Основы цитологии

Розенбек. 1924). Создаются микроманипуляторы, с помощью к-рых можно

производить над клетками разнообразные операции (инъекции в клетку веществ,

извлечение и пересадку ядер, локальное повреждение клеточных структур и т.

д.). Большое значение приобрела разработка метода культуры тканей вне

организма, начало к-рому было положено в 1907 амер. учёным Р. Гаррисоном.

Интересные результаты были получены при сочетании этого метода с

замедленной микрокчносъёмкой, что дало возможность видеть на экране

медленные изменения в клетках, протекающие незаметно для глаза, ускоренными

в десятки и сотни раз. В первые три десятилетия 20 в. усилия учёных

направлены были на выяснение функциональной роли клеточных структур,

открытых в последней четверти 19 в., в частности было установлено участие

комплекса Гольджи в выработке секретов и др. веществ в гранулярной форме

(сов. учёный Д. Н. Насонов, 1923). Описаны частные органоиды

специализированных клеток, опорные элементы в ряде клеток (Н. К. Кольцов,

1903— 1911), исследованы структурные изменения при различной клеточной

деятельности (секреция, сократит, функция, деление клеток, морфогенез

структур и т. д.), В растит, клетках прослежено развитие вакуолярной

системы, образование крахмала в пластидах (франц. учёный А. Гийермон,

1911). Установлена видовая специфичность числа и формы хромосом, что в

дальнейшем было использовано для систематики растений и животных, а также

для выяснения филогенетич. родства в пределах более низких таксономич.

единиц (кариосистематики). Обнаружено, что в тканях имеются разные классы

клеток, отличающихся кратным отношением размеров ядер (нем. учёный В.

Якоби, 1925). Кратное увеличение размера ядер сопровождается

соответствующим увеличением (путём эндомитоза) числа хромосом (австр.

учёный Л. Гейтлер, 1941). Исследования действия агентов, нарушающих

механизм деления и хромосомный аппарат клеток (проникающее излучение,

колхицин, ацетонафтен, трипофлавин и др.), привели к разработке методов

искусств. получения полиплоидных форм (см. Полиплоидия), что дало

возможность вывести ряд ценных сортов культурных растений. С помощью

реакции Фельгена положительно решился спорный вопрос о наличии гомолога

ядра, содержащего дезоксирибонуклеиновую к-ту у бактерии (сов. учёный М. А.

Пешков, 1939— 1943, франц. учёный В. Делапорт, 1939, англ. учёный С.

Робиноу, 1942) и сине-зелёных водорослей (сов. учёные Ю. И. Полянский и Ю.

К. Петрушевский, 1929). - Наряду с мембранной теорией проницае-' мости,

выдвигается фазовая теория, придающая большое значение в распределении

веществ между клеткой и средой, растворению их и связыванию в протоплазме

(сов. учёные Д. Н. Насонов, В. Я. Александров, А- С. Трошин). Изучение

реакции протоплазмы клеток на воздействие разнообразных физич. и хи-мцч.

агентов привело к обнаружению явлений паранекроза и к разработке

денатурационной теории повреждения и возбуждения (Д. Н. Насонов и В- Я.

Александров. 1940), согласно к-рой в этих процессах ведущее значение имеют

обратимые изменения в структуре белков протоплазмы. С помощью вновь

разработанных цитохнмич. реакций на гистология. препаратах была установлена

локализация в клетке ряда ферментов. Начиная с 1934 благодаря работам амер.

учёных Р. Уэнсли и М. Герр, использовавшим метод гомогенизации

(размельчения) клеток и фракционного центрифугирования, началось извлечение

из клеток отдельных компонентов — ядер, хлоропластов, митохондрин, мпкросом

и изучение их химического и ферментативного состава. Однако существенные

успехи в расшифровке функции клеточных структур достигнуты лишь в

современный период развития Ц.— после 50-х гг.

Огромное влияние на развитие Ц. в 20 в. оказало переоткрытие в 1900

Менделя законов. Изучение процессов, протекающих в ядрах половых и соматич.

клеток, дало возможность объяснить факты, установленные при изучении

наследственной передачи признаков, и построить хромосомную теорию

наследственности. Изучение цитологич. основ наследственности обособилось в

отдельную отрасль Ц.— цитогенетику.

Развитие современной цитологии. С 50-х гг. 20 в. Ц. вступила в

совр. этап своего развития. Разработка новых методов исследования и успехи

смежных дисциплин дали толчок бурному развитию Ц. и привели к стиранию

чётких границ между Ц., биохимией, биофизикой и молекулярной биологией.

Использование электронного микроскопа (его разрешающая способность

достигает 2—4 А, предел разрешения светового микроскопа ок. 2000 А) привело

к созданию субмикроскопич. морфологии клетки и приблизило визуальное

изучение клеточных структур к макромолекул ядерному уровню. Были обнаружены

неизвестные до этого детали строения ранее открытых клеточных органоидов и

ядерных структур; открыты новые ультрамикроскопич. компоненты клетки:

плазматич., или клеточная, мембрана, отграничивающая клетку от окружающей

среды, эндоплазматич. ретикулум (сеть), рибосомы (осуществляющие синтез

белка), лизосомы (содержащие гидролитпч. ферменты), перокспсомы

(содержащие ферменты каталазу и уриказу), микротрубочки и микрофиламенты

(играющие роль в поддержании формы я в обеспечении подвижности клеточных

структур); в растит, клетках обнаружены диктиосомы — элементы комплекса

Гольджи. Наряду с общеклеточными структурами выявляются ультрамикроскопич.

элементы и особенности, присущие специализированным клеткам. С помощью

электронной микроскопии показано особое значение мембранных структур в

построении различных компонентов клетки. Субмикроскопич. исследования дали

возможность все известные клетки (и соответственно все организмы) разделить

на. 2 группы: эукариоты (тканевые клетки всех многоклеточных организмов и

одноклеточные животные и растения) и прока рпоты (бактерии, синезелёные

водоросли, актиномицеты и риккетсии). Прокариоты —примитивные

клетки—отличаются от эукариотов отсутствием типичного ядра, лишены ядрышка,

ядерной оболочки, типичных хромосом, мятохондрий, комплекса Гольджи.

Усовершенствование методов изоляции клеточных компонентов,

использование методов аналитич. и динамич. биохимии применительно к задачам

Ц. (меченные радиоактивными изотопами предшественники, автораднография,

количеств, цитохимия с использованием цнтофотометрии, разработка цитохимич.

методик для электронной микроскопии, применение антител, меченных

флуорохромами, для обнаружения под флуоресцентным микроскопом локализации

индивидуальных белков; метод гибридизации на срезах и мазках радиоактивных

ДНК и РНК для идентификации нуклеиновых к-т клетки и т. д.) привело к

уточнению химич. топографии клеток и расшифровке функционального значения и

биохи-мич. роли мн. составных частей клетки. Это потребовало широкого

объединения работ в области Ц. с работами по биохимия, биофизике и

молекулярной биологии. Для изучения генетич. функций клеток большое

значение имело открытие содержания ДНК не только в ядре, но и в

цитоплазматич. элементах клетка — митохондриях, хлоропластах, а по век-рым

данным, и в базальных тельцах. Для оценки роля ядерного и цитоплазматич.

генного аппарата в определении наследственных свойств клетки используется

пересадка ядер а митохондрий. Гибридизация соматич. клеток становится

перспективным методом изучения генного состава отд. хромосом (см.

Соматических клеток генетика). Установлено, что проникновение веществ в

клетку и в клеточные органоиды осуществляется с помощью особых транспортных

систем, обеспечивающих проницаемость биологических мембран. Элек-тронно-

микроскопич., биохимич. и генетич. исследования увеличили число сторонников

гипотезы симбиотнческого (см. Симбиогенез) происхождения митохонд-рпй и

хлоропластов, выдвинутой в кон. 19 в.

Оси. задачи совр. Ц.— дальнейшее изучение микроскопич. и

субмикроскопич. структур и химич. организации клеток; функций клеточных

структур и их взаимодействий; способов проникновения веществ в клетку,

выделения их из клетки и роли мембран в этих процессах; реакций клеток на

нервные и гуморальные стимулы макроорганизма и на стимулы окружающей среды;

восприятия и проведения возбуждения; взаимодействия между клетками; реакций

клеток на повреждающие воздействия; репараций повреждения и адаптации к

факторам среды и повреждающим агентам; репродукции клеток и клеточных

структур; преобразований клеток в процессе морфофизиологич. специализации

(диф-ференцировки); ядерного и цитоплазматич. генетич. аппарата клетки, его

изменений при наследственных заболеваниях; взаимоотношений клеток с

вирусами; превращений нормальных клеток в раковые (малигнизация); процессов

поведения клеток; происхождения и эволюции клеточной системы. Наряду с

решением теоретич. вопросов Ц. участвует в разрешении ряда важнейших

биологич., мед. и с.-х. проблем. В зависимости от объектов и методов

исследования развивается ряд разделов Ц.: цитогенетика, карио-систематика,

цитоэкологяя, радиационная Ц., онкологич. Ц., иммуноцитология и т. д.

Список литературы.

1. Кацнельсон 3. С., Клеточная теория в ее историческом развитии, Л.,

1963.

2. Руководство по цитологии, т. 1—2, М.—Л., 1965—66.

3. Большая советская энциклопедия.

Страницы: 1, 2