Органеллы электронная микроскопия

Различные клетки многоклеточных организмов отличаются друг от друга, однако каждая растительная клетка имеет общие черты строения и в каждой находятся общие внутриклеточные структуры, выполняющие аналогичные функции. Каждая растительная клетка состоит из цитоплазмы и ядра. Цитоплазма окружена клеточной оболочкой, а ядро — ядерной оболочкой. Цитоплазма — это очень сложная коллоидная система. Дисперсной средой ее служит вода, в которой растворены минеральные соли, сахара, аминокислоты, органические кислоты и многие другие вещества. Во взвешенном состоянии в цитоплазме находятся различные включения и большое число органелл, или структур, разного состава и размера. В последнее время с помощью дифференциального центрифугирования, электронной микроскопии, и других методов исследования удалось установить огромную роль этих структур в обмене веществ и энергии в живых организмах. [c.27]

В настоящее время имеется много надежных биохимических и механических методов, которые дают возможность изолировать отдельные клетки и органеллы. Эти методы не будут обсуждаться, но будет рассмотрено, как такие клетки и фрагменты тканей можно изучать в рентгеновском микроанализаторе. В качестве примера плодотворного исследования одиночной клетки служит рис. 12.2, на котором представлены результаты исследований и анализа клеток спермы человека в электронном микроскопе-микроанализаторе [208]. В некоторых отношениях изолированные клетки и органеллы, толщина которых составляет всего лишь несколько микрон, можно рассматривать как самостоятельный объект исследования, но их чрезвычайная мягкость и высокое содержание воды налагают серьезные ограничения на возможные используемые способы препарирования. В зависимости от их размера изолированные клетки и органеллы, а по этой причине неорганические материалы в виде частиц для аналитических целей могут рассматриваться либо как массивные образцы, либо как срезы. Некоторые примеры препарирования изолированных клеток приведены в недавно опубликованных работах [392, 393]. [c.271]

Первые электронные микроскопы появились в продаже в 1939 г. и с тех пор стали одним из важнейших приборов, применяющихся при изучении биологии клетки. Обладая разрешением 0,4 нм, электронный микроскоп позволяет увидеть молекулы белков и нуклеиновых кислот, а также детали строения клеточных органелл. Еще более широко электронный микроскоп стал использоваться с 1950 г., когда были сконструированы микротомы и ножи, позволяющие делать ультратонкие (20—200 нм) срезы тканей, предварительно залитых в пластмассу. [c.19]

Дальнейшее развитие техники электронной микроскопии, сопровождавшееся улучшением разрешениями в частности применение нового метода, основанного на негативном контрастировании мембранных препаратов, позволило выявить морфологически более сложную картину структурной организации биологических мембран. Оказалось, что во многих случаях, и особенно на микрофотографиях внутриклеточных органелл, мембрана выглядит не как сплошная трехслойная линия, а как гранулярная структура, имеющая разрывы (или поры) и состоящая из отдельных глобулярных частиц. [c.582]

Протопласт снаружи окружен цитоплазматической мембраной и состоит из цитоплазмы и ядерного вещества. Цитоплазма (или живое вещество клетки) представляет собой коллоидную систему, дисперсионной средой в которой является вода. Цитоплазма бактериальных клеток негомогенна. С помощью электронных микроскопов в ней обнаружены жизненно важные структурные образования — органеллы, выполняющие различные функции. Это рибосомы и мезосомы. Первые имеют вид [c.29]

Вслед за ядром в клетке были открыты (около 1900 г.) так называемые крупные гранулы, или митохондрии. По своим размерам эти клеточные органеллы также стоят на втором месте непосредственно за ядром. Митохондрии, окрашенные такими красителями, как янус зеленый, находятся почти на пределе разрешения обычного светового микроскопа. В фазовоконтрастном микроскопе их различить легко. Однако подлинных успехов в изучении структуры митохондрии удалось добиться только в последние 15 лет после появления электронного микроскопа. Число митохондрий, их размеры и форма могут в разных клетках сильно варьировать, но их ультраструктура во всех случаях в достаточной степени сходна и вместе с тем отличается от ультраструктуры других органелл настолько, что в большинстве случаев однозначная идентификация этих частиц не составляет большого труда. Это фундаментальное сходство всех митохондрий независимо от того, какому организму они принадлежат — человеку, грибу или простейшему. Общее число митохондрий в клетке колеблется примерно от десятка у дрожжей до нескольких сотен в животной клетке отдельная митохондрия напоминает по форме эллипсоид вращения, длинная и короткая оси которого равны соответственно 1,5 и 0,5 мк, а средний объем составляет около [c.243]

Растительная клетка характеризуется также наличием расположенной кнаружи от плазматической мембраны клеточной стенки, которая в известном смысле тоже может рассматриваться как типичный субклеточный компонент растительной клетки. Растительная клетка содержит и другие субклеточные системы, которые мы не будем детально рассматривать из-за недостатка знаний об их функции и биохимии. К этим субклеточным компонентам, изучение которых остается делом будущего, относится аппарат Гольджи — мембранная структура характерного строения, обнаруженная с помощью электронного микроскопа. К ним же можно отнести нити веретена, определяющие дви-н ение хромосом при митозе и мейозе, а также органеллы, вырабатывающие эти нити. [c.8]

Однако, как бы убедительно ни звучали все эти рассуждения, их нельзя признать достаточно вескими, для того чтобы на их основании рассматривать перечисленные типы структур как разновидности одной и той же органеллы. К счастью, имеются и иные доказательства, причем получить их помогает совсем другой прибор — центрифуга. То, что оказалось невозможным проделать с эндоплазматической сетью, т. е. извлечь ее неповрежденной из гомогенизированных клеток, с митохондриями удается почти без труда при определенном числе оборотов (от 10 ООО до 20 ООО оборотов в минуту) осаждается фракция, почти полностью состоящая из митохондрий после отмывки и повторного центрифугирования получается совершенно чистая фракция митохондрий (что, кстати, легко показать с помощью электронного микроскопа). [c.222]

Теперь, когда мы благодаря электронному микроскопу и центрифуге узнали о митохондриях гораздо больше, нас уже не удивляет, что эти органеллы присутствуют во всех клетках они им попросту жизненно необходимы, так же как и АТФ, который требуется повсюду, подчас в очень больших количествах и притом немедленно. В многоклеточном организме нельзя обойтись одной центральной энергетической станцией, которая поставляла бы АТФ всем клеткам. В этом случае АТФ никогда не достигал бы конечного пункта вовремя. [c.225]

Растворимая часть цитоплазмы, или ее основное вещество заполняет пространство между клеточными органеллами. Оно содержит систему очень тонких белковых нитей (разд. 5.10.7), в остальном же при изучении в электронном микроскопе представляется прозрачным и бесструктурным. На долю воды в нем приходится приблизительно 90%. В этой воде в растворенном виде содержатся все основные биомолекулы. Истинный раствор образуют ионы и малые молекулы, а именно соли, сахара, аминокислоты, жирные кислоты, нуклеотиды, витамины и растворенные газы. Крупные молекулы — белки — [c.194]

При рассмотрении живой клетки под электронным микроскопом обнаруживаются гелеподобное вещество — цитоплазма и множество разнообразных, быстро перемещающихся частиц — клеточных органелл. Все клеточные органеллы окружены индивидуальной мембраной, имеют специфический набор ферментов и выполняют определенную функцию в метаболизме клетки. Рассмотрим роль отдельных клеточных структур в обеспечении промежуточного обмена веществ. [c.33]

Микросомы в электронном микроскопе имеют вид пузырьков или трубочек, несущих на своей наружной поверхности рибосомы выше мы уже упоминали о том, что они, возможно, ведут свое происхождение от эндоплазматического ретикулума. Белки, синтезирующиеся в рибосомах, либо используются в цитоплазме, либо собираются в органеллах или пузырьках, отделенных от цитоплазмы. Поэтому эти белки могут проходить сквозь эндоплазматический ретикулум и через поры попадать в органеллу или в конце концов во внеклеточное пространство. [c.94]

Метод сканирующей электронной микроскопии обеспечивает значительную глубину фокусировки более того, поскольку масштабы рассеивания электронов определяются углом поверхности по отношению к лучу, на изображении возникают чередующиеся светлые и темные участки, создающие впечатление трехмерности (рис. 4-19) Но этот метод применим только для изучения поверхности и его разрешение сравнительно невелико (около 10 нм с эффективным увеличением примерно 20 тыс. раз). Данный метод практически неприменим для изучения субклеточных органелл и используется исключительно для изучения целых клеток и тканей. [c.186]

Определение подробной структуры мембран и органелл в клетках возможно только при высоком разрешении, которое дает просвечивающий электронный микроскоп. Просвечивающий электронный микроскоп также используют для определения формы индивидуальных макромолекул, оттененных тяжелыми металлами или негативным контрастированием. Однако точное расположение каждого атома в молекуле можно определить только после образования молекулами крупных кристаллов. В этом случае с помощью рентгеноструктурного анализа может быть рассчитана полная трехмерная структура молекулы. [c.194]

Протопласт снаружи и изнутри ограничен мембранами — плазмалеммой и тонопластом плазмалемма отделяет его от клеточной стенки, а тонопласт — от вакуоли. В электронном микроскопе (при увеличении в миллион раз и более) эти мембраны, соответствующим образом окрашенные, выглядят как две темные полосы, расположенные на расстоянии 6—10 нм друг от друга ( рис. 2.3). В протопласте имеются также различные тельца, так называемые органеллы. Среди них прежде всего бросаются в глаза одно крупное ядро и многочисленные более мелкие митохондрии и хлоропласты (рис. 2.3 и 2.4). У каждой из органелл есть свои функции. Эти функции осуществляются в уникальной внутренней среде, создаваемой избирательной проницаемостью и другими специфическими свойствами мембран, окружающих органеллу и отделяющих ее от всего остального протопласта. Избирательная проницаемость означает, что различные вещества проникают сквозь данную мембрану с разными скоростями, в основном по причине разной их растворимости в отдельных компонентах мембраны. Кроме того, в [c.25]

Обнаружено также, что светоиндуцированные изменения объема хлоропластов приводят к ультраструктурным перестройкам в ламеллярных структурах органелл, о чем свидетельствуют данные электронной микроскопии. При освещении хлоропластов отмечаются сглаживание рельефа мембранных систем и обратимые изменения толщины, показателя преломления и электронной плотности мембран. [c.102]

Одним из методов, позволяющих получать важную структурную информацию, является электронная микроскопия [576]. Этот метод больше других способствовал пониманию клеточной морфологии и структуры клеточных органелл. Возможность получения непосредственного изображения с большим увеличением широко используется почти во всех областях биологии и материаловедения. Однако метод [c.167]

Исследование нервных клеток в световом микроскопе началось, как мы уже говорили, в тридцатых годах прошлого века. Оно разрасталось на протяжении XIX столетия по мере того, как совершенствовались системы линз и создавались все лучшие методы фиксации, приготовления и окраски тонких срезов ткани. Один из путей исследования привел к методике импрегнации по Гольджи и обнаружению сложной геометрии целых одиночных нейронов, как это описано в первой главе. Другой путь привел к анализу внутреннего строения тела клетки. К концу XIX века в клетке были открыты основные ее органеллы и структурные элементы. Однако размеры этих структур близки к пределу разрешения светового микроскопа, и ясно различить их стало возможно только тогда, когда в 50-х годах нашего века был усовершенствован электронный микроскоп. [c.78]

Как сказано в гл. 1, дендриты вначале называли протоплазматическими отростками , и современные исследования в электронном микроскопе полностью подтвердили справедливость такого представления. Как показано на рис. 4.2, главные органеллы тела клетки заходят без каких-либо резких границ в стволы [c.103]

В электронном микроскопе достигается увеличение в сотни тысяч раз, что дало возможность исследовать строение клетки, клеточных органелл и биологических мембран. [c.12]

Мембраны. Электронный микроскоп показывает, что цитоплазма пронизана многочисленными мембранами, имеющими на срезе вид двойных темных линий, заключающих светлое промежуточное пространство. Снаружи клетка ограничена такой типичной элементарной, мембраной—плазмалеммой, которая в живой клетке обладает свойством полупроницаемости и выполняет барьерную функцию, Все клеточные органеллы ограничены такой элементарной мембраной. Ядра, пластиды, митохондрии отделены от основной плазмы оболочками, состоящими из двух (в случае плас ид и большего числа) мембран. [c.21]

У эукариот фотосинтез протекает в органеллах, называемых хлоропластами. Их число может варьировать от одного (как у одноклеточной водоросли hlorella) до примерно ста (как в клетках палисадной паренхимы). Диаметр хлоропластов составляет 3—10 мкм (в среднем около 5 мкм), поэтому они хорошо видны в световой микроскоп (рис. 5.2 и 7.3). Хлоропласты окружены двойной мембраной, которая образует оболочку хлоропласта. Они всегда содержат хлорофилл и другае фотосинтетические пигменты, расположенные на системе мембран. Мембраны погружены в основное вешество, или строму. Детали строения хлоропластов можно выявить при помоши электронного микроскопа. На электронной микрофотографии низкого разрешения (рис. 5.11, 5.13 и 7.4) показан типичный вид хлоропластов в клетке мезофилла. На рис. 7.6 и 7.8 показаны электронные микрофотографии хлоропластов, а на рис. 7.7 схема строения хлоропласта и его мембранных систем. На мембранах протекают световые реакции фотосинтеза фазд. [c.257]

По тонкому строению клетки, выявляемому с помощью электронного микроскопа, архебактерии принципиально не отличаются от эубактерий и ближе к грамположительной их ветви. Прокариотная организация архебактерий проявляется в отсутствии у них ядра и характерных для эукариот органелл, окруженных мембраной. Хромосомная ДНК организована в виде нуклеоида, т.е. расположена непосредственно в цитоплазме и имеет вид электроннопрозрачной зоны, заполненной нитями ДНК. [c.408]

Во многих случаях электронная микроскопия является единственным "прямым" методом изучения пространственной структуры. Это особенно очевидно при исследовании молекулярных комплексов, таких, как рибосомы или мультиферментные мембранные комплексы типа цитохром-с-оксидазы или Н -АТРазы мембран митохондрий. Как уже отмечалось выше, наиболее информативно изучение объектов, имеющих упорядоченную структуру. Иногда упорядоченность надмолекулярной структуры присуща объекту исследования in vivo, например некоторым вирусам или клеточным органеллам. В редких случаях белки функционируют в биологических мембранах в виде двухмерных Кристаллов (бактериородопсин). Обычно белок сначала необходимо выделить из клетки, очистить до гомогенного состояния и, используя специальные метод1.1, сформировать из него упорядоченную структуру [c.213]

Аппарат Гольджи был описан итальянским ученым Камилло Гольджи в 1898 г. в нервной клетке. В дальнейшем ряд исследователей стал сомневаться в существовании этого аппарата. В 50-х гг. нашего столетия применение электронного микроскопа показало,, что АГ — это реально существующие органеллы, содержащиеся в подавляющем большинстве клеток. [c.221]

Как уже говорилось выше, ио данным электронной микроскопии, внутренняя область клетки отделена от внешней среды с помощью поверхностного слоя цитоплазмы, имеющего характер мембраны (50—70А толщиной), и все заполняющие клетку органеллы — ядро, митохондрии, рибосомы и др. — отделены друг от друга и от заполняющей клетку эндоплазмы. В некоторых случаях органеллы имеют специальные мембраны (например, ядро в клетках высших организмов), в других случаях разделительной перегородкой является само вещество частицы (например, у митохондрий и рибосом). Структурные элементы клетки содержат значительный процент белков и чаще всего липиды, т. е. группу водонераствори.мых жирорастворимых веществ. Смысл подобной структуры клеток — в пространственном разделении химических реакций в клетке. Сквозь все мембраны, как внешние, так и внутреннпе, непрерывно идут процессы переноса. Процессы переноса в клетке бывают двоякие. Биологически важным является активный транспорт, т. е. перенос ионов и молекул разных веществ против градиента концентращга пз области, где концентрация низка, туда, где концентрация выше. Этот процесс лежит в основе питания и секреторной функции клетки, т. е. поглощения ею из внешней среды необходимых веществ и выделения в среду веществ, используемых другими клетками и тканями. Этот же процесс внутри клетки направляет одни вещества в ядро, дрз гие в митохондрии, третьи в рибосомы и т. д. [c.176]

Включения и запасные вещества. Прокариоты характеризуются сравнительно простой внутриклеточной организацией и не содержат автономных органелл, хотя многие бактерии имеют включения. Среди них в первую очередь следует отметить различного рода мембранные пузырьки, образованные в результате инвагинаций ЦПМ. Общей структурой, встречающейся как у грамположительных, так и у грамотрицательных организмов, является мезосома (см. рис. 14). Это инвагинация ЦПМ в форме везикул, трубочек или ламелл. Точные функции ее до настоящего времени неясны. Считается, что она может играть роль в делении клетки, образуя септу, а затем и поперечную перегородку, а также служить местом прикрепления микробной хромосомы, участвуя в репликации и последующем расхождении дочерних клеток. Мезосо-мы могут также принимать участие в процессах секреции. Однако некоторые исследователи считают, что мезосома — это артефакт, возникающий при фиксации клеток для электронной микроскопии. [c.33]

Некоторые детали строения ядрышка можно увидеть с помощью электронной микроскопии В отличие от цитоплазматических органелл ядрышко не имеет мембраны, которая окружала бы его содержимое. Похоже, что оно образовано недозрелыми предшественниками рибосом, специфически связанными друг с другом неизвестным образом. На типичной электронной микрофотографии ядрышка можно различить три дискретные зоны (рис. 9-94) 1) слабоокрашенный компонент, содержащий ДНК из области ядрышкового организатора хромосомы, 2) гранулярный компонент, в состав которого входят частицы диаметром 15 нм, представляющие наиболее зрелые предшественники рибосомных частиц, и 3) плотный фибриллярный компонент, состояший из множества тонких (5 нм) рибонуклепротеиновых фибрилл, представляющих собой РНК-транскрипты. [c.166]

Если мы рассмотрим живую клетку позвоночного животного в фазово-конграстный микроскоп или в микроскоп с дифференциальным интерференционным контрастом (разд. 4.1.5), мы увидим, что ее цитоплазма находится в непрестанном движении. Митохондрии и более мелкие мембранные органеллы за несколько минут успевают изменить свое местоположение в клетке путем характерных периодических скачков, которые слишком упорядоченны и направленны, чтобы их можно было спутать со столь же безостановочным броуновским движением-результатом случайного теплового движения молекул. Многие из таких внутриклеточных перемещений происходят в тесной связи с микротрубочками Если клетку, в которой движутся органеллы, быстро зафиксировать и приготовить из нее срезы для электронной микроскопии, то можно увидеть, что мембрана таких органелл зачастую соединена с микротрубочками цитоплазмы тонкими нитевидными структурами. Можно предположить поэтому, что микротрубочки играют важную роль в подобном движении, хотя, как мы уже говорили (разд. 11.2.4), некоторые перемещения пузырьков в цитоплазме происходят вдоль актиновых филаментов, а не микротрубочек. Наиболее яркой демонстрацией транспортной роли микротрубочек явилось изучение быстрого аксонного транспорта в нервных клетках, где перемещение мембранных пузырьков в обоих направлениях по аксопу -между телом клетки и нервным окончанием - идет с большой интенсивностью. [c.311]

Гигантский аксон кальмара можно извлечь из тела животного, а его цитоплазму выдавить, как зубную пасту из тюбика. Если капельку вьщавленной аксоплазмы расплющить покровным стеклом и заснять через микроскоп на видеопленку (разд. 4.1.6), то можно увидеть, как органеллы движутся вдоль тонких нитевидных дорожек . Методом иммунофлуоресценции в сочетании с электронной микроскопией удается показать, что эти дорожки представляют собой отдельные микротрубочки. [c.311]

Выращиваемые в анаэробных условиях дрожжи живут за счет спиртового брожения. Но генетическая непрерывность существования митохондрий поддерживается полулатентными дедифференцированными органеллами, так называемыми промитохондриями [1291, 1618, 1619]. Промитохондрии служат предшественниками митохондрий. Они содержат ДНК, их можно увидеть с помощью электронного микроскопа и можно сконцентрировать путем центрифугирования 1[426,1445,1446]. [c.180]

Почти все крупные организмы состоят из микроскопических единиц, называемых клетками, в которых содержатся еще более мелкие единицы — органеллы. Исследуя сложное строение клеток, биологи иммобилизуют (фиксируют) их при помощи какого-нибудь химического фиксатора, заливают в соответствующую среду — в парафин или пластмассу, приготовляют с помощью микротома тонкие срезы, окрашивают эти срезы различными красителями, дающими возможность выявить те или иные структуры, и затем изучают их либо в световом микроскопе, обеспечивающем тысячекратное увеличение, либо в электронном микроскопе при увеличении приблизительно в миллион раз. Для того чтобы уяснить себе химическую роль и определить характер биологической активности исследуемых структурных единиц, каждую из таких единиц требуется получить в чистом виде и в достаточно больших количествах. С этой целью обычно разрушают большое число клеток, а затем выделяют каждый тип органелл из полученного гомогената в виде осадка, выпадающего при центрифугировании с постепенно возрастающим числом оборотов. Осажденные таким путем орга-иеллы можно затем собрать и подвергнуть анализу, чтобы изучить их химическую природу и выявить свойственную им биохимическую активность. [c.77]

Гиалоплазма (основная плазма, матрикс цитоплазмы) — основная внутренняя среда клетки, она занимает все пространство между мембранами эндоплазматической сети, органелла-ми, всевозможными включениями и другими структурами. Гиалоплазма (от греч. Ьуа1о8 — стекло) под электронным микроскопом имеет вид гомогенной или мелкозернистой массы с низкой электронной плотностью, В ней во взвешенном состоянии находятся рибосомы, микротельца, микротрубочки и различные продукты метаболизма. [c.26]

Аппарат Гольджи. Аппаратом Гольджи (комплекс Гольджи) называется органелла клетки, представляющая собой постоянную и высокодифференцированную часть цитоплазмы. Это "сетчатое образование было впервые выделено в 1896 г. Г. Гольджи в животных клетках методом связывания тяжелых металлов с клеточными структурами. В растительных клетках аппарат Гольджи был обнаружен с помощью электронного микроскопа Бюва и Портером лишь в 1957 г. В настоящее время установлено, что аппарат Гольджи существует во всех эукариотических клетках растений и животных (рис. 15). [c.38]

Эти структуры были открыты в 1898 г. итальянским гистологом Камилло Гольджи. Вскоре после этого было выдвинуто предположение, что в секреторных клетках эти органеллы участвуют в секреции белков, транспортируя их к поверхности клетки. Однако экспериментальные доказательства транспорта секреторных белков через аппарат Гольджи были получены только в 1960 г. Дж. Палладе из Рокфеллеровского института медицинских исследований в США. Дж. Палладе с группой коллег проследил путь белков в клетках поджелудочной железы от эндоплазматического ретикулума до секреторных гранул, покидающих клетки поджелудочной железы. Работа была выполнена с помощью комбинации радиоавтографического анализа, цитохимии и электронной микроскопии. Прохождение белков через аппарат Гольджи сопровождается присоединением к ним молекул сахаров. [c.178]

Контактная гиперчувствительность - это главным образом эпидермальная реакция, и основными антигенпрезентирующими клетками (АПК) в данном случае служат дендритные клетки Лангерганса, локализованные в надбазальном слое эпидермиса (рис. 26.3). Эти клетки имеют костномозговое происхождение и экспрессируют на своей поверхности маркер D1, антигены МНС класса II, а также рецепторы для F и комплемента (см. гл. 2). Как показывает электронная микроскопия, клетки Лангерганса содержат бер-бековы гранулы (специфические для этих клеток органеллы, образующиеся из клеточной мембраны). Под действием В-ультрафиолета клетки Лангерганса инактивируются, что предотврашает или смягчает проявления контактной гиперчувствительности. [c.473]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология