コンテンツ
- 細胞顕微鏡写真は何を示していますか？
- 細胞小器官の顕微鏡写真
- セルの識別
- 核を見つける
- リボソームの外観とその機能
- 内視鏡小胞は簡単に識別できます
- ミトコンドリアの特定
- オルガネラのTEM画像でリソソームを見つける方法
- ゴルジ体の外観
- Centriolesを識別する方法
- 細胞骨格を見つける
- すべてを一緒に入れて
生きている細胞は、単細胞の藻類やバクテリアの細胞から、苔や虫などの多細胞生物、さらには人間を含む複雑な植物や動物までさまざまです。特定の構造はすべての生細胞に見られますが、単細胞生物や高等植物や動物の細胞も多くの点で異なっています。光学顕微鏡は細胞を拡大できるので、より大きく、より明確な構造を見ることができますが、 透過型電子顕微鏡 （TEM）は、最も小さな細胞構造を見るために必要です。
セルとその構造は、壁が非常に薄く、異なるセルの外観がまったく異なる場合があるため、識別が難しいことがよくあります。細胞とそのオルガネラにはそれぞれ、それらを識別するために使用できる特性があり、これらの詳細を示す十分な倍率を使用すると役立ちます。
たとえば、倍率300倍の光学顕微鏡では、細胞と一部の詳細が表示されますが、細胞内の小さな細胞小器官は表示されません。そのためには、TEMが必要です。 TEMは電子を使用して、組織サンプルを通して電子を発射し、電子が反対側から出るときにパターンを分析することにより、小さな構造の詳細な画像を作成します。 TEMからの画像は通常、細胞タイプと拡大率でラベル付けされます。「7900Xとラベル付けされたヒト上皮細胞」とマークされた画像は7,900倍に拡大され、細胞の詳細、核およびその他の構造を表示できます。細胞全体に光学顕微鏡を使用し、より小さな機能にTEMを使用すると、最もとらえどころのない細胞構造であっても信頼性の高い正確な識別が可能になります。
細胞顕微鏡写真は何を示していますか？
顕微鏡写真は、光学顕微鏡とTEMから得られた拡大画像です。細胞顕微鏡写真は、多くの場合、組織サンプルから取得され、個々の識別が困難な細胞および内部構造の連続的な塊を示します。通常、このような顕微鏡写真は、細胞とその細胞小器官を構成する多くの線、点、パッチ、クラスターを示しています。さまざまな部分を識別するために、体系的なアプローチが必要です。
異なる細胞構造を区別するものを知るのに役立ちます。セル自体は顕微鏡写真の中で最大の閉じた物体ですが、セル内には多くの異なる構造があり、それぞれに独自の特徴セットがあります。閉じた境界が識別され、閉じた形状が見つかる高レベルのアプローチは、画像上のコンポーネントを分離するのに役立ちます。その後、固有の特性を検索することにより、各個別のパーツを識別することができます。
細胞小器官の顕微鏡写真
正しく識別するのが最も難しい細胞構造の中には、各細胞内の小さな膜結合オルガネラがあります。これらの構造は細胞機能にとって重要であり、そのほとんどはタンパク質、酵素、炭水化物、脂肪などの細胞物質の小さな嚢です。それらはすべて、細胞内で果たす独自の役割を持ち、細胞研究および細胞構造同定の重要な部分を代表します。
すべての細胞にすべての種類の細胞小器官があるわけではなく、その数は大きく異なります。ほとんどのオルガネラは非常に小さいため、オルガネラのTEM画像でしか識別できません。形状とサイズはいくつかのオルガネラを区別するのに役立ちますが、通常、内部構造を見て、どのタイプのオルガネラが表示されるかを確認する必要があります。他の細胞構造および細胞全体と同様に、各オルガネラの特別な機能により識別が容易になります。
セルの識別
細胞顕微鏡写真に見られる他の被験者と比較して、細胞は群を抜いて最大ですが、その限界は驚くほど見つけるのが難しいことがよくあります。細菌細胞は独立しており、細胞壁が比較的厚いため、通常は簡単に見ることができます。他のすべての細胞、特に高等動物の組織にある細胞は、薄い細胞膜のみを持ち、細胞壁はありません。組織の顕微鏡写真には、細胞膜と各細胞の限界を示すかすかな線のみがしばしばあります。
セルには、識別を容易にする2つの特性があります。すべての細胞には、それらを囲む連続した細胞膜があり、細胞膜は他の多くの小さな構造を囲んでいます。そのような連続膜が見つかると、それぞれが独自の内部構造を持つ他の多くの物体を囲むと、その囲まれた領域は細胞として識別できます。細胞のアイデンティティが明確になると、内部構造の特定を進めることができます。
核を見つける
すべての細胞に核があるわけではありませんが、動物や植物の組織にあるほとんどの細胞には核があります。細菌などの単細胞生物には核がなく、ヒト成熟赤血球などの一部の動物細胞にも核がありません。肝細胞、筋肉細胞、皮膚細胞などの他の一般的な細胞はすべて、細胞膜内に明確に定義された核を持っています。
核は細胞内の最大の体であり、通常は多かれ少なかれ丸い形です。セルとは異なり、内部には多くの構造がありません。核内の最大のオブジェクトは、リボソームを作る責任がある丸い核小体です。倍率が十分に高い場合、特に細胞が分裂する準備をしているときに、核内の染色体の虫のような構造を見ることができます。
リボソームの外観とその機能
リボソームは、タンパク質とリボソームRNAの小さな塊であり、タンパク質の製造に応じたコードです。それらは、膜の欠如と小さなサイズによって識別できます。細胞小器官の顕微鏡写真では、それらは小さな固形物の粒のように見え、これらの粒の多くは細胞全体に散在しています。
いくつかのリボソームは、小胞体、核の近くの一連のひだおよび細管に付着しています。これらのリボソームは、細胞が特殊なタンパク質を生産するのを助けます。非常に高い倍率では、リボソームが2つのセクションで構成されていることがわかります。大きな部分はRNAで構成され、小さなクラスターは製造されたタンパク質を構成します。
内視鏡小胞は簡単に識別できます
小胞体は、核を持つ細胞でのみ見られる、核と細胞膜の間にある折り畳まれた嚢と管で構成されています。これは、細胞が細胞と核の間のタンパク質の交換を管理するのに役立ち、粗面小胞体と呼ばれる部分にリボソームが付着しています。
粗面小胞体とそのリボソームは、膵臓細胞のインスリンや白血球の抗体などの細胞特異的酵素を産生します。滑らかな小胞体にはリボソームが付着しておらず、細胞膜を無傷に保つのに役立つ炭水化物と脂質を生成します。小胞体の両方の部分は、細胞の核への接続によって識別することができます。
ミトコンドリアの特定
ミトコンドリアは細胞の発電所であり、グルコースを消化して、細胞がエネルギーに使用する貯蔵分子ATPを生成します。オルガネラは、滑らかな外膜と折りたたまれた内膜で構成されています。エネルギー生産は、内膜を横切る分子の移動を通じて起こります。細胞内のミトコンドリアの数は、細胞の機能に依存します。例えば、筋肉細胞は多くのエネルギーを消費するため、多くのミトコンドリアを持っています。
ミトコンドリアは、核に次いで2番目に大きいオルガネラである滑らかで細長い体として識別できます。それらの顕著な特徴は、ミトコンドリアの内部にその構造を与える折り畳まれた内膜です。細胞顕微鏡写真では、内膜のひだはミトコンドリアの内部に突き出ている指のように見えます。
オルガネラのTEM画像でリソソームを見つける方法
リソソームはミトコンドリアよりも小さいため、非常に拡大されたTEM画像でのみ見ることができます。それらは、消化酵素を含む膜によってリボソームと区別されます。多くの場合、丸みを帯びた形状または球状の形状とみなされますが、細胞廃棄物を取り囲むと不規則な形状になる場合もあります。
リソソームの機能は、不要になった細胞物質を消化することです。細胞の破片は分解され、細胞から排出されます。リソソームはまた、細胞に侵入する異物を攻撃するため、細菌やウイルスに対する防御となります。
ゴルジ体の外観
ゴルジ体またはゴルジ構造は、真ん中でつまんでいるように見える平らな袋とチューブの積み重ねです。各袋は、十分な倍率で見ることができる膜に囲まれています。それらは小胞体の小さなバージョンのように見えることもありますが、より規則的で核に付着していない別個の物体です。ゴルジ体は、リソソームの生成を助け、タンパク質を酵素とホルモンに変換します。
Centriolesを識別する方法
中心小体は対になっており、通常は核の近くにあります。それらはタンパク質の小さな円柱状の束であり、細胞分裂の鍵です。多くの細胞を見るとき、いくつかは分裂の過程にあるかもしれません、そして、それから、中心小体は非常に顕著になります。
分裂中に、細胞核は溶解し、染色体で見つかったDNAが複製されます。中心体は繊維の紡錘を作り、それに沿って染色体が細胞の反対側の端に移動します。その後、細胞は分裂し、各娘細胞が染色体の完全な補体を受けます。このプロセス中、中心小体は繊維の紡錘体の両端にあります。
細胞骨格を見つける
すべてのセルは特定の形状を維持する必要がありますが、一部のセルは剛性を維持する必要があり、他のセルはより柔軟にすることができます。細胞は、細胞の機能に応じて異なる構造要素で構成される細胞骨格でその形状を保持します。細胞がその形状を維持しなければならない臓器などのより大きな構造の一部である場合、細胞骨格は硬い細管で構成されています。細胞が圧力下で降伏し、その形状を完全に維持する必要がない場合、細胞骨格はより軽く、より柔軟で、タンパク質フィラメントで構成されています。
細胞を顕微鏡写真で見ると、細胞骨格は細管の場合は太い二重線として、フィラメントの場合は細い単一線として表示されます。いくつかの細胞はそのような線をほとんど持たないかもしれませんが、他のものでは、オープンスペースは細胞骨格で満たされるかもしれません。細胞構造を特定する場合、細胞骨格の線が開いて細胞を横切る間、閉回路を追跡することによりオルガネラ膜を分離しておくことが重要です。
すべてを一緒に入れて
すべての細胞構造を完全に識別するには、いくつかの顕微鏡写真が必要です。細胞全体またはいくつかの細胞を示すものは、染色体などの最小構造の十分な詳細を持ちません。次第に高倍率になるオルガネラの顕微鏡写真のいくつかは、ミトコンドリアなどのより大きな構造を示し、次に中心小体などの最も小さな体を示します。
拡大された組織サンプルを最初に検査するとき、異なる細胞構造をすぐに見るのは難しいかもしれませんが、細胞膜をトレースすることは良い出発点です。多くの場合、核やミトコンドリアなどのより大きなオルガネラを特定することが次のステップです。高倍率の顕微鏡写真では、他のオルガネラは、多くの場合、重要な際立った特徴を探す排除のプロセスによって識別できます。各オルガネラと構造の数は、細胞とその組織の機能に関する手がかりを与えます。