A sejtek az élet építőkövei – minden élő szervezet ezekből épül fel. A tankönyvek gyakran egyetlen “tipikus” példát mutatnak egy növényi vagy állati sejtre, de a valóságban a sejtek alakja igen változatos lehet. Különösen az állati sejtek léteznek a legkülönbözőbb formákban és méretekben. A növényi sejtek alakja a merev sejtfaluk miatt általában eléggé hasonlít egymáshoz
Az alak és a méret vizsgálatával sokat megtudhatunk arról, hogy mit csinál egy sejt, és ehhez ideális eszköz a mikroszkóp.
A feladathoz alakított forma
A sejteknek azért van különböző alakjuk, mert különböző dolgokat csinálnak. Minden sejttípusnak megvan a maga szerepe abban, hogy segítse a szervezetünk megfelelő működését, és az alakjuk segít nekik abban, hogy hatékonyan töltsék be ezeket a szerepeket. A következő sejttípusok mind szokatlan alakúak, amelyek fontosak a működésük szempontjából.
A neuronok az agy és az idegrendszer sejtjei. Feladatuk az elektromos üzenetek továbbítása az agyból a test többi részébe és vissza (majdnem úgy, mint az elektromos vezeték), ezért nagyon hosszú, vékony sejtek. Más neuronokkal is össze kell kapcsolódniuk, hogy kommunikációs hálózatot alkossanak, ezért sok hosszú elágazásuk van. A neuronokról oldalunkon máshol többet is megtudhatsz.
A fényérzékelő sejtek (pálcikák és csapok) olyan sejtek a szemben, amelyek a fényt érzékelik. Valójában a neuronok egy nagyon specializált formája. A fotoreceptoroknak a lehető leghatékonyabban kell összegyűjteniük a fényt, ezért a sejtből egy speciális kiemelkedéssel (az úgynevezett külső szegmenssel) rendelkeznek, amely tele van a fényt elnyelő molekulákkal. A pálcikák, amelyek különösen jól érzékelik a fényt, nagyobb nyúlvánnyal rendelkeznek. A külső szegmensről ma már tudjuk, hogy egy nemrég felfedezett organellum, az elsődleges cilium egy erősen módosított fajtája. A primer ciliumról bővebben olvashatsz máshol ebben a kontextusban.
Az immunsejtek olyan sejtek, amelyek reagálnak, amikor a szervezetet megfertőzik (például egy baktérium). Ahhoz, hogy elvégezhessék a feladatukat, képesnek kell lenniük az alakváltoztatásra. A limfocitáknak például a testszöveteken keresztül kell mozogniuk, hogy eljussanak a fertőzés helyére, ezért megváltoztatják alakjukat, hogy átpréseljék magukat a szorosan elhelyezkedő szöveti sejteken. Egyes immunsejtek (például a neutrofilek) elnyelik a baktériumokat és vírusokat, ezért meg kell változtatniuk alakjukat, hogy “lenyelhessék” őket. Az immunsejtek különböző fajtáiról többet megtudhat a Fertőzés elleni küzdelem című témakörben.
Mikroszkópok a sejtekről
A sejtek alakjáról alkotott ismereteink jóformán teljes egészében a mikroszkópos kísérletek éveken át felhalmozott eredményeiből származnak. Nincs más eszköz, amellyel közvetlenül megnézhetnénk a sejtek alakját. A fénymikroszkópia segítségével a tudósok élő sejteket tekinthetnek meg, hogy lássák, hogyan változik az alakjuk az idő múlásával. Olyan sejtfolyamatokat is meg tudtak nézni, amelyek alakváltozásokkal járnak, mint például a mitózis
Az elektronmikroszkópok kialakítása miatt az élő sejtek nem képesek túlélni a mikroszkópban uralkodó zord körülményeket, ezért nem lehet őket közvetlenül megnézni. Az elektronmikroszkópok azonban nagy felbontású információt adhatnak a megtekintésre előkészített egyes sejtek alakjáról, beleértve a sejt olyan kis területeit, amelyek sajátos alakúak, mint például az elsődleges cilium és a mikrovillák.
A sejtek 3D-ben
A sejtek háromdimenziós, összetett alakú objektumok, de a legtöbb mikroszkóp által készített képek kétdimenziósak. Ez megnehezítette a sejtek általános alakjának és egymás közötti kölcsönhatásuknak a megértését. Most azonban számos mikroszkópos technika lehetővé teszi, hogy háromdimenziós modelleket készítsünk a sejtekről vagy a sejtek részeiről. Ehhez több kétdimenziós képet kell digitálisan összegyűjteni, majd ezeket számítógépes programok segítségével kombinálni.
Dr Rebecca Campbell és Tony Poole docens az Otagói Egyetem két tudósa, akik mikroszkópos képek segítségével háromdimenziós modelleket készítenek az általuk vizsgált sejtekről. Rebecca a konfokális lézerpásztázó mikroszkóp többszörös képeit használja fel egész neuronok 3D-s nézeteinek összeállításához, Tony pedig az elsődleges cilium 3D-s modelljét építi fel. Rebecca és Tony munkájáról ebben a kontextusban máshol többet is megtudhatsz.
A tudomány természete
A tudományos kísérletek gyakran váratlan információkat tárnak fel, amelyek új hipotézisekhez és elméletekhez vezethetnek. Az 1600-as években a tudósok meglepődve láttak apró “építőelemeket”, amikor szöveteket vizsgáltak optikai mikroszkóp alatt. Megfigyeléseik végül a sejtelmélet kialakulásához vezettek – ahhoz az elképzeléshez, hogy a sejt az élet alapegysége.
Hasznos linkek
Nézze meg ezt a rövid videót, amelyen egy immunsejt (neutrofil) alakváltozása látható, amint egy baktériumot követ a vérben, és végül elnyeli azt.
Ezt a mesés könyvecskét Inside the Cell (A sejt belsejében) a National Institute of General Medical Sciences (USA) készítette, és gyönyörű képeket tartalmaz a sejtekről, leírásokat és részleteket a sejtek tanulmányozásáról. Nagyon részletes, de mindenképpen érdemes megnézni!