Клітина під мікроскопом
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Напевно, не всі знають: вивчати клітини важко не тільки тому, що вони малі, але і тому, що вони прозорі і майже зовсім непомітні. Фізична природа світла принципово обмежує можливість мікроскопа. Наші сучасні світлові мікроскопи володіють тим же корисним збільшенням, що і кращі прилади середини минулого століття!
Виходить, за сто років мікроскоп не змінився? Ні, звичайно. Не кажучи вже про те, що він став більш доступним і зручним, він обзавівся цілою родиною пристроїв, що дозволяють перемогти невидимість. Зараз є десятки різних прийомів мікроскопування. Розповім тільки про тих, які прилад для спостереження перетворили на інструмент для кількісного вивчення клітини і навіть, більше того, — інструмент активного впливу на живу клітину.
Щоб побачити клітину, треба змусити її поглинати світло — це можна зробити, пофарбувавши її. А фарбувати клітинні структури людина навчилася за тисячі років до того, як дізналася про їх існування. Адже шерсть, бавовна і шовк складаються з тих же речовин, що і клітина. Деякі барвники — до удачі дослідників — зв’язуються тільки з певними речовинами. І застосовуючи різні барвники, можна по-різному розфарбовувати клітину і бачити її кожен раз по-іншому. А по яскравості забарвлення можна судити, як багато міститься в клітині цікавих для нас речовин: нуклеїнових кислот, білків, жирів і т. д. Є спеціальний прилад, що дозволяє робити такі вимірювання.
А тепер невеликий лінгвістичний екскурс. Мало побудувати прилад, потрібно дати йому назву. Прилади для вимірювання світла називаються фотометрами. В нашому випадку, необхідна його частина — мікроскоп, і тому природно назвати прилад мікрофотометром. Поглинання світла залежить від довжини його хвилі, і, так як необхідно працювати зі світлом, розкладеним в спектр за допомогою призми або дифракційної решітки, більш правильним буде назва мікроспектрофотометр. Але ця назва не відображає того, що на приладі працюють цитологи (цитологія — наука про клітину) і тому наукова назва його цитомікроспектрофотометр. Крім своєї безперечної правильності, така назва володіє тою перевагою, що призводить неспеціалістів в священний трепет.
А як по-іншому можна було б побачити людину-невидимку, — не вдаючись, по можливості, до її забарвлення? Мало того, що така операція незручна, вона ще й смертельна: більшість барвників — це отрути, вони вбивають і самі клітини, і їх господаря. Виявляється, клітини прозорі тільки у видимій області спектру, а в ультрафіолетових променях (коротких) і в інфрачервоних (більш довгих) вони сильно поглинають світло. Можна поставити на мікроскоп або фотоапарат кварцову оптику і сфотографувати живі клітини на звичайну фотопластинку або досліджувати їх на ультрафіолетовому цитофотометрі. Щоб безперервно спостерігати за клітиною, мікроскоп забезпечується електронно-оптичним перетворювачем або спеціальним телевізійним пристроєм.
Ультрафіолетове випромінювання стає активним знаряддям дослідження. Воно сильно діє на живі тканини: це кожен відчув на собі (точніше — «на власній шкурі»), коли засмагав на пляжі. Помістивши живу клітину під об’єктив приладу, подібного цитофотометру з кварцовою оптикою, можна за своїм вибором «вколоти» ту чи іншу ділянку клітини. Зміни, які виникнуть після цієї операції, дозволять багато чого зрозуміти в її діяльності. Вперше такий прилад був побудований в 1912 році російським вченим С. С. Чахотиним і названий «мікроуколом». Він застосовується в багатьох лабораторіях світу, а зараз в життя клітини вчені втручаються також і за допомогою лазера.
Автор: Ю. Керкіс.