Практикум «основы электронной микроскопии для биологов»

ВВЕДЕНИЕ

Одним из преимуществ клеточной культуры перед другими объектами исследования является возможность продолжительного наблюдения за жизнедеятельностью клеток, за состоянием отдельных клеточных органелл, за процессами, идущими в клетках, фиксировать состояние культуры с учетом количественных и качественных параметров.

Кроме того, использование данного методического подхода делает возможным решение целого ряда прикладных задач, связанных с диагностикой и производством препаратов для профилактики вирусных инфекций. Также он помогает решить ряд теоретически проблем, связанных с изучением особенностей взаимодействия "вирус-клетка", что делает перспективным использование клеточных культур в выявлении вирусов, обладающих онколитической активностью, способных подавлять неопластические процессы в организме млекопитающих и человека.

Для этих целей необходимы комплексные исследования с применением вирусологических, молекулярно-биологических и микроскопических методов, включая электронную микроскопию.

В связи с этим задачей данного методического пособия явилось ознакомление заинтересованной аудитории с основами культуральной работы и способами подготовки клеточных культур, использованным в эксперименте, к электронно-микроскопическому исследованию.

1. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ С КУЛЬТУРОЙ КЛЕТОК

1.1. Преимущества метода

К преимуществам метода можно отнести следующее:

• 
  Главное преимущество культивируемых клеток - это возможность прижизненного наблюдения клеток с помощью микроскопа.
  
• 
  Существенно, что при работе с культурами клеток в эксперименте используются здоровые клетки, и они сохраняют жизнеспособность в течение всего эксперимента. При опытах на целом животном состояние почек, например, можно оценить лишь в конце эксперимента, и к тому же обычно лишь качественно.
  
• 
  Культуры клеток представляют собой генетически однородную популяцию клеток, растущих в постоянных условиях. Более того, исследователь может изменять эти условия в определённых пределах, что позволяет ему оценивать влияние на рост клеток самых различных факторов - рН, температуры, концентрации аминокислот, витаминов и др. Рост может быть оценен в течение короткого периода времени либо по увеличению числа или размеров клеток, либо по включению радиоактивных предшественников в клеточную ДНК.
  
• 
  Существенные результаты могут быть получены при использовании очень небольшого числа клеток. Эксперименты, требующие для выяснения того или иного вопроса использования 100 крыс или 1000 человек, могут быть с равной статистической достоверностью поставлены на 100 культурах на покровных стёклах. Т. о. одна клетка может заменить целую клинику больных. Это является важным преимуществом, когда дело касается человека, и, кроме того, снимает многие этические проблемы, возникающие при необходимости использовать для эксперимента большую группу животных.
  
• 
  Поскольку клетки в культуре легко доступны для различных биохимических манипуляций, то при работе с ними радиоактивные предшественники, яды, гормоны и др. могут быть введены в заданной концентрации и в течение заданного периода. Количество этих соединений может быть на порядок меньше, чем при экспериментах на целом животном. Исчезает также опасность того, что исследуемое соединение метаболизируется печенью, запасается мышцами или экскретируется почками. При использовании клеточных культур, как правило, бывает нетрудно установить, что при определённой концентрации добавленное в культуру вещество находится в контакте с клетками в течение данного периода времени. Это обеспечивает получение реальных значений скорости включения или метаболизма исследуемых соединений.
  

1. 
   Однородность клеток, происходящих чаще всего от одной родительской пары клеток, и обладающих определенными и относительно постоянными свойствами и характеристиками.
   
2. 
   Отсутствие структурной организации, гистотипическая целостность и связанные с ней биохимические признаки.
   
3. 
   Размножение клеток с большим выходом биомассы.
   
4. 
   Отсутствие дифференцированности.
   
5. 
   Возможность клонирования, селекции, получения чистых клеточных линий, изучения или видоизменения свойств клеток и закрепление этих свойств.
   
6. 
   Возможность получения количественного результата.