qeliza dhe mikroskopia

si e lejon organizimi i brendshëm i qelizës performimin e jetës tek qelizat eukariotike?

zbulimi i mikroskopëve

Zhvillimi i instrumenteve që zgjerojnë shqisat njerëzore mundësoi zbulimin dhe studimin e hershëm të qelizave. Mikroskopët u shpikën në vitin 1590 dhe u përsosën gjatë shekullit të XVII. Robert Hooke vëzhgoi për herë të parë muret qelizore në qeliza të vdekura të lëvores së lisit në vitin 1665, ndërsa Antoni van Leeuwenhoek pak vite më vonë vëzhgoi qelizat e gjalla.

mikroskopi optik

Mikroskopët e përdorur nga shkencëtarët e Rilindjes dhe ata që përdoren sot në laborator janë mikroskopë optikë (të dritës). Në një mikroskop optik (LM), drita e dukshme kalon përmes mostrës dhe pastaj përmes thjerrëzave prej qelqi. Thjerrëzat e përthyejnë dritën në mënyrë që imazhi i mostrës të zmadhohet ndërsa projektohet në sy ose në një kamerë.

zmadhimi

është raporti midis madhësisë së imazhit të një objekti dhe madhësisë së tij reale. Mikroskopët optikë mund të zmadhojnë efektivisht deri në rreth 1000 herë; në zmadhime më të mëdha, detajet shtesë nuk shihen qartë.

rezolucioni

është masa e qartësisë së imazhit dhe përfaqëson distancën minimale midis dy pikave që ende dallohen si pika të veçanta. Për shembull, një yll që me sy të lirë duket i vetëm, përmes teleskopit mund të shfaqet si dy yje, sepse teleskopi ka rezolucion më të lartë. Me teknika standarde, mikroskopi optik nuk dallon detaje më të imta se rreth 0,2 µm (200 nm), pavarësisht nga zmadhimi.

kontrasti

është ndryshimi në shkëlqim midis zonave të ndritshme dhe atyre të errëta të një imazhi. Ai rritet me ngjyrosjen ose shënjimin e komponentëve qelizorë, që t’i bëjë ata më të dallueshëm vizualisht.

mikroskopi i dritës

mund të zmadhojë në mënyrë efektive, për rreth 1000 herë, madhësinë aktuale të mostrës.

fusha e ndritshme

Drita kalon drejtpërdrejt përmes mostrës. Kur nuk është ngjyrosur (majtas), imazhi ka kontrast të ulët.

Ngjyrosja me substanca specifike (djathtas) rrit kontrastin. Shumica e ngjyruesve kërkojnë që qelizat të jenë të fiksuara (të ruajtura), gjë që i vret ato.

kontrasti fazor

Variacionet në densitet brenda mostrës amplifikohen për të rritur kontrastin në qelizat e pangjyrosura; kjo është veçanërisht e dobishme për ekzaminimin e qelizave të gjalla, të pangjyrosura.

Kontrasti me interferencë diferenciale (Nomarski)

Ashtu si në mikroskopinë me kontrast fazor, përdoren modifikime optike për të theksuar dallimet në densitet; imazhi duket pothuajse tredimensional (3D).

fluoreshenca

Vendndodhja e molekulave specifike zbulohet duke i shënuar ato me ngjyrues fluoreshentë ose antitrupa, të cilët përthithin rrezatimin ultravjollcë dhe emetojnë dritë të dukshme.

Në këtë qelizë të mitrës, të shënuar me fluoreshencë, ADN-ja shfaqet blu, organelat e quajtura mitokondri janë portokalli, dhe një pjesë e "skeletit" të qelizës (i quajtur citoskelet) është e gjelbër.

konfokal

Kjo imazh tregon dy lloje mikrografish fluoreshente: konfokale (lart) dhe standarde (poshtë). (Qelizat nervore janë të gjelbra, qelizat mbështetëse të portokallta, ndërsa zonat e mbivendosjes janë të verdha.)

Në mikroskopinë konfokale, përdoret një lazer për të krijuar një plan të vetëm fluoreshence; drita që vjen nga plane të tjera dhe që nuk është në fokus, eliminohet.

Duke kapur imazhe të qarta në plane të ndryshme, mund të krijohet një rikonstruksion 3-D. Një mikrografi fluoreshente standarde është e turbullt, sepse drita që nuk është në fokus nuk përjashtohet.

dekonvolucioni

Pjesa e sipërme e këtij imazhi të një rruaze të bardhë gjaku është rikonstruktuar nga shumë imazhe fluoreshente të turbullta në plane të ndryshme, ku secili është përpunuar duke përdorur softuer dekonvolucioni.

Ky proces heq në mënyrë digjitale dritën që nuk është në fokus dhe e rikthen atë në burimin e saj, duke krijuar një imazh 3-D shumë më të qartë. Pjesa e poshtme është një përmbledhje e mikrografive fluoreshente standarde të së njëjtës qelizë.

mikroskopi elektronik

përqendron një tufë elektronesh përmes mostrës ose mbi sipërfaqen e saj, në vend të dritës. Rezolucioni është në përpjesëtim të zhdrejtë me gjatësinë valore të dritës ose të elektroneve që përdoret për imazhin, dhe tufat e elektroneve kanë gjatësi valore shumë më të shkurtra se drita e dukshme.

Teorikisht mikroskopët elektronikë modernë arrijnë rezolucion rreth 0,002 nm, ndërsa në praktikë dallojnë struktura jo më të vogla se rreth 2 nm, pra një përmirësim 100 herë më i madh se mikroskopi me dritë.

mikroskopi elektronik skanues (SEM)

është veçanërisht i dobishëm për studimin e detajuar të topografisë së mostrës. Tufa e elektroneve skanon sipërfaqen e mostrës, e cila zakonisht është e veshur me një shtresë të hollë ari. Tufa ngacmon elektronet e sipërfaqes, këto elektrone dytësore kapen nga një pajisje që e shndërron modelin e tyre në sinjal elektronik, dhe sinjali dërgohet në një ekran video. Rezultati është një imazh i sipërfaqes që duket tredimensional.

fraksionimi qelizor

është një teknikë e dobishme për studimin e strukturës dhe funksionit qelizor. Ai i zbërthen qelizat dhe i ndan organelat kryesore e strukturat e tjera nënqelizore nga njëra-tjetra.

centrifugimi diferencial

rrotullon epruvetat me përzierje qelizash të shpërbëra me shpejtësi të ndryshme në rritje. Në çdo shpejtësi, forca që krijohet bën që një pjesë e komponentëve të depozitohen në fund të epruvetës si sediment. Në shpejtësi më të ulëta sedimenti përbëhet nga komponentë më të mëdhenj, ndërsa në shpejtësi më të larta nga komponentë më të vegjël.