ЦИТОХИМИЯ
, изучает распределение
и содержание внутри клетки хим. соед., динамику их превращений в процессах
жизнедеятельности (в т. ч. при патологии). Ц. возникла в 1-й пол. 19 в.;
значительно усовершенствована и широко используется с сер. 20 в. для диагностич.
целей, в медицине, биохимии и др.
Осн. методы Ц.: 1) микрохимия - выделение
определенных клеточных структур (напр., митохондрий или рибосом) путем
дифференциального центрифугирования и осуществление хим. анализа их состава.
2) Микроспектрофотометрия - определение в-в с помощью микроскопа-спектрофотометра
непосредственно в клетке по характерному спектру поглощения (напр., нуклеиновых
к-т по поглощению пуринами и пирими-динами УФ излучения). 3) Микроинтерферометрия
- оценка массы клетки по сдвигу фазы поляризованного света. После экстракции
определенного в-ва можно измерить его содержание в клетке. Микроспектральные
и интерферометрич. методы позволяют проводить хим. анализ живых клеток.
4) Цитофотометрия окрашенных клеток - качеств. и(или) количеств. определение
в-ва в клетке путем фотометрии окрашенного продукта, к-рый образуется при
взаимод. анализируемого в-ва с красителем или др. в-вом. Измерения осуществляют,
используя микроскоп, монохроматор, фотоумножитель и регистрирующее устройство.
Для количеств. исследований применяют также анализаторы изображений. Один
из точных методов цитофотометрии - р-ция Фельгена [взаимод. альдегидных
групп, возникших в результате кислотного гидролиза ДНК, с фуксинсернистой
к-той (реактив Шиффа) с образованием красно-малинового комплекса, к-рый
специфически характеризует распределение ДНК и ее кол-во в ядре]. Активные
красители (проционы) образуют ковалентные связи с разными реакционноспособными
группами белков или углеводов, окрашивая клеточные структуры. В результате
разл. р-ций выявляются ферменты, определяется их локализация и активность.
5) Флуоресцентная микроскопия и цитофлуорометрия. Осуществляют р-цию в-ва
с флуоресцирующим маркером (см., напр., Липидные зонды
)и затем
по интенсивности флуоресценции определяют кол-во этого в-ва. 6) Авторадиография
- определение локализации определенного метаболич. процесса и его интенсивности
в клеточных структурах благодаря введению в организм или в среду клеточной
культуры метаболитов, меченных радионуклидами, и приготовления цитоавтографа
(препарата из клеток и фотоэмульсии, к-рую проявляют после экспозиции).
7) Иммуноцитохимия -выявление расположения определенного антигена внутри
клетки путем получения комплексов между антителами, конъюгированными с
красителями, и анализируемыми антигенами.
В большинстве методов Ц. может использоваться
также электронный микроскоп.
Раздел Ц.- гистохимия. Теми же методами,
что в Ц., оценивается распределение и содержание в-в в разных участках
ткани или в органе (напр., в разл. частях печени, в сосудах и т. д.).
Благодаря развитию методов Ц. впервые
были сформулированы идеи о ведущей роли нуклеиновых к-т в синтезе белка,
в развитии организмов и наследственности (Б. В. Кедровский, Т. Касперсон,
30-е гг. 20 в.). В 40-х гг. методами Ц. было доказано постоянство содержания
ДНК в хромосомном наборе (К. и Р. Вендрели) и на этой основе определена
общебиол. значимость полиплоидных клеток (несут неск. гомологичных наборов
хромосом) и выяснена важная роль клеточной полиплоидии (кратное увеличение
числа наборов хромосом) в росте и развитии животных и растений. При использовании
радиоактивных предшественников синтеза ДНК, гл. обр. 3Н-тимидина
(К. Леблон, Л. Н. Жинкин, 60-е гг.), определены важные закономерности обновления
клеточных популяций и регенерации тканей. При применении 3H-предшественников
РНК и белков изучены закономерности перемещений макромолекул внутри клетки.
Благодаря значит. усовершенствованию флуоресцентной микроскопии (Е. М.
Брумберг, М. Н. Мейсель, 60-е гг.) определены изменения структуры хроматина,
характеризующие его активность. При изучении кинетики образования клеточных
белков цитохим. и биохим. методами в 60-70-х гг. открыт ритм синтеза белка.
Определены др. метаболич. ритмы такой же околочасовой периодичности (концентрации
АТФ и др. соед. с макроэргич. связями, полиаминов, нек-рых ионов, изменение
рН внутри клеток и активности мн. ферментов). В физиол. исследованиях найдены
такие же ритмы дыхания организмов, частоты сердечных сокращений, активности
мозга, поведения животных. В работах 80-х гг. при гибридизации ДНК клеточного
ядра с клонированной ДНК определенного гена установлено положение этого
гена в хромосоме.
Цитохим. методы используют в медицине,
в частности, для диагностики и прогноза лечения злокачеств. опухолей.
Лит.: Пирс Э., Гистохимия, пер.
с англ., М., 1962; Бродский В. Я., Трофика клетки, М., 1966; Введение в
количественную цитохимию, пер. с англ., М., 1969; Зеленин А.В., Взаимодействие
аминопроизводных акридина с клеткой, М., 1971; Роджерс Э., Авторадиография,
пер. с англ., М., 1972; Агроскин Л.С., Папаян Г. В., Цитофотомстрн", Л.,
1977; Иванов В.Б., Активные красители в биологии, М., 1982; Бродский В.Я.,Нечаева
Н.В., Ритм синтеза белка, М., 1988.
В. Я. Бродский.
|
