Tế bào được nghiên cứu như thế nào
  1. Home
  2. Chưa phân loại
  3. Tế bào được nghiên cứu như thế nào
Nguyễn Thái Bình 10 tháng trước

Tế bào được nghiên cứu như thế nào

Một tế bào là đơn vị nhỏ nhất của một sinh vật sống. Một sinh vật sống, giống như bạn, được gọi là một sinh vật. Vì vậy, các tế bào là các khối xây dựng cơ bản của tất cả các sinh vật.

Ở các sinh vật đa bào, một số tế bào của một loại cụ thể liên kết với nhau và thực hiện các chức năng chung để tạo thành các mô (ví dụ: mô cơ, mô liên kết và mô thần kinh), một số mô kết hợp với nhau để tạo thành một cơ quan (ví dụ: dạ dày, tim). , hoặc não), và một số cơ quan tạo thành một hệ cơ quan (chẳng hạn như hệ tiêu hóa, hệ tuần hoàn hoặc hệ thần kinh). Một số hệ thống hoạt động cùng nhau tạo thành một sinh vật (ví dụ như một con voi).

Có nhiều loại tế bào, và tất cả được nhóm thành một trong hai loại lớn: tế bào nhân sơ và tế bào nhân chuẩn. Tế bào động vật, tế bào thực vật, tế bào nấm và tế bào nguyên sinh được phân loại là sinh vật nhân chuẩn, trong khi vi khuẩn và tế bào vi khuẩn cổ được phân loại là sinh vật nhân sơ. Trước khi thảo luận về các tiêu chí để xác định xem một tế bào là sinh vật nhân sơ hay sinh vật nhân chuẩn, trước tiên chúng ta hãy xem xét các nhà sinh học nghiên cứu tế bào như thế nào.

Kính hiển vi

Các tế bào khác nhau về kích thước. Với một vài ngoại lệ, các tế bào riêng lẻ quá nhỏ để có thể nhìn thấy bằng mắt thường, vì vậy các nhà khoa học sử dụng kính hiển vi để nghiên cứu chúng. Kính hiển vi là một dụng cụ phóng đại một vật thể. Hầu hết các hình ảnh của các tế bào được chụp bằng kính hiển vi và được gọi là ảnh vi mô.

Kính hiển vi ánh sáng

Để cho bạn biết về kích thước của một tế bào, một tế bào hồng cầu điển hình của con người có đường kính khoảng tám phần triệu mét hoặc tám micromet (viết tắt là µm); đầu của một chiếc ghim có đường kính khoảng hai phần nghìn mét (milimet hoặc mm). Điều đó có nghĩa là khoảng 250 tế bào hồng cầu có thể vừa với đầu của một chiếc đinh ghim.

Quang học của các thấu kính của kính hiển vi ánh sáng thay đổi hướng của hình ảnh. Một mẫu vật nằm ngửa và quay sang phải trên phiến kính hiển vi sẽ xuất hiện lộn ngược và quay sang trái khi nhìn qua kính hiển vi và ngược lại. Tương tự, nếu di chuyển phiến kính sang trái trong khi nhìn qua kính hiển vi, nó sẽ di chuyển sang phải và nếu di chuyển xuống dưới, nó sẽ di chuyển lên trên. Điều này xảy ra vì kính hiển vi sử dụng hai bộ thấu kính để phóng to hình ảnh. Do cách ánh sáng truyền qua các thấu kính, hệ thống thấu kính này tạo ra hình ảnh đảo ngược (ống nhòm và kính hiển vi mổ xẻ hoạt động theo cách tương tự, nhưng bao gồm một hệ thống phóng đại bổ sung làm cho hình ảnh cuối cùng có vẻ thẳng đứng).

Hầu hết các kính hiển vi sinh viên được phân loại là kính hiển vi ánh sáng. Ánh sáng nhìn thấy vừa đi qua vừa bị bẻ cong bởi hệ thống thấu kính để cho phép người dùng nhìn thấy mẫu vật. Kính hiển vi ánh sáng thuận lợi cho việc quan sát các sinh vật sống, nhưng vì các tế bào riêng lẻ thường trong suốt nên các thành phần của chúng không thể phân biệt được trừ khi chúng được nhuộm màu bằng các vết bẩn đặc biệt. Tuy nhiên, nhuộm thường giết chết các tế bào.

Kính hiển vi ánh sáng thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm đại học đại học phóng đại lên đến khoảng 400 lần. Hai thông số quan trọng trong kính hiển vi là độ phóng đại và độ phân giải. Độ phóng đại là mức độ phóng to của một đối tượng. Khả năng phân giải là khả năng của kính hiển vi cho phép mắt phân biệt hai cấu trúc liền kề là riêng biệt; độ phân giải càng cao thì hai vật thể đó càng gần nhau và hình ảnh càng rõ nét và chi tiết. Khi sử dụng thấu kính ngâm dầu, độ phóng đại thường được tăng lên 1.000 lần để nghiên cứu các tế bào nhỏ hơn, giống như hầu hết các tế bào nhân sơ. Do ánh sáng đi vào mẫu vật từ bên dưới được hội tụ vào mắt của người quan sát, mẫu vật có thể được xem bằng kính hiển vi ánh sáng. Vì lý do này, để ánh sáng đi qua một mẫu vật,

(a) Hầu hết các kính hiển vi ánh sáng được sử dụng trong phòng thí nghiệm sinh học của trường đại học có thể phóng đại các tế bào lên đến khoảng 400 lần.  (b) Kính hiển vi giải phẫu có độ phóng đại thấp hơn kính hiển vi ánh sáng và được sử dụng để kiểm tra các vật thể lớn hơn, chẳng hạn như mô.

Loại kính hiển vi thứ hai được sử dụng trong phòng thí nghiệm là kính hiển vi soi nổi (b). Những kính hiển vi này có độ phóng đại thấp hơn (20 đến 80 lần kích thước vật thể) so với kính hiển vi ánh sáng và có thể cung cấp chế độ xem ba chiều của mẫu vật. Có thể kiểm tra các vật thể dày với nhiều thành phần được lấy nét cùng một lúc. Những kính hiển vi này được thiết kế để cung cấp một cái nhìn phóng đại và rõ ràng về cấu trúc mô cũng như giải phẫu của toàn bộ sinh vật. Giống như kính hiển vi ánh sáng, hầu hết các kính hiển vi mổ xẻ hiện đại cũng là loại hai mắt, nghĩa là chúng có hai hệ thống thấu kính riêng biệt, một hệ thống cho mỗi mắt. Các hệ thống thấu kính được đặt cách nhau một khoảng nhất định và do đó mang lại cảm giác về độ sâu trong chế độ xem đối tượng của chúng để giúp thao tác bằng tay dễ dàng hơn. Kính hiển vi phân tích cũng có hệ thống quang học điều chỉnh hình ảnh sao cho nó xuất hiện như thể được nhìn thấy bằng mắt thường chứ không phải là hình ảnh đảo ngược.

(a) Vi khuẩn Salmonella được xem bằng kính hiển vi ánh sáng. (b) Ảnh hiển vi điện tử quét này cho thấy vi khuẩn  Salmonella (màu đỏ) xâm nhập tế bào người. (tín dụng a: sửa đổi công việc của CDC, Viện Bệnh học Lực lượng Vũ trang, Charles N. Farmer; Nguồn b: sửa đổi công việc của Phòng thí nghiệm Rocky Mountain, NIAID, NIH; dữ liệu thanh tỷ lệ từ Matt Russell)

Nhà công nghệ tế bào học

Bạn đã bao giờ nghe nói về một xét nghiệm y tế gọi là phết tế bào cổ tử cung chưa? Trong xét nghiệm này, bác sĩ lấy một mẫu tế bào nhỏ từ cổ tử cung của bệnh nhân và gửi đến phòng thí nghiệm y tế, nơi kỹ thuật viên tế bào học nhuộm tế bào và kiểm tra xem có bất kỳ thay đổi nào có thể chỉ ra ung thư cổ tử cung hoặc nhiễm vi khuẩn hay không.

Các nhà công nghệ tế bào học (cyto – = tế bào) là những chuyên gia nghiên cứu tế bào thông qua kiểm tra bằng kính hiển vi và các xét nghiệm khác trong phòng thí nghiệm. Họ được đào tạo để xác định những thay đổi tế bào nào nằm trong giới hạn bình thường hoặc bất thường. Trọng tâm của họ không giới hạn ở các tế bào cổ tử cung; họ nghiên cứu các mẫu tế bào đến từ tất cả các cơ quan. Khi nhận thấy những điều bất thường, họ tham khảo ý kiến ​​​​của một nhà nghiên cứu bệnh học, một bác sĩ y khoa có thể chẩn đoán lâm sàng.

Các nhà công nghệ tế bào học đóng vai trò quan trọng trong việc cứu sống con người. Khi những bất thường được phát hiện sớm, việc điều trị của bệnh nhân có thể bắt đầu sớm hơn, điều này thường làm tăng cơ hội điều trị thành công.

Những tế bào cổ tử cung này, được nhìn qua kính hiển vi ánh sáng, được lấy từ phết tế bào cổ tử cung.  Các tế bào bình thường ở bên trái.  Các tế bào bên phải bị nhiễm vi rút u nhú ở người.  (Nguồn: sửa đổi công việc của Ed Uthman; dữ liệu thanh tỷ lệ từ Matt Russell)

Kính hiển vi điện tử

Trái ngược với kính hiển vi ánh sáng, kính hiển vi điện tử sử dụng chùm electron thay vì chùm ánh sáng. Điều này không chỉ cho phép độ phóng đại cao hơn và do đó, chi tiết hơn, nó cũng cung cấp khả năng phân giải cao hơn. Chuẩn bị một mẫu vật để xem dưới kính hiển vi điện tử sẽ giết chết nó; do đó, không thể xem các tế bào sống bằng loại kính hiển vi này. Ngoài ra, chùm tia điện tử di chuyển tốt nhất trong chân không nên không thể quan sát được các vật liệu sống.

Trong kính hiển vi điện tử quét, một chùm electron di chuyển qua lại trên bề mặt tế bào, tạo ra các chi tiết về đặc điểm bề mặt tế bào bằng phản xạ. Tế bào và các cấu trúc khác thường được phủ một lớp kim loại như vàng. Trong kính hiển vi điện tử truyền qua, chùm tia điện tử được truyền qua tế bào và cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc bên trong của tế bào. Như bạn có thể tưởng tượng, kính hiển vi điện tử cồng kềnh và đắt tiền hơn đáng kể so với kính hiển vi ánh sáng.

Lý thuyết tế bào

Kính hiển vi chúng ta sử dụng ngày nay phức tạp hơn nhiều so với kính hiển vi được sử dụng vào những năm 1600 bởi Antony van Leeuwenhoek, một chủ cửa hàng người Hà Lan, người có kỹ năng chế tạo thấu kính tuyệt vời. Bất chấp những hạn chế của ống kính ngày nay đã cổ xưa của mình, van Leeuwenhoek đã quan sát chuyển động của các sinh vật nguyên sinh (một loại sinh vật đơn bào) và tinh trùng, mà ông gọi chung là “động vật”.

Trong một ấn phẩm năm 1665 có tên Micrographia , nhà khoa học thực nghiệm Robert Hooke đã đặt ra thuật ngữ “tế bào” (từ tiếng Latin cella , nghĩa là “căn phòng nhỏ”) cho các cấu trúc dạng hộp mà ông quan sát được khi quan sát mô nút chai qua một thấu kính. Vào những năm 1670, van Leeuwenhoek đã phát hiện ra vi khuẩn và động vật nguyên sinh. Những tiến bộ sau này trong cấu trúc thấu kính và kính hiển vi đã cho phép các nhà khoa học khác nhìn thấy các thành phần khác nhau bên trong tế bào.

Vào cuối những năm 1830, nhà thực vật học Matthias Schleiden và nhà động vật học Theodor Schwann đang nghiên cứu các mô và đề xuất thuyết tế bào thống nhất, thuyết này khẳng định rằng tất cả các sinh vật sống đều được cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào, rằng tế bào là đơn vị cơ bản của sự sống và rằng tất cả các sinh vật các tế bào phát sinh từ các tế bào hiện có. Những nguyên tắc này vẫn đứng cho đến ngày nay.

1 lượt xem | 0 bình luận
Tác giả vẫn chưa cập nhật trạng thái
Đề xuất cho bạn
Khái niệm Sinh học

Khái niệm Sinh học

10 tháng trước

Avatar

Cloud
Đồng ý Cookie
Trang web này sử dụng Cookie để nâng cao trải nghiệm duyệt web của bạn và cung cấp các đề xuất được cá nhân hóa. Bằng cách chấp nhận để sử dụng trang web của chúng tôi