گزارش كار ازمايشگاه زیست سلولی مولکولی | زیست شناسی
آشنایی با میکروسکوپ و اجزای آن
میكروسكوپ
یكی از وسایل آزمایشگاهی اصلی در آزمایشگاه گیاه شناسی است . كه در اینجا
انواع آن را مورد بحث و بررسی قرار داده و طرز كار با میكروسكوپ نوری
معمولی را به تفصیل ارائه مینمائیم .
میكروسكوپهای
مختلف دارای بزرگنمائی های متفاوتی میباشند كه عموماً با وجود عدسیهای
گوناگون، تصویر نمونه مورد نظر چند برابر میشود . اصول كلی در تمامی انواع
میكروسكوپها براساس عبور نور با طول موجهای متفاوت از چندین عــدسی محدب
میباشد كه هرچقدر طول موج نور بكار رفته در میكروسكوپ مزبور كوتاهتر باشد
قدرت تفكیك و یا جــداكنندگی آن میكروسكوپ بیشتر است . برای مثال قدرت
تفكیك چشم انسان 1/0 میلیمتر میباشد و میكروسكوپ نوری معمولی 24/0 میكرون .
1- میكروسكوپ نوری ( Light Microscope )
منبع
نور در این میكروسكوپ نور مرئی میباشد و با عبور از چندین عدسی محدب كه در
آن تعبیه شده است و نیز یك منشور كه مسیر نور را تغییر میدهد ( قدرت تفكیك
24/0 میكرون ) .
2 – میكروسكوپ ماوراء بنفش ( Ultra Violet Microscope )
میكروسكوپ
ماوراء بنفش یا میكروسكوپ U.V. كه منبع تغذیه نور ، اشعه U.V. میباشد.
نسبت به میكروسكوپ نوری معمولی قدرت تفكیك بالاتری داشته چراكه اشعه ماوراء
بنفش طول موج كوتاهتری نسبت به نور مرئی دارد . عدسی شیئی بكار رفته در
این میكروسكوپ از جنس كوارتز میباشد. بدلیل مضر بودن اشعه ماوراء بنفش برای
چشم انسان، از تصویر شیء عكسبرداری شده و سپس بر روی صفحه مانیتور قابل
مشاهده است ( قدرت تفكیك 600 آنگستروم ).
3 – میكروسكوپ فلورسنس (Fluorescence Microscope )
بطوركلی مواد از لحاظ خاصیت فلورسانس دو نوعند :
– فلورسانس اولیه كه این مواد ذاتاٌ خاصیت فلورسانس دارند یعنی از خود نور ساطع میكنند مثل ویتامینها و رنگها .
–
فلورسانس ثانویه كه از خود خاصیت فلورسانسی نداشته و با رنگ آمیزی و
معرفهای گوناگون از قبیل سولفات بربرین و نارنجی آكریدین خاصیت فلورسانسی
را به آنها القاء میكنیم.
منبع
تغذیه نور در این میكروسكوپ اشعه U.V. میباشد. در اینجا نیز از تصویر شیء
عكسبرداری شده كه بر روی صفحه مانیتور قابل مشاهده است .
4 – میكروسكوپ زمینه سیاه ( Dark Field Microscope )
منبع
تغذیه نور در این نوع میكروسكوپ نور مرئی میباشد و با ایجاد انكسار نور
توسط آئینه های محدب و مقعر شیء یا نمونه مورد بررسی، شفاف و نورانی در
زمینه سیاه دیده میشود.
5 – میكروسكوپ اختلاف فاز ( Phase Contrast Microscope )
منبع
تغذیه نور در این نوع میكروسكوپ نور مرئی میباشد و برای بررسی بافتها یا
نمونه هایی كه اختلاف انكساری نوری كمی دارند مورد استفاده قرار میگیرد
بدین منظور صفحه سوراخ داری به نام پلاك فاز در كندانسور تعبیه میشود .
6 – میكروسكوپ الكترونی ( Electron Microscope )
پیشرفته
ترین میكروسكوپ قرن حاضر، با قدرت تفكیك 2 آنگستروم است. در این میكروسكوپ
با عبور پرتوهای الكترونی ساطع شده از رشته سیمی تنگستن با طول موج بسیار
پائین از عدسی های متعدد كه در نهایت بر روی یك صفحه فلورسنت یا صفحه
مانیتور، عكسبرداری صورت گرفته و تصویر شیء قابل مشاهده میباشد.
اجزای میكروسكوپ نوری
1- اجزای نوری : اجزای نوری عمدتاً مشتمل بر منبع تغذیه نور و قطعات مرتبط
با آن میباشد ، از قبیل لامپ با ولتاژ 20 وات ، فیلتر تصحیح نور و
كندانسور كه كندانسور مشمل بر پنج قطعه است كه نور را تصحیح كرده و بر روی
نمونه یا شیء مورد بررسی متمركز میكند:
1 – فیلتر رنگی ( تصحیح نور )
2 – دیافراگم كه حجم نور را تنظیم میكند
3 – دو عدد عدسی محدب
4 – پیچ نگهدارنده كندانسور
5 – پیچ تنظیم دیافراگم
2 – اجزای مكانیكی :
1
– پایه ( Base ) : كلیه قطعات میكروسكوپ بر روی پایه مستقر میباشد . در
برخی از مدلهای میكروسكوپ نوری منبع نور ، فیوز و كابل برق در پایه تعبیه
میگردد .
2
– دسته ( Handle ) : جهت حمل و نقل میكروسكوپ از دسته استفاده میشود .
نكته قابل توجه آنكه به هنگام جابجایی میكروسكوپ آن را روی میز كار نمی
كشیم .
3
– لوله میكروسكوپ ( Barrel ): مشتمل بر عدسی شیئی ( Ocular lens ) و عدسی
چشمی (Objective lens) كه با بزرگنــمائی های مختلف طراحی می شوند. عــدسی
شیـئی دارای بزرگنمائی های X4 ، X10 ،X40 ، X60 و X100 و عدسی چشمی دارای
بزرگنمائی های X10 ، X15 ، X18 میباشد كه بسته به نوع میكروسكوپ متفاوت
است. عدسی شیئی معمولاً از چندین عدسی محدب كه در آن تعبیه شده است تشكیل
میگردد.
4
– صفحه گردان یا متحرك ( Revolver ) : عدسیهای شیئی بر روی این صفحه قرار
میگیرند و با چرخاندن آن موقعیت عدسیهای شیئی تغییر میكند.
5
– پیچ حركات تند ( Macrometrique ) : این پیچ بر روی دسته تعبیه شده است و
باعث میگردد كه صفحه پلاتین با سرعت بیشتری در جهت عمودی جابجا شود.
6
– پیچ حركات كند ( Micrometrique ) : این پیچ بر روی پیچ حركات تند قرار
داد و صفحه پلاتین را در جهت عمودی و درحد میكرون جابجا میكند .
7
– صفحه پلاتین ( Platine plate ) : صفحه ای است كه نمونه مورد نظر روی آن
قرار میگیرد و در جهت طول و عرض دارای دو خط كش مدرج میباشد كه جهت ثبت و
یادداشت مكان یك نمونه خاص بكار میرود .
8 – پیچ طول و عرض : این پیچ زیر صفحه پلاتین قرار دارد كه آن را در جهت طول و عرض جابجا میكند .
بزرگنمائی یك میكروسكوپ حاصل ضرب بزرگنمائی عدسی شیئی در بزرگنمائی عدسی چشمی میباشد .
مشاهده سلولهای بافت پوششی دهان
مقدمه :بافتهای
پوششی بر اساس تعداد لایههای سلولی تشکیل دهنده آنها به دو دستهساده و
مطبق تقسیم میشوند کههر کدام از آنها نیز بنا به شکل سلولهایتشکیل دهنده
آنها به چند نوع تقسیم میگردند.بافت پوششی ساده :بافت پوششی ساده فقط از یک ردیف سلول پوششی تشکیل شده و بر اساس شکل سلولهای شرکت کننده در ساختمان آنها سه دسته میباشد.بافت پوششی سنگفرشی:
این نوع بافت از ردیف سلول پهن ساخته شده که هسته آنها در مقاطع نیمرخ به صورت دوکی و خوابیده ملاحظه میگردد. این بافت درکیسههای هوایی ریهودیواره کپسول بومندرکلیه دیده میشود. پوشش داخلی
رگهای خونی و پردههای سروزی نیز از نوع سنگفرشی ساده هستند.
بافت پوششی مکعبی ساده :
این نوع اپیتلیوم از سلولهای مکعبی با هسته گرد و مرکزی تشکیل شده است. مجاری غدد ترشحی بوسیله این نوع اپیتلیوم ، مفروش شدهاند.
بافت پوششی منشوری یا استوانهای ساده :
این نوع پوشش از سلولهای بلند استوانهای یا منشوری تشکیل شده که هسته آنها به صورت دوکی و عمود بر
قاعده سلول قرار گرفتهاند. دیواره معده ،روده کوچکوروده بزرگ از این نوع بافت پوششی پوشیده شدهاند.
بافت پوششی مطبق :
بافت پوششی مطبق از چند ردیف سلول که به صورت طبقه – طبقه روی هم قرارگرفتهاند تشکیل شده است.
و بر اساس شکل ظاهری سلولهای سطحی دسته بندیمیشود.
بافت پوششی سنگفرشی مطبق :
در این نوع بافت ، سلولهای سطحی از نوع سنگفرشی و پهن و بقیه از نوعچند وجهی و عمقیترین لایه از
نوع استوانهای بلند یا کوتاه میباشد که بهنام طبقه قاعدهای نامیده میشود. این نوع بافت درپوست،پوشش
مریوپوشش واژندیده میشود.
بافت پوششی مکعبی مطبق :
این نوع بافت از دو یا چند ردیف سلول مکعبی تشکیل یافته است. مجاری دفعی بزرگ در غدد مترشحه از
این نوع بافت پوشیده شدهاند.
بافت پوشش استوانهای مطبق :
لولهای عمقی این بافت از نوع چند وجهی و مکعبی و سلولهای سطحی آن منشوری است. این نوع بافت
محدود به نواحی معین مانند پوششاپیگلوت، پوشش کام نرم در سطح رو بهحفره بینی و مجاری دفعی
بزرگ در برخی غدد میباشد.
بافت پوششی مطبق کاذب :
دراین نوع اپی تلیوم ، فقط یک ردیف سلول بر روی غشای پایه قرار میگیرد. ولی به علت کوتاه و بلند بودن
سلولها ،هستهها در سطوح مختلف دیده شده و چنین به نظر میرسد که اپی تلیوم از چند ردیفسلول تشکیل
شده است. به همین دلیل آن را مطبق کاذب مینامند. اپی تلیوممطبق کاذب در مجاری تنفسی به صورت
مژکدار دیده میشود.
رنگ آمیزی سلول پوششی دهان :
یکی
از اصول و روش های مطالعه سلول های گیاهی و جانوریاستفاده از متد رنگ
آمیزی است.بااستفاده از رنگ های مختلف زیستی می توانیماجزا و ارگانرهای
مختلف سلول را رنگ آمیزی کنیم.
اساس
و پایه رنگآمیزی ترکیب مولکول های ماده رنگی مورد نظر با مولکول های اندام
یا اجزایهدف می باشد.تعدادی از مواد رنگی به صورت رنگ عمومی کاربرد دارد و
برخی ازرنگ ها مثل سبز ژانوس رنگ اختصاصی میتوکندری و یا قرمز خنثی برای
رنگ آمیزیواکوئل است.رنگ های زیستی به رنگ هایی اطلاق می شود که هیچ گونه
اثر سوئیدر سلول های زنده نداشته باشد.
یک
تعداد از رنگ های مورد استفادهرنگ های اسیدی و یک عده دیگر جز رنگ های
بازی است که این مواد هم با قسمتهای آنیونی و کاتیونی غشای اندامک ها ترکیب
می شوند و موجب رنگی شدن آندیواره ها می شوند.
باشد.تعدادی
از مواد رنگی به صورت رنگ عمومیکاربرد دارد و برخی از رنگ ها مثل سبز
ژانوس رنگ اختصاصی میتوکندری و یاقرمز خنثی برای رنگ آمیزی واکوئل است.رنگ
های زیستی به رنگ هایی اطلاق میشود که هیچ گونه اثر سوئی در سلول های زنده
نداشته باشد.
یک
تعداداز رنگ های مورد استفاده رنگ های اسیدی و یک عده دیگر جز رنگ های بازی
استکه این مواد هم با قسمت های آنیونی و کاتیونی غشای اندامک ها ترکیب می
شوندو موجب رنگی شدن آن دیواره ها می شوند.
اجزای
مختلف یاخته زنده بهعلت دارا بودن اختلاف غلظت و ضریب شکست بسیار کم به
هنگام جذب طیف نور مرئی، به قدر کافی کنتراست یا اختلاف میزان نور از
خودشان نمیدهند. رنگهایزیستی ، بدون اینکه اندامکهای یاخته را بیجان سازند،
آنها را بطور انتخابیرنگآمیزی میکنند
.
روش کار :
یک لام برداشته و در یک سمت آن 1 قطره آب و در سمت دیگر متیلن بلو قرار می دهیم.
بعد با سو آپ مقداری از بزاق دهان را برمی داریم.مخلوط می کنیم.
لامل می گذاریم و با بزرگنمایی 40 زیر میکروسکوپ مشاهده می کنیم.
مشاهده سلول بشره پیاز
مقدمه:
سلول:
تا قرن ها ساختار های سلولی دور از چشم زیست شناسان اولیه بوده است،با
اختراع عدسی های بزرگ کننده، دنیای میکروسکوپی هم کشف شد. روبرت هوک،
فیزیکدان انگلیسی در سال 1665 با بررسی برش های چوب پنبه در زیر میکروسکوپ،
حفره هایی رامشاهده کرد که هر کدام را یک سلول نامید. بعداً یک هلندی به
نام آنتونی وان لیون هوک، با میکروسکوپ خود تک سلولی هایی را به صورت زنده
در آب مشاهده کرد و آنان را جانوران کوچک نامید. به این ترتیب وی اولین کسی
بود که سلول زنده را مشاهده نمود. سالها بعد با مقایسه این دو و بررسی های
بیشتر ساختار سلولی معرفی شد.
هر سلول سه بخش دارد :
1. پوسته مانند پوششی در اطراف سلول کشیده شده است .
2. .سیتوپلاسم مایع غلیظی است که تمام سلول را پر می کند .
3. هسته در داخل سیتوپلاسم قرار دارد،شکل و اندازه ی سلول ها با هم متفاوت است .
شباهت هاوتفاوتهای سلول :
1.همه ی سلول ها سه بخش اصلی پوسته و هسته و سیتوپلاسم را دارند .
2. همه ی سلول ها رشد می کنند .
3. همه ی سلول ها تقسیم می شوند.
4- سلول هاي گياهي اغلب چند وجهي هستند ولي سلول هاي جانوري كروي هستند.
5- سلول های گیاهی تولید کننده و سلول های جانوری مصرف کننده اند.
6-سلول هاي گياهي داراي ديواره سلولي از جنس سلولز هستند ولي سلول هاي جانوري فاقد ديواره سلولي هستند.
7 – در اغلب سلول های گیاهی دانه های نشاسته وجود دارد که در سلول های جانوری یافت نمی شود
8- هسته در سلولهای گیاهی در مرکز قرار دارد ولی در سلولهای جانوری در کنار جداره ها ی سلول قرار دارد.
9
– در سلولهای گیاهی اندامکی به نام پلاست وجود دارد که در سلولهای جانوری
یافت نمیشود. پلاستها مسئول رنگیزههای مختلف گیاهی میباشند و آنها را به سه
گروه کلروپلاست ،کروموپلاست و لوکوپلاست تقسیم میکنند.
بشره :
بشره خارجی ترین لایه سلولها در بدنه اولیه گیاهان می باشد.واژه اپیدرم از
دو کلمه epiبه معنی رو و Derm به معنی پوست مشتق شده است که در واقع بخش
خارجی اعضاء اولیه گیاهان مثل ساقه برگ و همچنین گل میوه بذر را می پوشاند
بافت بشره در منطقه کلاهک ریشه وجود ندارد ودر لایه مریستمهای انتهایی هم
متمایز نشده اند ولایه خارجی ریشه در مفهوم بشره ریزودرم نامیده می شود.
بشره
در قسمت هوایی گیاهان سبب جلوگیری از تبخیر، حفاظت مکانیکی، تبادلات گازی
از درون روزنه ها و ذخیره آب ومواد متابولیسمی می گردد که نتیجه اعمالی
از قبیل فتو سنتز، ترشح وجذب آب را درگیاهان خواهد داشت.سلول های بشره
بصورت یک ردیفه ویا چند ردیفه در گیاهان ظاهر می شوند . از طرفی سلولهای
بشره گاهی خاصیت سلولهای مریستمی را از خود بروز می دهند و تکثیر پیدا می
کنند مثل تشکیل کرکها منشاء سلولهای بشره از خارجی ترین لایه مریستمی
انتهای منطقه تونیکا می باشد.در بعضی گیاهان که فاقد رشد ثانویه هستند لایه
بشره تا آخر عمر درگیاهان باقی می ماند ودر گیاهان تک لپه چوبی که رشد
ثانویه ای علاوه بر سیستم آوندی ندارند،یک نوع پریدرم مخصوص بجای بشره
بوجود می آید.در ریشه وساقه گیاهان بازدانه ودو لپه ایها وتک لپه ای های
علفی ، طول عمربشره بستگی به زمان تشکیل پریدرم در این گیاهان دارد .
پریدرم معمولا در اولین سال رشد ساقه های چوبی وریشه ها تشکیل می شود.ولی
در بسیاری از درختان تا زمانی که ضخامت محورگیاه چندیدن برابر ضخامت
ساختمان اولیه نشده باشد پریدرم تشکیل نمی شود ودر چنین گیاهانی رشد اپیدرم
از طریق تقسیم مماسی همگام با افزایش حلقه های آوندی ادامه می یابد مثل
درخت افرا،که مشاهده شده است هنوز بافت بشره اولیه درآن دیده می
شود.ساختمان سلولهای بشره دارای تنوع وسیعی است ودر بین سلولهای مخصوص بشره
سلولهای محافظ روزنه ها وزوائد دیگری مثل کرکها و موهای کشنده ریشه دیده
می شوند.
مواد لازم و وسایل مورد نیاز:
1- لام 2- لامل 3-قطره چکان 4- آب مقطر 5- آب نمک 6-آب لوله کشی 7-لوگول 8- میکروسکوپ
رو ش کار :
قسمتی از بشره داخلی پیاز را روی لام قرار داده و در 3 مرحله :
1- چند قطره آب اضافه می کنیم.
2- چند قطره لوگل اضافه می کنیم.
3- محلول آب نممک اضافه می کنیم.
و بر روی آن لامل قرار می دهیم.با بزرگنمایی 4 و 10 و 40 زیر میکروسکوپ مشاهده می کنیم.
تهیه گسترش خونی
مقدمه :
انواع سلولهای خونی :
گلبولهای سفید:
این گلبولها در مغز استخوان ، تیموس ، گرههای لنفاوی و طحال تولید میشوند
گلبولهای سفید کلیه اجزای یک سلول جانوری را دارند و همه نوع فعالیتهای
حیاتی را انجام میدهند. تعداد گلبولهای سفید در هر میلیمتر مکعب خون انسان
در حدود هفت هزار است که در مقایسه با تعداد گلبولهای قرمز این مقدار بسیار
کم است. گلبولهای سفید به دو گروه گرانولوسیت (دانهدار) و آگرانولوسیت
(بدون دانه) تقسیم میکنند .گرانولوسیتها
: هسته چند قسمتی و سیتوپلاسم آنها دانهدار است و 70 درصد از گلبولهای
سفید خون را تشکیل میدهند. این گلبولها خاصیت بیگانه خواری دارند و به
هنگام گردش در خون ، باکتریها و سایر مواد خارجی را با ایجاد پاهای کاذب و
عمل فاگوسیتوز به درون خود میکشند و آنها را هضم میکنند و از بین میبرند.
این گلبولها همچنین میتوانند از میان سلولهای پوششی جدار مویرگها عبور کرده
و وارد فضای بین سلولی شوند و این عمل سلولهای سفید را دیاپدز میگویند.
گرانولوسیتها به سه گروه تقسیم میشوند. نوتروفیلها
:سلولهای کروی ، هسته دارای دو یا چهار لب پیوسته به هم توسط رشتههای
باریک است. 15 – 12 میکرومتر قطر دارند. و کار فاگوسیتوز (ریزه خواری)
جانداران میکروسکوپی را انجام میدهند . بازوفیلها
:سلولهای کروی ، هسته با دو لب نامشخص و 12 – 10 میکرومتر قطر دارند. و
هیستامین که باعث التهاب بافتها میشود و هپارین که جلوگیری از تشکیل لخته
میکند را آزاد میسازند . ائوزینوفیلها
:سلولهای کروی ، هستهها اغلب دو لب دارند، 12 – 10 میکرومتر قطر دارند و
مواد شیمیایی که باعث کاهش التهاب میشود ترشح میکنند و به کرمهای انگلی
معینی حمله میکنند.آگرانولوسیتها :هسته نسبتا درشت و سیتوپلاسم یکنواخت دارند و شامل لنفوسیتها و مونوسیتها هستند.لنفوسیتها
:سلولهای کروی با هسته گرد ، سیتوپلاسم تشکیل حلقه باریک را در اطاف هسته
می دهد 8 – 6 میکرومتر قطر دارند. لنفوسیتها در افراد بالغ حدود 25 درصد از
گلبولهای سفید را تشکیل میدهند. و بیشتر در دستگاه لنفاوی یافت میشوند.
لنفوسیتها دو نوعند : نوع B که در مغز استخوان تولید و بالغ میشوند. اما در
گرههای لنفاوی جای میگیرند و نوع T که پس از ساخته شدن در مغز استخوان در
تیموس مراحل رشد و نمو خود را طی میکنند ظاهر
لنفوسیتها T , B در زیر میکروسکوپ بهم شبیه است اما فاصلههای آنها متفاوت
است. سلولهای B آنتی کور (پادتن) ترشح میکنند. آنتی کورها ملکولهای
پروتئینی و از نوع گلوبولینها هستند. سلولهای T بر خلاف سلولهای B در سطح
فرد گیرندههای آنتی کور مانندی دارد که به کمک آنها به آنتی ژن میکروبها
میچسبند. بدین ترتیب سلولهای T متحرک هستند و خود به محل عفونت یافته
میروند گلبولهای قرمز:گلبولهای
قرمز (اریتروسیتها) به شکل دیسک ، بدون هسته و 8 – 7 میکرومتر قطر را
دارند در انتقال اکسیژن و دیاکسید کربن دارند و به تعداد تقریبی 5 میلیون
در هر میلیمتر مکعب خون یافت میشوند گلبولهای قرمز زندهاند و مواد غذایی را
از راه تخمیر بدست میآورند، زیرا میتوکندری ندارند و همچنین هسته متوسط
گلبولهای قرمز 120 روز است برای اینکه میزان گلبولهای قرمز در خون ثابت
بماند باید در هر ثانیه حدود یک میلیون گلبول قرمز در مغز استخوان ساخته
شود. گلبولهای قرمز در دوره جنینی در کبد به طحال و گرههای لنفاوی ساخته
میشود اما در ماههای آخر دوره جنینی و پس از تولد تنها در مغز قرمز استخوان
بوجود میآید. در مغز استخوان بافت زایندهای وجود دارد که با چند تقسیم
سلولی گلبولهای قرمز را میسازد. سلولهای زاینده در ضمن این تغییرات هسته
خود را از دست میدهند و مقداری زیادی هموگلوبین در ستوپلاسم خود میسازند.
فعالیت ماهیچهای ، صعود به ارتفاعات و گرم شدن هوا تولید گلبولهای قرمز را
افزایش میدهد سلولهای مولد گلبولهای قرمز در مغز استخوان نسبت به اشعه ایکس
بسیار حساسند و کمبود ویتامین B12 ، آهن ، مس در غذا نیز موجب کاهش تولید
گلبولهای قرمز میشوند.پلاکتها:این
سلولها بسیار ریزند و شامل قطعات سلولی که بوسیله غشای سلولی است احاطه
شده است و حاوی دانههایی میباشند 5 – 2 میکرومتر قطر دارند. و در عمل
انعقاد خون نقش دارند و مواد شیمیایی لازم را برای لخته خون آزاد میکنند .
روش کار :
ابتدا
با لن ست یک قطره از خون گرفته شده را بر گوشه لام قرار می دهیم. بعد با
استفاده از یک لام دیگر به طور عمودی گسترش خونی نازک تهیه می کنیم.
بعد
از خشک شدن گسترش ، عمل فیکساسیون توسط متانول را انجام می دهیم یعنی تمام
سطح لام را با الکل می پوشانیم و پس از 2 الی 5 دقیقه عمل رنگ آمیزی توسط
رنگ گیمسا را انجام می دهیم.پس از 10 الی 15 دقیقه رنگ های اضافی را با آب
مقطر شسته ،یک قطره روغن ایمرسیون روی لام گذاشته و زیر میکروسکوپ با بزرگ
نمایی 100 می بینیم.بررسی تقسیم میتوز در ریشه پیازمقدمه :
در
تقسيم ميتوز از يك سلول ديپلوئيد (سلولي كه در هستة خود داراي 2n كروموزوم
باشد.)، دو سلول ديپلوئيد كاملاً مشابه يكديگر و مشابه با سلول اوليه پديد
ميآيد. در واقع نقش تقسيم ميتوز فقط افزايش تعداد سلولهاست. در چرخة زندگي
هر سلول، دو مرحله وجود دارد: مرحلهاي كه سلول زندگي عادي خود را ميگذراند
و در حال تقسيم شدن نيست. به اين مرحله اصطلاحاً مرحله اينترفاز گفته
ميشود. مرحله دوم همان مرحلهاي است كه طي آن سلول تقسيم ميشود و به نام
مرحله ميتوز شناخته ميشود. به اين ترتيب، يك چرخة سلولي از پايان يك ميتوز
شروع ميشود و تا پايان ميتوز بعدي ادامه دارد. به عبارت ديگر، يك چرخة
سلولي شامل اينترفاز و ميتوز بعد از آن است.از آنجا كه طي ميتوز، از يك
سلول ديپلوئيد، دو سلول ديپلوئيد پديد ميآيد كه هر يك داراي مادة وراثتي
مساوي با سلول اوليه هستند، لازم است كه پيش از تقسيم، سلول ديپلوئيد
اوليه، ماده وراثتي خود را دو برابر نمايد.
حال به بررسي مراحل تقسيم ميتوز ميپردازيم:
1)
مرحله پروفاز: در اين مرحله «سانتريولها» كه به صورت يك جفت ميلة عمود بر
هم نزديك هستة سلولهاي جانوري (و سلولهاي آن دسته از گياهاني كه گامت نر
متحرك توليد ميكنند) قرار دارند و در پايان اينترفاز مضاعف شدهاند، به طرف
قطبهاي سلول حركت ميكنند. در همين مرحله، رشتههاي اسكلت سلولي دستخوش
تغييراتي ميشوند و دوك تقسيم را پديد ميآورند كه سانتريولها در دو قطب آن
قرار دارند. در مدتي كه سانتريولها به طرف قطبين سلول حركت ميكنند، هستك و
غشاء هسته تحليل ميروند و رشتههاي كروماتين، كوتاه و قطور شده، به كروموزوم
تبديل ميشوند.
2)
مرحله متافاز: در اين مرحله كروموزومهاي مضاعف از ناحيه سانترومر خود به
رشتههاي دوك متصل ميشوند و توسط اين رشتهها به استواي سلول هدايت ميشوند.
از آنجا كه در مرحلة بعدي دو كروماتيد هر كروموزوم بايد از يكديگر جدا
شوند، لازم است كه هر يك داراي سانترومر مستقلي باشند. پس از جدا شدن
كروماتيدها از يكديگر، لفظ «كروماتيد» در مورد دو رشتة يك كروموزوم مضاعف
كه اكنون از هم جدا شده و هر يك داراي سانترومر مستقلي هستند، كاربرد
ندارد. به طور كلي، هر قطعهاي از مادة وراثتي كه يك سانترومر داشته باشد،
يك» كروموزوم» است. به همين خاطر، پس از تقسيم سانترومر، هر يك از
كروماتيدهاي سابقِ يك كروموزوم مضاعف، به يك كروموزومِ تكرشتهاي تبديل
ميشوند.
3)
مرحله آنافاز: در اين مرحله رشتههاي دوك كروماتيدهاي خواهري هر كروموزوم
را كه در پايان مرحلة متافاز داراي سانترومر مستقلي شدهاند، (و اكنون هر
كدام يك كروموزوم هستند) از هم جدا ميكنند و هر كروموزومِ تكرشتهاي به طرف
يكي از قطبهاي سلول هدايت ميشود. به اين ترتيب در پايان مرحلة آنافاز، در
هر قطب سلول يك نسخه از هر يك از كروموزومهاي سلول اوليه وجود دارد.
4)
مرحله تلوفاز: وقايع اين مرحله دقيقاً عكس وقايع مرحلة پروفاز است. هستك و
غشاء هسته ظاهر ميشوند؛ كروموزومهاي هر قطب دوباره نازك و بلند ميشوند و
شبكه كروماتين را تشكيل ميدهند و در نهايت با فرورفتگي غشا، دو سلول كاملاً
مشابه يكديگر و مشابه سلول اوليه به وجود ميآيد.
در
مورد تقسيم ميتوز، توجه به اين نكته ضروري است كه چون كروماتيدهاي خواهري
از نظر ژنتيكي دقيقاً مانند يكديگر هستند و اللهاي يكساني را حمل ميكنند،
جدا شدن آنها در مرحلة آنافاز و انتقال هر يك به يكي از سلولهاي حاصل از
تقسيم، سبب ايجاد تمايز ژنتيكي بين دو سلول حاصل از تقسيم نميشود. در نتيجه
سلولهاي حاصل از تقسيم ميتوز، كاملاً مشابه يكديگر و مشابه سلول اوليه
هستند.
روش کار :
ابتدا
قطعه بسیار کوچکی از ریشه پیاز را با تیغ یا اسکالپر جدا کرده و در وسط
لام قرار می دهیم.بعد 2 قطره Hcl (1 تا 5/1 نرمال) بر روی آن می ریزیم.
در مرحله بعد لام را چند دقیقه روی شعله می گیریم.به مدت پنج دقیقه صبر می کنیم و بعد رنگ استو کارمن روی نمونه می ریزیم.سپس لام را روی حرارت می گیریم.
رنگ اضافی را با کاغذ صافی پاک می کنیم. برای بار دوم متیلن بلو را 5 دقیقه روی لام قرار می دهیم.
سپس لامل را روی لام قرار داده و با انگشت شصت فشار می دهیم.بعد با بزرگنمایی های 40 و 100 مشاهده می کنیم.
زیست شناسی سامانههای سلولی (Cell Systems Biology)
تلاشی
است برای درک سازوکارهای اجزا عملیاتی سلول یا یک موجود کامل و فرآیندهای
رشد و توسعه آنها، که از طریق پیش بینی خصوصیات این سازوکارها و فرآیندها
با استفاده از دادههای عددی به دست آمده و تحلیل برهمکنش عناصر متعدد این
سامانهها کسب میشود. این اطلاعات به دانشمندان اجازه میدهد تا با مطالعه و
درک دینامیک (پویایی) سلولی و عمل سازوارهها بتوانند الگوهای تنظیم سلولی
را مدلسازی نموده و اطلاعاتی از شبکه های مسیرهای ترارسانی پیام ها (Signal
Transduction) که برای اعمال فیزیولوژیکی و رشد و توسعه موجودات زنده لازم
است، کسب نمایند.
در سال های اخیر، همزمان با توسعه فناوریهای مختلف زیستی که در مدت زمان
کوتاهی دادههای بسیاری تولید میکنند، انبوهی از اطلاعات در سطوح مختلف
سلولی و فرآیندهای رشد و نمو موجودات زنده، در اختیار محققان قرار گرفته
است. چالش بزرگی که در حال حاضر دانشمندان با آن روبرو هستند، بهرهبرداری
از این داده ها و اطلاعات و ادغام آنها به منظور درک بهتر برهمکنش سطوح
مختلف زیستی در تشکیل واحدهای عملیاتی مانند مسیرهای هماهنگ کننده، شبکههای
تنظیمی و ساختارهای پیچیده تر مثل سلول ها و بافت ها میباشد.
برای
دستیابی به این هدف، باید روش های ریاضی و کامپیوتری مناسبی برای مدلسازی و
شبیهسازی سامانههای پیچیده زیستی طراحی نمود چرا که تاکنون بخش اعظم زیست
شناسی به جای تمرکز در خلق الگوهای شبیه سازی شده کمی، اکتشافی و توصیفی
بوده است.
تاکنون
هیچ برنامهای که بتواند فرآیندهای زیستی را به طور دقیق مدلسازی نماید
ساخته نشده است. البته استانداردهای جدیدی نیز لازم است تا با طراحی و
تجزیه و تحلیل آزمایش¬ها، خطاهای موجود در کار با مجموعههای عظیم دادهها را
به حد قابل قبولی برساند.
به منظور
رمزگشایی الگوهای زیستی، تلاش زیادی برای تجزیه و تحلیل کمی پدیدههای
زیستی در راستای هدف بلندمدت توانمندی در مدلسازی فرآیندهای زیستی لازم
است. رهیافتهای مدلسازی منجر به افزایش اهمیت تحقیقاتی میگردد که بر مبنای
فرضیه سازی در زیست شناسی انجام شود. این رهیافت ظرفیت آن را دارد که دید
محدود و سنتی ما را از فرآیندهای زیستی به درکی گستردهتر از اجزا مرتبط که
یک سامانه (System) پیچیده را تشکیل میدهند، تبدیل نماید. بدین ترتیب از
بطن این تلاشها پاسخ مناسبی برای بسیاری از مسائل مهم زیست شناسی نوین پیدا
خواهد شد. تشریح و تجزیه و تحلیل سامانههای زیستی در تمامی سطوح، یک
ساختار پژوهشی جدید را شکل میدهد که در آن از فرصتهای طلایی ایجاد شده به
دلیل ظهور فناوریهای نوین ژنومیکس و پروتئومیکس نهایت استفاده صورت گیرد و
به این مسائل مهم پاسخ مناسبی داده شود.
در
این مسیر نوآورانه و پیچیده، به دلیل ماهیت میان رشتهای آن، همکاری
تنگاتنگ زیست شناسان، ریاضی دانان، متخصصان علوم رایانه، مهندسان و متخصصان
رشتههای دیگر لازم است.
برخی از سوالات اساسی که این همکاری مثبت و سازنده باید به آنها پاسخ دهد، عبارتند از:
الف) ساختار سامانههای سلولی تا چه حد عمومی و قابل تقسیم به اجزا قابل اندازهگیری میباشد؟
ب) شبکههای سلولی ایجاد شده طی تحول (Evolution) تا چه حد با معادل های
خود، که با استفاده از فنون منطقی مهندسی از روی آنها طراحی شده، مشابهت
نشان میدهند؟
پ) این شبکه ها تا چه حد میتوانند اجزا سازنده را تعیین (Modulate) نمایند؟
ت) چگونه میتوان مشخصات سلول را با کنار هم قرار دادن نتایج حاصل از این فعالیت ها و فرآوری آنها، توصیف نماییم.
برای پاسخ دادن به این سوالات، لازم است که دانشمندان رشتههای مختلف، پروژه
سلول مجازی را با هدف شبیه سازی کامپیوتری خصوصیات یک سلول آغاز نمایند.
موضوع چالش برانگیزتر، مهندسی یک سلول کاملاً مصنوعی میباشد. در آینده این
ماشین های سلولی میتوانند تبدیل به سامانههای مدل قدرتمندی برای شبیه سازی و
تحلیل شبکههای واقعی سلولی گردند.
با
راهاندازی این فناوریها میتوان پاسخ های قانع کنندهای برای سوالاتی که زیست
شناسان سال ها به دنبال پاسخ آنها بودهاند، پیدا کرد. به طور مثال:
– ارتباط ساختار و وظایف سلول چگونه است؟
– چه قوانینی بر نحوه عمل سامانههای درون سلولی حکمفرماست؟
– عوامل تعیین کننده تمایز سلولی چه هستند و تمایز چگونه رخ میدهد؟
– اندازه و تعداد انواع مختلف سلولها در یک بافت یا اندام چگونه تنظیم میشود؟
– برای مدلسازی هر نوع سلول چه چیزهایی باید بدانیم؟
– چگونه یک مدل سلولی ساده میتواند برای شبیه سازی ساختارهای پیچیده سلولی و تشکیل بافت استفاده شود؟
–
آیا میتوانیم الگوهای عمومی حکمفرما بر پیچیدگی های زیست شناسی را براساس
ساختار شبکه ای پیچیده انواع مختلف سلول ها شناسایی نماییم؟
پاسخ به این سوالات نیاز به عوامل زیر دارد:
– دسترسی به الگوی بیان کل ژنوم تمامی سلولها و بافتها؛
– دسترسی به الگوی کلی پروتئینی سلولها و بافتها؛
– روشهای آشکارسازی فعالیت و مکان پروتئینها در سلول و موجودات زنده در مقیاس کل ژنوم (مثل انواع روشهای فلورسنت)؛
– رهیافتهای کشف مجموعههای ماکرومولکولی؛
– روشهای درک نحوه استفاده سلولها از اطلاعات؛
– توانایی ادغام نتایج حاصل از علوم مختلف با یکدیگر برای نتیجه گیری کلی.
همان
طور که ذکر شد، درک سیستمی فرآیندهای مذکور نیاز به یک ترکیب جدید از
فناوریهای نوین و همکاری نزدیک زیست شناسان محض، زیست شناسان محاسباتی،
مهندسان، شیمی دانان و ریاضیدانانی دارد که تفکر سیستمیک دارند. همچنین
نوآوری فنی در ساخت دستگاههای آزمایشگاهی امکان اندازهگیریهای دقیق و با
حجم زیاد در واحد زمان را به ما میدهد. این کار بزرگ تلفیقی از آزمایش،
فرضیه و محاسبه میباشد.
