Історія виникнення клітин та методи цитологічних досліджень
Більшість еукаріотичних клітин мають розміри до 100 мкм, а прокаріотичні ще на порядок менші, тому людина не може бачити їх неозброєним оком. Відкриття та дослідження клітин стало можливим тільки після винайдення Янсеном оптичного мікроскопа 1590 року. Цитологія — це наука про клітину, предметом якої є клітини живих організмів (одноклітинних, багатоклітинних та колоніальних), їх будова, хімічний склад, функції та розвиток.
Історія відкриття та дослідження клітин
До найважливіших подій, пов'язаних із раннім розвитком клітинної біології, належать дослідження видатних учених. У 1665 році Роберт Гук вперше побачив мертві клітини, вивчаючи будову корка під мікроскопом, і ввів поняття «клітина». Послідовником Гука став Антоні ван Левенгук, який у 1675 році вперше спостерігав живі клітини, зокрема найпростіші та еритроцити.
Важливий внесок у розвиток науки зробили також інші дослідники:
- 1831—1839 — Роберт Браун описав ядро як сферичне тільце, наявне в рослинних клітинах.
- 1838—1839 — Матіас Шлейден і Теодор Шванн створили клітинну теорію, згідно з якою клітина є основною структурною та функціональною одиницею живих організмів.
- 1840 — Ян Пуркіньє запропонував назву «протоплазма» для позначення клітинного вмісту, переконавшись, що саме він є живою речовиною.
- 1855—1859 — Рудольф Вірхов довів закон «кожна клітина з клітини», встановивши, що всі клітини утворюються шляхом поділу.
- 1866 — Ернст Геккель встановив, що збереження та передачу спадкових ознак здійснює ядро.
У таблиці нижче наведено хронологію ключових етапів розвитку цитології:
| Учений | Дата | Внесок у дослідження клітини |
|---|---|---|
| Роберт Гук | 1665 | Вперше побачив мертві клітини корка, ввів термін «клітина» |
| Антоні ван Левенгук | 1675 | Вперше спостерігав живі клітини (найпростіші, еритроцити) |
| Роберт Браун | 1831 | Описав ядро в рослинних клітинах |
| М. Шлейден, Т. Шванн | 1839 | Автори клітинної теорії |
| Ян Пуркіньє | 1840 | Запропонував назву «протоплазма» для вмісту клітини |
| Рудольф Вірхов | 1855 | Довів, що клітини утворюються шляхом поділу |
Методи цитологічних досліджень
Мікроскопія залишається одним із найважливіших методів дослідження клітин. Використовується світлова (оптична) мікроскопія, що дозволяє спостерігати за живими клітинами. У ХХ столітті була винайдена електронна мікроскопія, що дала можливість вивчити ультраструктуру клітин. Сучасна цитологія використовує такі основні методи:
- Світлова мікроскопія;
- Електронна мікроскопія;
- Фазово-контрасна мікроскопія;
- Метод культури клітин і тканин;
- Авторадіографія (мічених атомів);
- Метод центрифугування (фракціонування);
- Метод флуоресценсії.
Оптична мікроскопія та будова мікроскопа
У оптичному мікроскопі збільшення об'єкта досягається завдяки серії лінз, через які проходить світло. Звичайний світловий мікроскоп складається з двох частин: механічної (основа, предметний столик, тубусотримач, револьвер) та оптичної (об'єктиви, окуляри, дзеркало, конденсор). Максимальне збільшення, яке можна досягнути завдяки оптичному мікроскопу, становить близько 1000 разів, а його роздільна здатність обмежена довжиною світлової хвилі.
Нові горизонти цитології
З 1866 по 1898 роки цитологія набуває характеру експериментальної науки. У 1900 році починає розвиватись цитогенетика, що вивчає поведінку хромосом під час поділу та запліднення. Для вивчення функцій клітин використовують різноманітні біохімічні методи, а для практичних цілей — методи клітинної інженерії.