Әдебиеттер 1.Бет.12-44.,2. Бет.3-51.,3. Бет. 3-38., 5. Бет. 19-44., 6., Бет. 11-59. № 3 дәріс

1.Бет.12-44.,2. Бет.3-51.,3. Бет. 3-38., 5. Бет. 19-44., 6., Бет. 11-59.

№ 3 дәріс - Цитологияның және гистологияның зерттеу әдістері.

Жалпы сұрақтары: Жарық және электронды микроскоптарда жасушалар мен ұлпаларды зерделеу әдістері.

Дәрістің қысқаша жазбасы. ХIХ ғасырдың ортасы электронды микроскопты нәтижелi пайдаланудан басталады. Қазiргi кезеңдегi пәннiң дамуы зерттеу әдiстерiнiң кең, кешендi пайдалануымен, әсiресе, оның iшiнде электронды микроскоппен көру, мұздату, электронды микроскопиялық цитохимия, сан тұрғысынан сипаттау және басқа әдiстерiмен сипатталады.

Пәннiң жасуша, ұлпа, ағза құрылысын, қызметiн зерделеуге бағытталған кәдiмгi (классикалық), жаңа (қазiргi) әдiстерi өте мол. Сондықтан олардың тек iлiмдiк қана емес, қолданбалы маңызы аса зор.

Өлi (уытталған) жасуша, ұлпаларды зерттеу әдiсi - негiзгi (классикалық) деп аталады. Ол үшін мына негiзгi өңдеу жолдардан өтедi: бекiту, суда жуу, сусыздандыру, қатыру, кесiндi әзiрлеу, бояу, бұзылмайтын ортада сақтау. Диагнозды анықтау мақсатымен бекiтiлген өлi жасуша, ұлпаларды зерделеуде препараттар жағынды ретiнде (қан, сүйек майы, сiлекей, жұлын сұйығы); iз (таңба) ретiнде (көкбауыр, айырша безi, бауыр); ұлпалар жұқа қабығы ретiнде (дәнекер ұлпа, iшперде, көкiрекперде, жұмсақ ми қабығы) болады.

Кейде препаратта кездейсоқ, немесе нашар өңдеуден гистологияда жасанды деп аталатын белгi (артефакт), немесе құрылымдар пайда болады. Олар өлгеннен кейiнгi ыдырауда, ыстық парафиндi қолданғаннан кейiнгi бүрiсуде, формалинде ұлпа көп жатқаннан, немесе оны аз жуғанда, микротом пышағында кетiгi барында кездеседi.

Препаратты зерделеу үшiн әртүрлi жарық микроскоптар (МБИ, «Биолам» және оның басқа арнайы түрлерi (қараңғы көз алды, кезеңдi - қарсылыстық, поляризациялық, ультракүлгiндi, флюоресценттi (қоздыру әсерi тоқталғаннан кейiн тез өшiп қалатын люминесценция), (люминесценттi микроскоппен көру) қолданылуда.

Қолдан өсiрiлген себiндiдегi (лат. өңдеу) зерттеу жасуша, ұлпа, ағзадағы өсу, жiктелу, түзiлу, секрет бөлу, басқа процестерге түрлi себепшарттардың әсерiн зерделеу үшiн жүргiзiледi. Жасуша, ұлпа себiндiлерi биотехнология, биоинженерия (ауыстырып салуға қажет жасушалар, ұлпалар алу, биологиялық қарқынды заттар түзу, моноклондық антиденелер өнiмдерiн түзу) мақсаттары үшiн кең қолданыла бастады.

Жасушалар және ұлпалар құрылымының сандық бағалауында қолданылатын морфоөлшемдiк әдiс гистологиялық препараттардағы (олардың суреттерiндегi) жасушалар, ұлпалар құрылым параметрлерiнiң сандық бағасын беретiн бiрнеше тәсiлдер жиынтығы болып келедi. Бұл әдiспен жасуша, ұлпалар диаметрi, биiктiгi, қалыңдығы, қима ауданы, аумақтағы зерзат саны, олардың түрлерi және басқалар анықталады.

Қараңғы көз алды микроскоппен көру арнайы конденсор (қысқа фокусты линза) қолданылуға негiзделген, препараттағы объективке түспейтiн қисық сәуле жарығының түсуiн қамтамасыз етедi. Объектив жоқта көз алды қараңғы болады, ал ол барда жарықтың бiразы объективте байқалады. Бұл тәсiл жарық микроскоптан тыс орналасқан құрылымды, мөлшердi айқындауға мүмкiндiк бередi. Оны тiрi жасушалар зерделеуiнде де қолдануға, болады.

Кезеңдi-қарсыластық микроскоппен көру зерделеу зерзатының түрлi құрылымдары арқылы өтетiн жарық сәулесiнiң кезеңдерi бiркелкi емес өзгеруiне негiзделген. Ол көзге көрiнбейтiн кезең ерекшелiктерiн амплитудалыққа, өзгертедi. Бұл тәсiл тiрi жасушаларды бекiтпей, боямай тiкелей зерделеуге мүмкiндiк туғызады.

Поляризациялық микроскоппен көру әр түрлi әуестiк, немесе қос жарық сәулесiнiң сынуы қасиеттерi бар құрылымдарды зерделеуде қолданылады. Онда зерзатқа, поляризацияланған жарық сәулесi бағытталады. Ол келешекте қабылдағыш (зерзат пен окуляр арасында орналасқан) арқылы өткiзiледi. Сөйтiп зерзатта молекулалардың заңды кеңiстiкте орналасуы айқындалады.

Ультракүлгiндi микроскоппен көру зерделеудегi зерзатқа ультракүлгiн сәулелерiнiң жарық түсiруiне байланысты болады. Оны зерзат құрылым құрамбөлiктерi таңдап сiңiредi. Өйткенi, ультракүлгiн сәулелерi толқынының ұзындығы көрiнетiн спектрдегi жарықпен салыстырғанда қысқа, болады. Ол микроскоптың шешу қабылеттiлiгiн екi есе арттырады. Ультракүлгiндi микроскоппен көруде көрiнбейтiн бейне жарық сезгiш табақша, немесе басқа, құрылғы көмегiмен көрiнетiнге өзгередi.

Флюоресценттi (люминесценттi) микроскоппен көруде кейбiр заттардың зерзатқа ультракүлгiндi сәуле жарығы түскенде көрiнетiн сәуле тарату қабылетi қолданылады. Кейбiр жағдайда ол ұлпаны алдын ала химиялық өңдегеннен кейiн пайда болады. Иммуногистохимиялық әдiспен ұлпаларды зерттегенде сәуле тарату бояғыштар арнайы антиденелермен байланысып тиiстi тегiжаттарды айқындайды. Онда сынапты, ксенондық лампалар пайданылады. Олар сәуле тарату құбылысын қоздырады. Қозудан қалыпты күйге көшуiнде сәуле шығады, оның толқын ұзындығы ұзақ болады. Бұл құбылыстың бәрi жазылып, кейiн тұжырымдалып, зерзат iшкi құрылымын, құрамын анықтатады.

Қазiргi кезде ғылыми зерттеулер жүргiзiп, клиникалық диагноз қоюда электронды микроскоппен көрудiң екi әдiсi - заттектердiң ортамен қатынасы (трансмиссиялық), немесе жарық түсiрушi және көз аясында (сканерлi), немесе әртүрлi жеке элементтерден түзiлетiн бейне (растрлi) кең қолданылуда. Оларда электрондар, ағыны қолданылады, зерттеу зерзаттарының жазықтық бейнесi байқалады. Оның қуат күшi 50 000 В, толқын ұзындығы 0,0056 нм, көрсеткiш қабылеттiлiгi 0,002 нм, үлкейткiштiк қабылеттiлiгi 600000 есеге тең. Электронды микроскоппен жасуша құрылымдарының өте ұсақ бөлшектерiне дейiн анық көруге болады.

№ 4 дәріс – Биологиялық және плазмалық жарғақтар.

Жалпы сұрақтары: Жарғақтардың құрылысы, қызметі және плазмалық жарғақтың туындылары. Күрделі құрылымды цитоплазмалық жүйенің құрылысы.

Дәрістің қысқаша жазбасы. Эукариотты жасушалар 3 бөлімнен – сыртын қоршап жатқан плазмалық жарғақтан, цитоплазмадан, ядродан тұрады. Прокариотты және өсімдік жасушаларының плазмалық жарғағы сыртында плазмалемма (жарық микроскопта таяқша, сызық ретінде көрінеді) болады, ал жануарлар жасушаларында ондай қабат болмайды.

Сонымен, жасуша қабығы – плазмолемма, немесе жасушаның сыртқы жарғағы, цитолемма, плазмалық жарғақша (цитоплазманың өсімдік жасушасы қабықшасына жабыса орналасқан сыртқы қабығы) жасушаның шетінде орналасады, бір жағынан цитоплазманы жасушаны қоршаған ортадан бөледі, ал екіншіден – ол осы ортамен байланысты қамтамасыз етіп, жартылай өткізгішті сұрыптау тосқауыл рөлін атқарады.

Электронды микроскоп плазмалық жарғақтың 3 қабаттан тұратынын дәлелдеді. Оның қалыңдығы 10 нм шамасындай, сыртқы беті көмірсулардан, ішкі жағы қалың белок молекулаларынан тұрады.

Жарғақтың негізгі химиялық құрама бөліктері – белоктар (60%), майлар (40%) және көмірсулар (2-10%). Жасушаның ішкі жарғақтарына қарағанда плазмолемма холестеринге бай болады. Сонымен плазмолемма негiзiн липопротеин кешенi құрады, жасуша жарғақшасының ең қалыңы (7,5-11 нм).

Оның сыртында қалыңдығы 3-4 нм жуық жұқа жарғақша қабаты-гликокаликс (грек. тәттi, қабық) орналасады. Плазмолемма арнайы құрылымды–жасушааралық байланысты, өзара iс-қимыл жасау қосылыстарын құруға қатысады.Ол құрылымдардың бiрнеше түрлерi болады. Олар қарапайым, күрделi болып бөлiнедi.

Жасуша жарғақшасының құрылысы плазмолемма, кариолемма, Гольджи аппараты, митохондрий, эндоплазмалық тор, лизосома, пероксисома құрамындағы жарғақшалардай. Әртүрлi жарғақшаларда липидтер құрамы бiрдей болмайды.

Липидтер ерекшелiгi сол, молекулалары атқаратын қызметтерiне сай: су тепкiштiк (гидрофобность), суға әуестiк (гидрофильдi) болып бөлiнедi.

Плазмолемма мына қорғаныштық, өткізгіштік, тасымалдаушы қызметтерді атқарады: жасуша қабығы екiншi жасушаны, жасуша аралық заттекті танып, оларға (талшықтарға, негiздiк жарғақшаға) жапсырыла алады; заттарды, бөлшектерiн цитоплазмаға, одан тасымалдайды; сыртында арнайы сезiмтал жүйке ұштары орналасатындықтан гормон, медиаторлар, цитокиндер, басқада хабаршы молекуламен өзара iс-қимыл жасайды. Цитоқаңқадағы жиырылғыш элементтерi плазмолеммамен байланысып псевдо (жалған), фило-, ламеллоподийлер құрып, жасушаның жылжуын қамтамасыз етедi.

Сыртқы ортадан жасушаға әртүрлі заттар эндоцитоз процесі арқылы өтеді. Оның екі – фагоцитоз, пиноцитоз түрлері болады.

Фагоцитозда жасушалар ірі қатты түйіршіктерді қабылдап, жасуша плазмасына өткізеді. Онда бұл заттардан қажеттілігі пайдаланылып, қажетсіздері бөлініп, қайта шығарылады. Бұл құбылысты түңғыш рет ашып, ұсынған орыс ғалымы И.И. Мечников.

Пиноцитозда жасуша өз плазмасына ертінділерді қабылдайды.Жасушадан заттар плазмолемма арқылы бөлініп, шығарылады. Оны эндоцитозға қарама-қарсы процес – экзоцитоз деп атайды. Жасушадан көп мөлшерде шыққан ферменттер жасушаның жоғарғы бетіндегі гликокаликс қабатында жиналады. Әртүрлі иммунологиялық әдістер жасушаның үстіңгі бетінде тегіжат (антиген) құрама бөліктері шоғырланатынын көрсетті. Сондықтан, олар антиденелерге керісінше әсер етеді.

Плазмолеммадағы липопротеидтер мен гликокаликс арасындағы өзара байланыс жасушааралық байланыстарға да әсер етеді.

Жасуша байланыстарының 3 – айырғыш, механикалық, химиялық түрлері аян.

Айырғыш түріне жай, “құлып” тәрізді, десмосома байланыстары,

механикалыққа тығыз байланыс, ал химиялыққа саңылау арқылы қосылатын байланыстар жатады.

Жай байланыс жолымен көптеген жасушалар қосылады. Екі жасуша плазмолеммасының арасындағы кеңістік 15-20 нм дейін барады.

“Құлып” тәрізді, немесе тісті байланыс эпителий ұлпасында көп кездеседі. Оны жасушалар плазмолеммаларының ішіне тартылуы (жымырылуы, инвагинация) арқылы қосылуынан көруге болады.

1. 
   Бет. 99-181. 2. Бет. 77-128. 3. Бет. 40-106. 5. Бет. 128-200. 6. Бет. 97-141.
   

Электронды микроскоп құрамында әртүрлі биополимерлер: белоктар (ақуыздар), күрделі көмірсулар, нуклеин қышқылдары, басқада құрылымдар сақталатынын анықтады. Бұндағы жүйе сұйық күйден қатты күйге, немесе керісінше ауысып отырады. Жасуша цитоплазмасының құрамына белоктар, майлар, көмірсулар, бейорганикалық заттар, су, липоидтар, нуклеин қышқылдары кіреді. Кептірілген жасушалар массасының 50-80% - белоктар, 1-5% - көмірсулар, 5-90% – майлар, 2-3% липоидтар, ал жасуша массасының 75-85% су болады.

РНҚ 3 түрі болады: ең ірі РНҚ молекуласы рибосомалы деп аталады да, рибосома құрамына кіреді. Біраз РНҚ ұсақ молекуласы – хабаршы РНҚ деп аталады, оған ДНҚ белокты синтездеу хабары жазылады. Ең кіші РНҚ молекуласы тасымалдаушы РНҚ деп аталады. Себебі ол қажет амин қышқылдарын рибосомаға тасымалдайды.

Негізгі ДНҚ массасы жасушаның ядросында, ал цитоплазмалық ДНҚ – митохондрияларда, пластидтерде болады. РНҚ ядро ядрошығында, жасуша цитоплазмасында (рибосомаларда, полирибосомаларда, хабаршы, тасымалдаушы РНҚ-да орналасады), кейбір тұрақты қосындылар рибосомаларында, мысалы, митохондрийлер мен хлоропластарда кездеседі.

Жасуша цитоплазмасының физикалық-химиялық қасиеттері, онда орналасқан заттардың күйімен (коллоид) айқындалады. Заттардың коллоидты ертінділері, олардың құрамындағы аса ірі молекулаларында біртекті зарядтар болғандықтан, бір-бірімен тебісіп, тұнбай, асылып тұрады. Тек, зарядтар азайғанда, немесе оны алып тастаса, коллоидтың кейбір бөліктері тұнады. Бұл құбылысты ұю (коагуляция) деп атайды. Коллоид ертінділері кейбір жағдайда сұйықтықтан сірне күйге және қарама-қарсы күйге ауыса алатын қабылеті болады. Бұл құбылысты белокты заттардың қосындысы (желатинизация) деп атайды. Кейде коллоидтар тұнбай, ертінді ретінде, қоюлығы әртүрлі екі ертіндіге, жеке бөлінеді. Бұл құбылыс шоғырлану (коацервация) деп аталады.

Эукариотты жасушалардағы белоктың 20-25% осы гиалоплазманың құрамында кездеседі. Бактерия жасушасының гиалоплазмасы барлық белоктардың 50% қамтиды. Гиалоплазма арқылы жасуша ішіндегі аминқышқылдары, нуклеотидтер (қант, майларды тасымалдау) процестері жүреді. Ол АТФ молекулалары жинақталатын орын, әрі онда гликоген, май тамшылары сияқты қоректік заттар жиналады.

Электронды микроскоптың көмегімен К.Р. Портер гиалоплазмада микротрабекулярлық тор барын анықтады. Ол жасушаның ішкі тірегі болуымен қатар, жасуша плазмасындағы ферменттердің орналасуын реттейтіні дәлелденді. Онымен қоса, ол сыртқы ортаның әсеріне орай, қажет болса ыдырапта кете алатын көрінеді.

Жасушаның тұрақты қосындылары – органоидтар немесе органеллалар деп аталады. Тұрақты қосындылар (органелла, органоид, грек. ағза, мүше; түрi) - арнайы қызметтер атқаратын, құрамында әртүрлi молекулалар саны бар, мөлшерi 20 нм-ден 10 мкм дейiнгi жарғақшалы, жарғақшасыз құрылым. Жарғақшалыларға-цитоплазмалық тор (эндоплазмалық ретикулум), тақташалар кешенi (Гольджи аппараты), митохондрийлер, лизосомалар, пероксисомалар, пластидтер, ал жарғақшасыздарға - рибосома (полирибосома), жасуша орталығы, цитоқаңқа элементтерi (микротүтiкше, микро-, аралық өскiндер (филаменттер) жатады.

Цитоплазманың тұрақсыз қосындылары, уақытша құрамбөлiктерi, жасушаның зат алмасуынан жиналатын өнiмдерге байланысты болып, қоректiк, секреттiк, экскреттiк (сыртқа шығарылатын зат), бояутектiк (пигменттiк) деп бөлiнедi. Қоректiкке май, көмiрсу, белоктар жатады.

1. 
   Бет. 181-220. 2. Бет. 129-146. 3. Бет. 108-148. 5. Бет. 200-239. 6. Бет. 141-163.
   

Алғашқы морфологиялық зерттеулерді 1833-1838 ж. өткізіп, ядроны өсімдік,жануарлар жасушаларынан көрген неміс ботаниктері Р. Броун мен М. Шлейден болды. Электронды микроскоппен ядро 1945 ж. бастап зерттелді. Ядроны биологиялық бағытта зерттеу нуклеин қышқылдарының ашылуына байланысты жүргізілді. 1939 ж. Браше мен Касперсон ядродада ДНҚ, ал РНҚ әрі ядрода, әрі цитоплазмада болатынын дәлелдеді.

1944 ж. биохимияда екі жаңалық ашылды: 1) нуклеин қышқылдарының биохимиялық белсенділігі анықталды; 2) нуклеин қышқылдары тұқым қуалауды реттейтіні ашылды. Осы 2 тұжырым молекулярлық биологияның негізгі қағидасына айналды. Себебі, ДНҚ молекуласында тұқым қуалушылық қасиетінің коды (шартты белгісі) жазылған, ал РНҚ молекуласы оның кешені болып келеді.

Ядроны тәжірибелік зерттеу Р. Чемберс есімімен байланысты. Ол микрохирургия тәсілімен ядроны жасушадан ажыратып, басқа жасушаға салған.