эмбриона пройдет нормальным путем, вплоть допоявления взрослой лягушки (рис. 5).Аналогичным путем можно в безъядерную зиготу млекопитающих ввестиядро из ткани взрослого животного и получить клонированную особь,имеющую идентичную генетическую информацию с животным-донором.
Такбыла получена (клонирована) овечка Долли.Из этого вытекает, что клетки многоклеточных организмов обладают полнымнабором генетической информации, свойственной для данного организма, вэтом отношении они равнозначны. Но одновременно клетки отличаются пообъему проявления этой информации, что и создает возможность появленияспециализированных клеток. Однако эти представления не могут быть принятыполностью,такдифференцировкекакимеютсяпроисходитисключения,количественноепоказывающие,изменениечтопригенетическогоматериала. Так, при дроблении яиц аскариды клетки, дающие началосоматическим тканям, теряют часть хромосомного материала (диминуция).Сходный процесс описан у насекомых-галлин. В этом случае при обособлениисоматических ядер происходит значительная редукция хромосомного материала.При этом клетки половых зачатков содержат 40 хромосом, а соматические –всего 8.
Следует помнить, что такие различия были обнаружены только междуполовыми и соматическими клетками; различий в хромосомных наборах междуразными соматическими клетками не обнаружено. Однако в последнее времяпоявились данные о том, что плазмациты, в результате специфическойдифференцировкиприиммунномответепретерпеваютмолекулярныеперестройки в области генов, ответственных за синтез антител, и тем самымгенетически отличаются от остальных клеток.Общим же законом для многоклеточных растительных и животныхорганизмов является то, что несмотря на структурные и функциональные28различия клеток данного организма в генетическом отношении они однородны,тождественны и тотипотентны.Подводя итог рассмотрению современного состояния клеточной теории,нужно сказать, что именно клетка является единицей развития многоклеточных,единицей их строения, единицей функционирования и единицей патологическихизменений организма.Для того, чтобы понять не только значение структурных особенностей клетки,но и, главное, разобраться в функциональных отправлениях ее отдельныхкомпонентов и всей клетки в целом, чтобы сочетать изучение морфологииклетки с главнейшими биохимическими и генетическими особенностями ееустройства и работы, чтобы изучать клетку именно с позиций современнойклеточной биологии, необходимо хотя бы вкратце вспомнить основныемолекулярно-биологические закономерности, еще раз кратко обратиться ксодержанию центральной догмы молекулярной биологии (см.
глава 3).Глава 2. Методы клеточной биологииЦитология возникла как ветвь микроанатомии, и поэтому одним из основныхметодов, который используют цитологи, - это метод световой микроскопии. Внастоящее время этот метод нашел целый ряд дополнений и модификаций, чтозначительно расширило круг задач и вопросов, решаемых цитологией.Революционным моментом в развитии современной цитологии и биологиивообще было применение электронной микроскопии, открывшей необычайноширокие перспективы. С введением электронной микроскопии в ряде случаевуже трудно провести границу между собственно цитологией и биохимией, ониобъединяются на уровне макромолекулярного изучения объектов (например,микротрубочек,мембран,микрофиламентовит.д.).Всежеглавнымметодическим приемом в цитологии остается визуальное наблюдение объекта.При этом исследователь не просто изучает и описывает морфологию объекта, онможет видеть степень его сложности, локализовать отдельные детали, получитьсведения о химизме той или иной части клетки, визуально и достаточно точно29оценить ее метаболические свойства, выяснить строение этой части намакромолекулярном уровне.
Это создает своеобразие цитологии как науки,использующей главным образом методы изучения клетки непосредственноглазом, вооруженным увеличивающими оптическими системами. Кроме того, вцитологииприменяютсямногочисленныеприемыпрепаративнойианалитической биохимии, методы биофизики.Световая микроскопияСветовой микроскоп, главный прибор биологии, представляет собойоптическую систему, состоящую из конденсатора, объектива. Пучок света отисточника освещения собирается в конденсаторе и направляется на объект (рис.6). Пройдя через объект, лучи света попадают в систему линз объектива; онистроят первичное изображение, которое увеличивается с помощью линзокуляра.
Главная оптическая часть микроскопа, определяющая его основныевозможности, - объектив. В современных микроскопах объективы сменные, чтопозволяет изучать клетки при разных увеличениях. Главной характеристикоймикроскопа как оптической системы является разрешающая способность.Изображения, даваемые объективом, можно увеличить во много раз, применяясильный окуляр или, например, путем проекции на экран (до 105 раз).Вычислено, что разрешающая способность объектива, т.е. минимальноерасстояние между двумя точками, которые видны раздельно, будет равноλd = 0,61 ----------n sin αгде λ - длина волны света, используемого для освещения объекта; n –коэффициент преломления среды; α - угол между оптической осью объектива инаиболее отклоняющимся лучом, попадающим в объектив. Разрешениемикроскопа зависит от длины волны – чем она меньше, тем меньшего размера30деталь мы можем увидеть, и от нумерической апертуры объектива (nsin α) –чем она выше, тем выше разрешение. Обычно в световых микроскопахиспользуются источники освещения в видимой области спектра (400-700 нм),поэтому максимальное разрешение микроскопа в этом случае может быть невыше 200-350 нм (0,2-0,35 мкм).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
