Клітинна біологія

Цитологія, кліти́нна біоло́гія — великий розділ біології, що вивчає структурно-функціональну організацію прокаріотичних та еукаріотичних клітин, молекулярні механізми регуляції клітинних функцій, взаємодію ядерного і пластидного геномів, природи та передачі сигналів, які визначають онтогенез клітин і формування міжклітинних зв'язків, репродукцію, диференціювання та старіння клітин in vivo та in vitro у нормі й патогенезі.

Зріз клітини на малюнку Роберта Гука, основоположника клітинної біології

Цитологія є комплексна наука, що вивчає:

• будову клітин
• будову окремих структур та органел клітини
• хімічний склад та перетворення в клітині
• функції клітини
• функції органел
• ріст та особливості розмноження

Метою сучасної цитології є формування теоретичної бази біотехнології, генетичної інженерії, нових методів генетики, а також інтегрування знань у галузі молекулярно-біологічних процесів до рівня фізіологічних явищ і еволюції.

Напрямки досліджень

Основні напрямки досліджень згідно з ВАК України:

• Структурно-функціональна організація клітин різного походження.
• Клітинний цикл, диференціювання й старіння клітин. Мітоз, мейоз, цитокінез.
• Взаємодія ядерного та пластомного геномів.
• Структура хроматину та хромосом. Експресія генів та регуляція.
• Процеси самозбирання надмолекулярних структур клітин.
• Передача екзогенних та ендогенних сигналів у клітині.
• Просторово-часова організація клітинного метаболізму та його регуляція.
• Скелетні структури клітини та їх функції в життєдіяльності клітини.
• Отримання до дослідження протопластів. Механізми утворення клітинних гібридів.
• Механізми трансгенезу. Вектори, придатні для трансгенезу.
• Виявлення та клонування генів.
• Природа та сприйняття клітиною сигналів, які детермінують її розвиток.
• Клітинні біосинтези гетерологічних речовин.
• Дослідження клітин у культурі in vitro.

Методи цитологічних досліджень

1) Прижиттєвий - використання конфокальної, поляризаційної та темнової мікроскопії. Використовуються специфічні барвники.

2) Оптична мікроскопія - прилади які застосовуються: оптичний мікроскоп, біно-куляр, фазово-контрастний мі-кроскоп, люмінісцентний мік-роскоп, темнопольний мікро-скоп. Метод дозволяє досліджувати форму й розміри клітин, найбільші клітинні структури, органели руху, капсули та слизові шари.

3) Електронна мікроскопія - прилади для застосування: трансмісійний електронний мікроскоп, скануючий електронний мікроскоп. Метод дозволяє досліджувати ультраструктуру клітин і всі їх органели, поверхневі структури клітин і міжклітинні контакти.

4) Забарвлення клітин - використовуються барвники та фіксуючі речовини. Метод дозволяє диференційно забарвлювати окремі структури або клітину в цілому для отримання якісного зображення під час мікроскопіювання.

5) Мікротомування - використовуються мікротоми. Метод дозволяє виготовити ультратонкі препарати для їх дослідження з допомогою всіх різновидів світлового та транмісійного електронного мікроскопів.

6) Центрифугування - прилад - центрифуга. Метод дозволяє розділити вміст клітин на фракції за формою та розміром окремих компонентів для подальшого окремого дослідження кожної з фракцій.

7) Метод мічених атомів - використовуються радіоактивні ізотопи, прилади для радіоавтографії. Метод дозволяє відстежити шлях речовин усередині клітини, механізми обміну речовин, дослідити функції окремих органел.

8) Метод культури клітин - беруть ламінари і використовують поживні середовища. Метод дозволяє вирощувати певні типи клітин і відстежувати їх реакцію на дію зовнішніх і внутрішніх факторів.

9) Метод світлової мікроскопії - досліджуються тільки мертві клітини. Використання світлового мікроскопа

10) Метод фазовоконтрастної мікроскопії - Заломлювання світла різними видами клітин, що відрізняються за щільністю

11) Метод флюоресцентної мікроскопії

12) Метод мічених ізотопів - речовин в клітині

Див. також

• Молекулярна біологія
• Системна біологія
• Клітинна нейронаука

Література

Книги

• Гістологія. Цитологія. Ембріологія: підруч. для студентів / за ред.: О. Д. Луцика, Ю. Б. Чайковського . - Вінниця: Нова Книга, 2020. - 496 с. ISBN 978-966-382-698-1
• Медична біологія / За ред. В. П. Пішака, Ю. І. Бажори. Підручник. - М-42 Вінниця: Нова Книга, 2004. - 656 с: іл. ISBN 966-7890-35-X
• Загальна цитологія і гістологія: підруч. / М. Е. Дзержинський, Н. В. Скрипник, Г. В. Островська та ін.; – Київ: Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет", 2010. – 575 с. ISBN 978-966-439-159-4
• Molecular Biology of the Cell, 4th ed. / B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, and P. Walter. New York: Garland Science; 2002. ISBN 0-8153-3218-1
• Alberts, Bruce (2008). Molecular biology of the cell. New York: Garland Science. ISBN 978-0-8153-4105-5. 

Журнали

• Nature Cell Biology
• Nature Cell Research
• Cell: Cell Metabolism
• Trends in Cell Biology
• Nature Reviews Molecular Cell Biology
• Nature Methods, Cell: Molecular Cell
• Cellular and Molecular Life Sciences
• Nature Chemical Biology
• Цитологія та Генетика.

Посилання

• (англ.) (ісп.) Learn.Genetics  — освітній портал з генетики, цитології, молекулярної біології та здоров'я людини Університету Юти.
• (англ.) The Cell. An Image Library  — фотобанк мікробіологічної тематики.