13/01/04
Mikro teknolojinin gelişmesiyle bilim insanları mikro dünyaya daha kolay nüfuz edebiliyor. Ancak sıradan bir mikroskop altında hücrenin görünümü aynı kalıyor, ayırt etmek zor. Bu amaçla bilim insanları çeşitli yöntemler geliştirdiler: Hücreleri dönüştürmek için genetik mühendisliği teknolojisinden yararlanmak, boya kullanarak hücre boyama... Son olarak, mikroskop altında hücre artık monoton değil, güzel bir görüntü.
İster beğenelim ister beğenmeyelim, nesnenin önünde gözler her zaman aynı bilgi toplama yöntemini kullanır: retina hücreleri fotonları yakalar. Bilgi, beyne, yani görüntü için beyine aktarılır. Nesne çok küçükse, fotonun yansıması çok küçükse, insan gözü yapısını göremez. Bu noktada, mikroskobik tekniği incelememiz gerekir. Bu makale, yalnızca önemli akademik değere sahip olmakla kalmayıp, aynı zamanda güçlü bir sanatsal güzelliğe de sahip olan resimleri göstermektedir. Bu görüntüler, biyolojik araştırmalardaki en gelişmiş optik mikroskopi tekniklerini temsil etmektedir.
Günümüzde optik mikroskopi benzeri görülmemiş bir değişim geçiriyor. Bilim insanları, doku örneklerinde yeni floresan işaretleyiciler ve gen mühendisliği teknolojisi kullanarak doku örneklerini renklendiriyor ve "keşfe" giden kapıyı açıyor. Bu, araştırmacılar tarafından kullanılan yeni bir teknoloji. Bu teknikle, her fare beyin siniri çeşitli renkler gösteriyor, okunaklı hale geliyor ve karmaşık sinir ağı izleme analizinde belirli aksonları izleyebiliyor, ayrıca eksiksiz bir sinir ağı haritalaması yapabiliyoruz - eski görüntüleme teknolojilerinde bu görevi tamamlamak imkansızdı.
Mikroskobun hassasiyeti de artırıldı. Belirli bir proteinde işaretleme yapıp, mikroskobu kullanarak organizasyon hattındaki aktivitelerini; hücre bölünmesi ve farklılaşma sürecindeki her ayrıntıyı gözlemleyebiliyor, ayrıca her şeyi tek bakışta görebiliyoruz. Araştırmacılar, parlak ışıkta hızlı bir şekilde görüntü yakalayarak, hücre veya doku içindeki anlık olayları kaydedip, zayıf ışık altında hücre içi yaşam süreçlerini gözlemleyebiliyorlar. Mikro teknolojinin gelişmesiyle, görüntü alma hızı ve çözünürlüğü arasındaki çelişki ortadan kalkacak.
Günümüzde birçok mikroskobik teknik, en ince biyolojik yapıları bile inceleyebiliyor (ve çok sayıda gözlem verisinde tedavi gözlemleniyor), bu tekniklerin yaygın olarak uygulanması, yaşamın özünü anlamamız için sağlam bir temel oluşturuyor.
Karmaşık beyinler: Kaliforniya Üniversitesi, San Diego'daki Thomas Deerinck (Thomas Deerinck) tarafından geliştirilen iki fotonlu mikroskopi (2-foton mikroskopisi) kullanılarak, yalnızca 400 μm kalınlığındaki fare beyincik dokusundan ince mikro yapı örnekleri (yukarıdaki resimde) elde edildi. Yeşil renk Purkinje hücrelerini (Purkinje nöronu), kırmızı renk astrositleri (glial hücre) ve mavi renk çekirdeği temsil ediyor. Harvard Üniversitesi'nden Jean Rivet (Livet Jean), konfokal mikroskopi (konfokal mikroskopi) kullanarak, genetiği değiştirilmiş fare beyin sapı dokusu dilimlerini (340 μm) inceledi. Genetik modifikasyon sonucunda, faredeki her nöron farklı bir renk alır (aşağıya bakın). Nöronlara farklı bir renk (yani "Beyin Kuşağı") vermek için, bilim insanları karmaşık sinir ağındaki tek bir aksonun yönünü gözlemleyebilecekler.
Fare iç kulağının doku yapısı
Alan dar ve ayrılması kolay olmadığı için iç kulak yapısını gözlemlemek oldukça zordur. Kuzey Carolina Üniversitesi Wilmington kampüsündeki Sonia Piot (Sonja Pyott), fare iç kulak tüy hücrelerini (yukarıda solda) görüntüledi. Bu hücreler, ses dalgalarını mekanik olarak elektriksel darbe sinyallerine dönüştürebiliyor. Fotoğrafta tüy hücreleri yeşil, tüy hücrelerinin hücreleri kırmızı ve mavi, ardından çekirdek (konfokal mikroskopi tekniği) ile gösteriliyor. Washington Üniversitesi'nden Glenn MacDonald (MacDonald Glen), fare iç kulağının doku yapısını görüntülemek için benzer bir boyama yöntemi kullanıyor (konfokal mikroskopi).
Drosophila'daki kas lifi
Kas hücreleri, sert bir kas dokusu oluşturur. Yukarıdaki görüntüde, Kaliforniya Üniversitesi, San Diego'dan Thomas Deerinck'in (Thomas Deerinck) çektiği farelerin dil kaslarının kesiti gösterilmiştir. Aşağıdaki görüntüde, Almanya'daki Münster Üniversitesi'nden Hermann Aeberli'nin (Aberle Hermann) eli, meyve sineklerinin genişlemiş kas liflerini göstermektedir. Genetik çeşitlilik nedeniyle, meyve sineğinin kas lifleri düzensiz görünmektedir (konfokal mikroskopi).
Keçi kemiği 4 kez
Yüzgeçler ve keçi kemiği: Omurgalı vücudunun yoğun doku yapısını gösteren iki resim. Ramat Gan, İsrail, Samuel Silberman, Shamuel Silberman, bir balık yüzgeci kemiğini yüz kat büyüttü ve üzerinde benekli bir sonbahar resmi (fiber optik aydınlatma teknolojisi kullanılarak) vardı. Kemik oluşumundaki kemik mineral yoğunluğu ve mineral içeriğindeki artış derecesini gözlemlemek için, Florida, Tampa'daki Mo Moffett Kanser Merkezi'nde Mark Lloyd (Mark Lloyd) ve Noel Clark (Noel Clark), keçi kemiğini dört kat büyüttü (bkz. Hirono mikroskobu).
Keçi kemiği 4 kez
Yüzgeçler ve keçi kemiği: Omurgalı vücudunun yoğun doku yapısını gösteren iki resim. Ramat Gan, İsrail, Samuel Silberman, Shamuel Silberman, bir balık yüzgeci kemiğini yüz kat büyüttü ve üzerinde benekli bir sonbahar resmi vardı (fiber optik aydınlatma teknolojisi kullanılarak). Kemik oluşumundaki kemik mineral yoğunluğu ve mineral içeriğindeki artış derecesini gözlemlemek için, Florida, Tampa şehrindeki Mo Moffett Kanser Merkezi'nden Mark Lloyd (Mark Lloyd) ve Noel Clark (Noel Clark), keçi kemiğini dört kat büyüttü (bkz. Hirono mikroskobu). Mikrotübüller kromozomların etrafında oluşuyor (mavi).
İşte Columbia Üniversitesi'nden Jan Schmoranza (Sch-moranzer Jan), serum açlığı uygulanan hücrelerin hücre zarı ve mikrotübüllerin yapısı (yeşil). Grafikten görüldüğü üzere, fibroblastların mikrotübülleri anormal davranışlar sergilemektedir. Mikrotübüllerin çapı yaklaşık 20 nm'dir ve genellikle hücre zarında bir boşluk olduğunda mikrotübüller bu boşlukta toplanır, ancak durum böyle değildir. Ara faz hücresinde, Duke U-serdar, Tulu (U. serdar Tulu), 138 μm genişliğindeki ufuklarda kromozomu (mavi) yakalamıştır ve etrafında mikrotübüllerin oluşumu (sarı, aşağıda) görülmektedir.
Bu resimler, aklıma ünlü fizikçi Richard Feynman'ın (Feynman Richard) bir hikâyenin "eğlencesi"ni getirmesini getiriyor. Feynman'ın bir arkadaşı, bilim insanlarının çiçeklerin güzelliğini sanatçılar kadar derinlemesine tanımadıklarını, ancak aynı zamanda altıda bir yedide açan güzel çiçeklerin sonunda ilgi çekici olmayan şeylere dönüştüğünü düşünmüştü. Feynman, arkadaşının bakış açısına katılmayarak şöyle dedi: "Bence gerçekten biraz komik. Her şeyden önce, onunla benim aramdaki fark ve gördüklerim arasındaki fark nedir? Onun sahip olduğu estetik eğitime sahip olmasam bile, bir çiçeğin güzelliğini takdir edebileceğime inanıyorum... Hücre hareketini hayal edelim, şaşırtıcı olan güzellik değil mi? Yani, çiçeğin güzelliği sadece makroskobik formda değil, mikroskobik dünyada da aynı derecede büyüleyici. Çiçekler, Providence'ın böcekleriyle savaşıyor ve Yan'la savaşıyor ki bu başlı başına çok ilginç bir şey, çünkü böcekler de renkleri ayırt edebiliyor olabilir. Güzel çiçekleri görmek için bir soru sormak istiyorum: Alt hayvanlar da çiçeklerin güzelliğini takdir edebiliyor mu? Neden tat alma yeteneğine sahipler? Bu ilginç sorular, bilimsel bilginin çiçekleri daha gizemli, daha heyecan verici, daha hayranlık verici hale getireceğini kanıtladı."
