Otkriće stanice i metode istraživanja stanica

Otkriće stanica

Izum mikroskopa krajem 16. stoljeća omogućio je otkriće stanice. Stanice je mikroskopom koji je samostalno izradio otkrio engleski prirodoslovac Robert Hook u 17. stoljeću. On je promatrao tanke prereze plutenog čepa te je vidio strukture nalik pčelinjim saćima koje je nazvao stanicama (engl. cell) prema latinskoj riječi cella, što znači sobica. Pluto je mrtvo biljno tkivo te je Hook vidio samo stanične stijenke mrtvih stanica.

Nekoliko godina kasnije žive je stanice prvi promatrao nizozemski trgovac tkaninama Antonie van Leeuwenhoek. On je samostalno izrađivao mikroskope kojima je promatrao bakterije sa zuba, spermije i živa bića u kapljici barske vode. Leeuwenhoek je imao iskustva s brušenjem i usavršavanjem leća jer ih je koristio u svom zanimanju kako bi odredio kvalitetu tkanine te ga zbog njegova doprinosa razvoju mikroskopa smatramo ocem mikroskopiranja.

• Koje stanice prepoznajete na Leeuwenhoekovim crtežima?

Iako su stanice otkrivene u 17. stoljeću, tek u 19. stoljeću prihvaćena je ideja da su sva živa bića izgrađena od stanica. Začetnici su ove teorije njemački biolozi Mathias Schleiden i Theodor Schwann. Daljnjim istraživanjima stanična teorija proširena je i kaže da živa bića mogu biti izgrađena od jedne ili više stanica te da nove stanice mogu nastati samo iz već postojećih stanica, pri čemu se nasljedna informacija prenosi u novonastale stanice.

Svjetlosni mikroskop maksimalno može uvećati promatrani predmet oko 1000 puta. Ukupno povećanje mikroskopa jest umnožak povećanja okulara i povećanja objektiva. Okular najčešće povećava sliku 10 puta, a četiri različita objektiva najčešće povećavaju sliku 4, 10, 40 i 100 puta. Osim povećanja slike promatranog predmeta važno svojstvo mikroskopa je i moć razlučivanja. To je sposobnost prikazivanja dvije bliske točke razdvojenima. Ljudsko oko ima moć razlučivanja pola milimetra, što znači da, ako su dvije strukture međusobno udaljene manje od pola milimetra, ne možemo ih vidjeti razdvojene. Moć razlučivanja svjetlosnog mikroskopa iznosi 200 nm.
Stanice možemo promatrati pod svjetlosnim mikroskopom ako izradimo mikroskopski preparat koji mora biti tanak i proziran kako bi kroz njega prolazila svjetlost.

• Napišite flomasterom na predmetno stakalce slovo A što manje veličine te ga promotrite pod najmanjim povećanjem. Kakva je slika koju je stvorio mikroskop?

Elektronski mikroskop

Elektronski mikroskop za stvaranje slike koristi snop elektrona koji usmjerava magnetima za razliku od svjetlosnog mikroskopa koji staklenim lećama usmjerava snop svjetlosti i tako stvara sliku promatranog predmeta.
Elektronski mikroskop izumljen je u prvoj polovini 20. stoljeća i omogućio je detaljnije istraživanje i razumijevanje građe stanica te otkriće staničnih tvorbi poput ribosoma koje nisu vidljive svjetlosnim mikroskopom. Prednosti elektronskog mikroskopa u odnosu na svjetlosni su 1000 puta veće povećanje i 1000 puta veća moć razlučivanja, a nedostatak je što njime ne možemo promatrati žive stanice. Elektronskim mikroskopom ne promatramo preparat direktno već na računalu nastaje crno-bijela snimka kojoj se kasnije dodatnom računalnom obradom može dodati boja.
Najpoznatije su dvije vrste elektronskih mikroskopa – transmisijski elektronski mikroskop (TEM) i skenirajući elektronski mikroskop (SEM) .

Proučite fotografije nastale ovim dvjema vrstama elektronskog mikroskopa i opišite po čemu se one razlikuju.

Kultura stanica

Kultura stanica je uzgoj stanica na hranjivim podlogama u kojima se nalazi sve neophodno za život i diobu stanice. Ovom metodom možemo uzgajati stanice jednostaničnih organizama i stanice ili tkiva višestaničnih organizama. Možemo, primjerice, uzgojiti ljudsku kožu potrebnu za transplantaciju kod ozbiljnijih opeklina.

Stanično frakcioniranje

Ako za istraživanje želimo izdvojiti samo određene stanične strukture, koristit ćemo metodu koja se zove stanično frakcioniranje .

Ovim postupkom tkivo se prvo usitnjava i stanicama se uništavaju stanične membrane kako bi se dobila jedinstvena smjesa staničnih dijelova svih stanica usitnjenoga tkiva. Iz te smjese centrifugom se izdvajaju pojedini stanični dijelovi. Centrifuga je uređaj koji rotira uzorke brzinom i do 100 000 okretaja u minuti.
Pogledajte na slici postupak staničnog frakcioniranja.

Stanični dijelovi odvajaju se na temelju njihove veličine i gustoće. Pri manjim brzinama istaložit će se veći, a pri većim brzinama manji stanični dijelovi. Objasnite što će se prije izdvojiti iz smjese staničnih dijelova, jezgra ili ribosomi.

Za kraj…

Razmislite o primjeni navedenih tehnika istraživanja stanica u medicini, veterini, farmaciji i drugim područjima ljudske djelatnosti te navedite neke vama poznate primjere.