Изобретение электронного микроскопа в 1930-х годах и его широкое внедрение в биологические исследования в середине XX века позволило ученым преодолеть предел разрешения светового микроскопа (около 200 нм). Это привело к открытию структур, которые ранее были невидимы или казались бесструктурными пятнами. Ниже приведен перечень основных органоидов и структур, обнаружение или детальное изучение которых стало возможным исключительно благодаря электронной микроскопии. Эндоплазматическая сеть (ЭПС) До появления электронного микроскопа ученые замечали лишь общую зернистость цитоплазмы. В 1945 году Альбер Клод и Кит Портер обнаружили сложную систему каналов и полостей, ограниченных мембраной. Электронная микроскопия позволила разделить ЭПС на два типа:
- Шероховатая (гранулярная) ЭПС: покрыта рибосомами, отвечает за синтез белков.
- Гладкая (агранулярная) ЭПС: участвует в синтезе липидов и детоксикации.
Рибосомы Эти мельчайшие органоиды имеют размер около 20–30 нм, что находится далеко за пределами видимости светового микроскопа. Впервые они были описаны Джорджем Паладе в 1955 году как плотные частицы, прикрепленные к мембранам ЭПС или свободно плавающие в цитоплазме. Аппарат Гольджи (детальное строение) Хотя Камилло Гольджи обнаружил этот органоид еще в 1898 году, его реальное строение — стопки плоских мембранных цистерн (диктиосомы) и окружающие их пузырьки — было детально визуализировано только под электронным микроскопом. Стало понятно, как происходит транспорт и модификация веществ в клетке. Лизосомы Эти мембранные пузырьки, содержащие гидролитические ферменты, были открыты Кристианом де Дювом в 1955 году. В световой микроскоп они практически неотличимы от других мелких включений, и только электронное сканирование и микроскопия позволили идентифицировать их как самостоятельные органоиды. Митохондрии (внутренняя структура) Митохондрии были известны и ранее, но они выглядели как мелкие зерна или нити. Электронный микроскоп выявил их сложную двумембранную организацию:
- Кристы: внутренние складки мембраны, на которых расположены ферменты дыхательной цепи.
- Матрикс: внутреннее содержимое, где происходит цикл Кребса.
Пероксисомы Аналогично лизосомам, эти мелкие органоиды (микротельца) были четко идентифицированы только с помощью электронного микроскопа. Они содержат ферменты (например, каталазу), участвующие в окислительно-восстановительных реакциях. Цитоскелет Световой микроскоп не позволял увидеть тончайшие белковые нити, пронизывающие клетку. Благодаря электронному микроскопу были обнаружены:
- Микротрубочки: полые трубки из белка тубулина.
- Микрофиламенты: тонкие нити актина.
- Промежуточные филаменты.
Мембранные структуры и контакты Только электронная микроскопия подтвердила существование плазматической мембраны как тонкого бислоя (толщиной около 7–10 нм) и позволила увидеть специализированные межклеточные контакты:
- Десмосомы.
- Плотные контакты.
- Щелевые контакты (нексусы).
С помощью электронного микроскопа также было детально изучено строение ядерной оболочки (обнаружены ядерные поры), структура хлоропластов (тиракоиды и граны) и тонкое строение жгутиков и ресничек (система микротрубочек «9+2»). Я могу подготовить для вас сравнительную таблицу характеристик этих органоидов или составить подробное описание процесса работы электронного микроскопа. Напишите, если это необходимо.