İçindekiler
hücre teorisi
Hücrenin ve yapılarının keşfi merceklerin, özellikle de mikroskobun gelişmesine bağlıydı. 17. yüzyılda Antonie van Leeuwenhoek ve meslektaşları, basit gözlemlerin yapılabileceği bir mikroskop için yeterli sayıda mercek ürettiler. Böylece, 1665’te Robert Hooke, bir mantar parçasında “hiç görmediğim ve belki de hiç görmediğim ilk mikroskobik delikler” üzerine çalışmasını “Royal Society of London” da yayınlayabildi. Hooke’un mantarlar üzerine yaptığı ilk çalışma, hücre çalışmalarının başlangıcı oldu. Ancak 19. yüzyılda hücreler üzerinde kapsamlı çalışmalar yapılmıştır. Başlangıcına kadar sürmedi.
Canlıların hücrelerden oluştuğu fikri -hücre teorisi- iki Alman araştırmacıya aittir. Bunlar, sonuçlarını sırasıyla 1838 ve 1839’da yayınlayan botanikçi Matthias Jacob Schleiden ve zoolog Theodor Schwann’dır. fizikçi Alman Rudolf Virchow tarafından öne sürüldü. Dolayısıyla hücrelerin cansız maddelerden kendiliğinden oluşması mümkün değildi. Canlı organizmalardan organizma oluşumunu destekleyen biyogenez teorisi, kendiliğinden oluşum hakkındaki yanılgıları da ortadan kaldırmıştır. Bu görüş, bilim adamları kadar halk tarafından da geniş ölçüde kabul görmüştür. Louis Pasteur birkaç yıl sonra (1862) Fransa’da çalıştı ve Virchow’un teorisini bir dizi klasik deneyle destekledi. Pasteur önce çeşitli besin örneklerini uzun boyunlu balon yapılarına yerleştirdi ve ardından balonların boyunlarını dirseklerinden büktü. Daha sonra içerdikleri mikroorganizmaları öldürmek için bu balonları kaynattı. Balonlarda mikroorganizma yüklü toz partikülleri, filtre görevi gören kavisli uçta zamanla havada tutuldu. Kuğu boyunlu balonların içindeki besin ortamında aylar, bir yıl ve hatta daha uzun süre hiçbir canlılık belirtisi gözlenmedi. Düz boyunlu balonlardaki besin ortamı, kontrol sıvısı görevi görür ve zamanla içinde mikroorganizmalar gelişir. Kısa bir süre sonra bu balonlar hayatla dolar. Benzer şekilde kavisli balonun boynu kırıldığında içindeki besin ortamında bakteri ve mantar kolonilerinin üremesi gözlendi. Titiz bilimsel tedavi gerektiren kontrol sıvıları, Pasteur’ün teorisinin kanıtlarının çekirdeğini oluşturuyordu. Kontrol sıvılarının işleyişi sadece havadaki mikroplar karşısında farklılık gösteriyordu; Düzeltilmiş puan bu farka atfedilmelidir. Böylece Pasteur, süt ve şarap gibi malzemelerin bozulmasına veya çürümesine neden olan bakterilerin havadan geldiğini göstermiştir. Deneyde organizmalar kendiliğinden ortaya çıkmadı. “Bütün canlılar hücrelerden, tüm hücreler de diğer hücrelerden oluşur” hücre teorisi unsuru, canlıları tanımlamamızın temelini oluşturur. Canlılar, hücresel yapılardan oluşan ve kendilerini çoğaltma yeteneğine sahip kimyasal düzenleyicilerdir.
Hücre izleme
Hücre içi organizasyonla ilgili bilgilerimizin çoğu, daha iyi ve daha güçlü mikroskopların geliştirilmesiyle mümkün olmuştur. Mikroskopların üç özelliği, büyütme, çözünürlük ve kontrast, hücre içi yapının detaylı analizinde çok önemlidir. Büyütme, gözlenen nesnenin görünen boyutunu büyütmek anlamına gelir. Doğruluk, benzer yapıları ve nesneleri net bir şekilde ayırt etme ve gösterme yeteneğidir. Kontrast, bir hücre bölgesini diğerinden ayırmada önemlidir.
Tanınmış bileşik ışık mikroskobu, tüm mikroskopların kullanımına temel oluşturacak birçok özelliğe sahiptir. Işık numuneden geçer ve ardından mercekler yardımıyla yakalanır, güçlendirilir ve netleştirilir. Numunenin büyütülmesine ve boyutuna bağlı olarak hücrenin tamamı veya küçük bir kısmı herhangi bir zamanda görüntü alanında bulunabilir. Örneğin, ışığı daha büyük veya daha küçük alanlardan alan farklı şekilli mercekler kullanarak büyütmeyi değiştirebiliriz. Merceğe ne kadar az ışık ulaşırsa, büyütme o kadar büyük olur. Bununla birlikte, ışık mikroskobunda kullanılan büyütme sınırı, daha fazla aydınlatma ile ilgili değildir. Ancak ışığın mercekten geçerken kırılma şeklinde yön değiştirmesiyle ilgisi var. Bu olay aberasyon olarak bilinir ve ışık kaynağından gelen ışığın numuneden merceğe doğru geçen düz bir çizgi şeklinde kırılarak görüntünün bozulmasıdır. Sonuç, çözünürlük düştükçe bozulan bir görüntüdür. Olası yararlı büyütme miktarı, sıradan ışığın dalga boyu ile sınırlıdır. Bu sınırda, nesne 1000 kata kadar büyütülerek nesnenin gerçek boyutunun net bir resmi elde edilebilir. Bin kat büyütme çıplak gözle kıyaslandığında anormal bir gelişme olsa da hücre içindeki daha küçük yapıları görmemiz için kesinlikle yeterli değildir. Kontrast, ışık mikroskobunda büyütme kadar önemlidir. Nesneleri arka planlarından ayırt etmek istiyorsak kontrast şarttır.
Hücre bileşenlerinin çoğu renksizdir ve hemen hemen aynı yapıya sahiptir. Bununla birlikte, hücrenin farklı bölümleri genellikle farklı pigmentler için farklı afinitelere sahiptir. Öyle ki bu mekanlar birbirinden kolayca ayırt edilebilecek şekilde farklı renklerde ve farklı yoğunluklarda boyanabilmektedir. Ancak boyama genellikle hücreleri öldürür ve böylece hücre içi yapıda değişiklikler meydana gelir. Her ikisi de ayrıntılı optik manipülasyonlara dayanan faz kontrast optiği ve Nomarsky gibi yeni teknolojiler, optik mikroskopinin değerini büyük ölçüde artırdı; Çünkü hücreleri boyamadan kontrast oluştururlar.
Elektron mikroskobu (EM), aydınlatma kaynağı olarak ışık yerine elektron bombardımanını kullanarak hücre çalışmalarında yeni ufuklar açmıştır. Görünür ışıktan daha kısa aydınlatma dalga boyu ve elektron bombardımanı nedeniyle çözünürlükteki daha fazla gelişme (yani azaltılmış kırılma), elektron mikroskoplarının nesneleri ışık mikroskoplarından 10.000 kat daha iyi çözebileceği anlamına gelir.
Geçirgen elektron mikroskobunda (TEM), elektronlar ince kesilmiş bir numuneden geçer ve merceklerden daha iyi çalışan mıknatıslar tarafından bir arada tutulur. Daha sonra, örneğin, görüntüyü oluşturdukları bir fotoğraf filminin veya fosforlu bir ekranın üzerine düşerler. Hücreler esas olarak elektron geçirgen olduğundan, EM iletimi için hazırlanan bir numune, spesifik hücresel yapılara bağlanan elektron yoğun kimyasallarla farklı şekilde boyanabilmelidir. Ortaya çıkan resim, onu ortaya çıkarmak için kullanılan boyama tekniği kadar iyi olabilir. Bu yüzden çok farklı teknolojiler var. Bunlardan biri de ağır metal atomları içeren boyaların kullanılmasıdır. Bu boyalar hücre içindeki birçok yapıya bağlanır ve bu bölgelerde elektron taşınmasını engeller. Başka bir yöntem, elektron yoğun malzemenin atomlarının numunenin üzerine düşmesi için numuneyi eğmektir. Ortaya çıkan EM görüntüsündeki gölgeler ve vurgular, bir 3B efekti oluşturur. Böylece, örneğin, önemli yüzey ayrıntılarını gösteren bir tür topografik harita oluşturulur.
Bir taramalı elektron mikroskobu (SEM) ayrıca 3 boyutlu bir görüntü oluşturabilir. Metal atomları ile kaplı olan numune yukarıdan aşağıya doğru elektron bombardımanı ile taranır. Bileme probu numuneyi delmez; Bunun yerine yüzeyden ikincil elektronların yayılmasına neden olur. İkincil elektronların saçılma yoğunluğu, probun yüzeye gönderdiği elektron bombardımanının açısına bağlıdır ve bu nedenle numune çevresine göre değişir. Böylece difüzyon kaydedilerek her noktanın 3 boyutlu görüntüsü ortaya çıkar. Taramalı elektron mikroskobunun (SEM) çözme gücü transmisyon elektron mikroskobunun (TEM)ki kadar iyi olmasa da 3 boyutlu görüntü oluşturma özelliği birçok uygulama için önemli bir avantaj sağlamaktadır. Ayrıca taranan yüzeylerin alanları hakkında bilgi verdiğinden numune bir bütün olarak incelenebilir. Ayrıca ‘gölgeleme’ gerekmediği için aynı numune istenildiği gibi döndürülebilir ve farklı açılardan görüntülenebilir.
En yeni elektron mikroskobu türü taramalı tünelleme mikroskobudur (STM). Numunenin üzerinden geçen ve sırayla tarayan çok ince bir elektron yayan prob içerir. Prob, numuneye dokunacak kadar yaklaşır ve numunenin her ayrıntısını ortaya çıkararak yukarı ve aşağı hareket eder. Probun yüksekliği, sürekli bir elektron akışı sağlamak için statik olarak ayarlanır. Bu, elektron yayan probun numunenin doğrudan altındaki kısmından sabit bir mesafede kalmasını sağlar. İniş aracının yukarı ve aşağı hareketleri, örneğin arazisini yeniden oluşturmak ve onu bir video ekranında bir görüntüye dönüştürmek için bir bilgisayar tarafından kontrol edilir.
kaynak:
Khan Akademisi
yazar: bronzlaştırıcı tonik
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]