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我们都知道,麻雀虽小但五脏俱全。细胞更小,甚至必须借助显微镜才能看到。尽管细胞非常微小,但细胞内部的组成和结构也是非常复杂的。我们要了解细胞的奥秘,就必须对细胞的组成和结构进行分离和分析。

1细胞的组分如何分离

细胞内部是一个完整的“小世界”,每时每刻都有条不紊的进行着例如DNA复制、蛋白质合成、能量代谢等活动。这些活动一般都是在特定的结构中完成的,这些在细胞内执行特定功能的结构单位就是细胞器。

我们要分离细胞器,首先要破碎细胞。破碎细胞的方法一般有低渗匀浆法、超声破碎法及组织研磨法等。经上述方法之一处理后的材料呈匀浆状液体,所要分离的细胞器(如细胞核、线粒体、叶绿体等)就在其中。然后需要把含有细胞器的匀浆液适当稀释,放入离心管中,再用离心机通过差速离心的方法把不同的细胞器分离出来。

所谓差速离心就是根据被分离细胞器的大小、质量和形状等,通过选择不同的离心速度将它们分开。差速离心的原理是在离心力作用下,颗粒大、质量重的细胞器最容易被沉降下来,而颗粒小、质量轻的细胞器相对不容易被沉降。细胞中的细胞核比较大,所以选择相对低的离心速度就可以将细胞核分离出来。细胞中囊泡较小,又相对较轻,所以要选择比较高的离心速度才能分离得到。具体选择什么样的离心速度要根据材料特点和所要分离细胞器的类型而定。

2流式细胞术

除了通过离心的方法可以获得特定的细胞和细胞组分外,还可以通过精密的仪器对细胞进行分离和分选,以及对细胞中特定组分进行定性和定量的分析。

这样的精密仪器称为流式细胞仪,这种技术称为流式细胞术。流式细胞仪集电子技术、计算机技术、激光技术、流体理论等于一体,是一种非常先进的细胞检测仪器。


概要来说,流式细胞术主要包括了样品的液流技术、细胞的分选和计数技术,以及数据的采集和分析技术等。

这种技术可以检测样品中每一个细胞的大小、形状 、特异性染色组分的含量、各种细胞的比例等信息,并加以快速的信息综合处理。它的优点是:1. 可以进行单个细胞分析和同时多参数分析,2. 速度快,分析10000个细胞/秒,3. 随机样本量大,具有统计学意义,4. 可以获得样本中被感兴趣的细胞群。流式细胞术不仅用于生命科学研究,在临床医学上也有广泛的应用。如,可以用于白血病免疫分型、造血干细胞计数、造血干细胞移植、血小板活化试验等。

3细胞内特定组分的定性和定位也是细胞生物学研究和临床应用常用方法。

比如,我们想知道某个基因在细胞中是不是存在,以及在细胞核和染色体上的位置,我们可以采用原位杂交技术来解决这个问题。

DNA是双螺旋结构,构成DNA的两条链是互补的。这样,如果知道已知基因的序列,就可以在体外合成一条与之互补的DNA链。如果把这条合成的DNA链标记上信号分子,制备成探针,通过互补杂交实验,我们就可以循着信号分子的踪迹找到这个基因在染色体及细胞核中的位置。因为DNARNA也是是互补的,所以通过DNA探针也可以检测到细胞中相对应的RNA分子。

DNARNA的原位杂交技术可以用于基因组分析、转基因检测、基因定位,以及在临床医学中的产前诊断、肿瘤筛查、传染性疾病的诊断等方面。原位杂交技术不仅被用于检测DNARNA等核酸分子,根据抗原和抗体特异性结合的特点,通过用特异标记的抗体也可以找寻到蛋白质等抗原分子在细胞中的分布。

4蛋白质在人体中有重要的作用,人们需要对不同的蛋白进行分别研究,可以通过蛋白质电泳的方法将不同的蛋白质分离开,简单来说就是不同蛋白质的分子量和所带的电性及电量不同,他们在电场中移动的速率不同,这样就可以将不同的蛋白质分离开,供人们对其研究。

  上面我们介绍了几种简单的细胞及其组分分离和分析的方法,希望能够给同学们了解细胞增加一点感性的认识。细胞虽小,但它的结构精细、组成复杂、代谢与调控精准。先进的实验仪器和精巧的实验方法是了解细胞奥秘的必不可少的途径。