Как устроен микроскоп и из каких основных частей он состоит. Для чего применяют микроскопы в науке и медицине. Почему микроскопы так важны для научных исследований.
Строение и основные части микроскопа
Микроскоп — это сложный оптический прибор, позволяющий получать сильно увеличенные изображения мельчайших объектов и их деталей, невидимых невооруженным глазом. Основные части современного микроскопа включают:
- Окуляры — линзы, через которые смотрит наблюдатель
- Объективы — набор линз с разным увеличением
- Предметный столик — площадка для размещения образцов
- Конденсор — система линз для фокусировки света на образце
- Источник света — лампа или зеркало для освещения образца
- Макро- и микровинты для фокусировки изображения
- Штатив — основание и стойка микроскопа
Как работает микроскоп? Свет от источника проходит через конденсор и образец, попадает в объектив, где создается увеличенное изображение. Затем оно дополнительно увеличивается окуляром и проецируется на сетчатку глаза наблюдателя.
Типы и виды микроскопов
Существует несколько основных типов микроскопов, различающихся принципом действия и возможностями:
- Оптические (световые) микроскопы — используют видимый свет и систему линз
- Электронные микроскопы — вместо света применяют пучок электронов
- Сканирующие зондовые микроскопы — исследуют поверхность образца специальным зондом
- Рентгеновские микроскопы — используют рентгеновское излучение
- Акустические микроскопы — основаны на ультразвуковых волнах
Какой тип микроскопа выбрать? Это зависит от задач исследования, нужного увеличения и других факторов. Для большинства биологических и медицинских исследований подходят световые микроскопы.
Применение микроскопов в науке и медицине
Микроскопы нашли широкое применение во многих областях науки и практической деятельности:
- Биология — изучение клеток, тканей, микроорганизмов
- Медицина — диагностика заболеваний, анализ биологических жидкостей
- Материаловедение — исследование структуры материалов
- Химия — наблюдение за химическими реакциями
- Криминалистика — анализ улик и следов преступлений
- Геология — изучение минералов и горных пород
- Нанотехнологии — работа с объектами нанометрового масштаба
Где еще применяют микроскопы? В пищевой промышленности для контроля качества продуктов, в экологии для мониторинга загрязнений, в археологии для изучения древних артефактов.
Важность микроскопов в научных исследованиях
Микроскопы сыграли огромную роль в развитии науки и продолжают оставаться незаменимым инструментом исследований. Почему микроскопы так важны?
- Позволяют изучать объекты и структуры невидимые невооруженным глазом
- Дают возможность наблюдать живые микроорганизмы и клетки
- Помогают понять строение и функции биологических тканей
- Необходимы для диагностики многих заболеваний
- Позволяют исследовать структуру материалов на микроуровне
- Дают возможность изучать процессы на клеточном и молекулярном уровне
Какие открытия стали возможны благодаря микроскопам? Обнаружение бактерий, изучение строения клетки, открытие вирусов, исследование ДНК и многие другие достижения в биологии и медицине.
Как выбрать микроскоп для домашнего использования
Если вы хотите приобрести микроскоп для дома, стоит учесть несколько важных моментов:
- Цель использования — для учебы, хобби или профессиональных задач
- Необходимое увеличение — от 40х до 1000х и более
- Тип микроскопа — монокулярный, бинокулярный или тринокулярный
- Качество оптики — ахроматические или планахроматические объективы
- Наличие дополнительных функций — цифровая камера, подсветка и др.
- Бюджет — от нескольких тысяч до сотен тысяч рублей
На что еще обратить внимание при выборе микроскопа? На надежность конструкции, удобство использования, возможность докупки аксессуаров. Для начинающих подойдут недорогие учебные модели с увеличением до 640х.
Интересные факты о микроскопах
История микроскопов насчитывает уже несколько столетий. Вот некоторые интересные факты об этих удивительных приборах:
- Первый микроскоп был создан в конце 16 века голландскими мастерами по производству очков
- Антони ван Левенгук первым увидел бактерии с помощью своих микроскопов в 17 веке
- Современные электронные микроскопы позволяют получать увеличение до 10 миллионов раз
- Самый мощный оптический микроскоп имеет разрешение 10 нанометров
- Нобелевская премия по химии 2014 года была присуждена за разработку флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения
Какие еще достижения связаны с микроскопами? Создание иммерсионных объективов, изобретение фазово-контрастной и конфокальной микроскопии, разработка криоэлектронной микроскопии.
Перспективы развития микроскопии
Микроскопия продолжает активно развиваться. Какие тенденции наблюдаются в этой области?
- Повышение разрешающей способности оптических микроскопов
- Создание новых методов сверхвысокого разрешения
- Развитие цифровых и компьютерных технологий обработки изображений
- Разработка методов прижизненной визуализации клеток и тканей
- Создание комбинированных микроскопов с несколькими режимами работы
- Миниатюризация микроскопов для портативного использования
Что ждет микроскопию в будущем? Вероятно, появятся новые типы микроскопов на основе квантовых эффектов, будут созданы системы искусственного интеллекта для анализа микроскопических изображений, получат развитие методы трехмерной визуализации наноструктур.
Вот как выглядит вирус COVID-19 под микроскопом
Вирус COVID-19 (также неофициально известный как 2019-nCoV) вызвал серьезную угрозу здоровью и более 1000 случаев смерти. С момента своего открытия в декабре прошлого года он широко освещался в средствах массовой информации.
Но хотя микробиологи во всем мире используют вирус для разработки вакцины, многие из нас, не являющихся учеными, на самом деле не видели, как выглядит этот новый коронавирус.
Лаборатории Скалистых гор (RML) Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) только что выпустили изображения коронавируса, полученные с помощью сканирующего и трансмиссионного электронного микроскопа, и они… удивительно эстетичны.
То, что вы видите выше, это изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, в ложном цвете, показывающее вирус COVID-19 от пациента в США; вирусные частицы окрашиваются в желтый цвет по мере того, как они выходят на поверхность клетки, которая окрашивается в синий и розовый цвета.
Изображение выше было получено с помощью просвечивающего электронного микроскопа. Оно не столь острое, как первое, но на поверхности вируса видны шипы (что дает коронавирусу его название, означающее «корона»).
Если они выглядят немного знакомыми, это потому, что большинство коронавирусов, таких как SARS и MERS, выглядят одинаково снаружи, разделяя выпуклый сферический вид.
Вирусы семейства коронавирусов имеют лишь небольшие различия в геноме, причем между тремя из них всего пять нуклеотидных различий. Тем не менее вирусы могут иметь заметно различную внешность, когда речь заходит о заражении человека.
Изображения, которые вы видите здесь, были результатом совместной командной работы. Исследователь RML Эмми де Вит предоставила вирус, микроскопист Элизабет Фишер создала изображения, а отдел визуального медицинского искусства окрасил изображения.
Вы можете увидеть весь набор на Flickr здесь.
Под микроскопом — Мастерок.жж.рф — LiveJournal
Как выглядят знакомые нам вещи при сильном увеличении? Все гораздо сложнее, чем может показаться.
Это демонстрации красоты, сложности и совершенства природы, наблюдаемой через микроскоп. Вот посмотрите …
Соль, 150-кратное увеличение
Сахар, 50-кратное увеличение
Нейлон, 50-кратное увеличение
Перец, 15-кратное увеличение
Черный молотый перец, 5000-кратное увеличение
Кофейная гуща, 750-кратное увеличение
Древесина, 150-кратное увеличение
Шариковая ручка, 30-кратное увеличение
Отпечаток на бумаге, 10000-кратное увеличение
Скобка в бумаге, 30-кратное увеличение
Пыльца, 400-кратное увеличение
Иголка и нитка, 15-кратное увеличение.
Край лезвия бритвы, 10000-кратное увеличение
Ус, 500-кратное увеличение
Стриженные волоски, 50-кратное увеличение
Поверхность старой медной копейки, 5000-кратное увеличение
Плодовая муха, 3000-кратное увеличение
Ткань, 200-кратное увеличение
Хлопковая ткань, 40-кратное увеличение
Пора кожи
Использованная зубная нить
Гитарная струна
Текстильная липучка
Пыль
Апельсиновый сок
Вольфрамовая нить лампочки
Край с почтовой марки
Лапа геккона (не привычно, но всё-таки интересно)
Снежинки
Клетки крови
Тромб
Секущийся кончик волоса
Блоха
Мел
Графитовый стержень карандаша
Лапки мухи
Заживающая зашитая рана
Шоколад
Соль
Присыпка для торта
Туалетная бумага
Зубная щетка
Ресницы человека
Гранулированный кофе
Нитка вдетая в иголку
Вши
Печенье
Поверхность виниловой пластинки
Кожа паука
Микроскоп дома: как правильно выбирать и что с ним можно делать
10 простых вещей, которые стоит увидеть под микроскопом
Даже самый простой микроскоп, который можно купить домой, может оказаться новой любимой игрушкой — не только для детей, но и для родителей.
Главное, понять, какой всё-таки нужен именно вам. На что обращать внимание при выборе микроскопа и что потом смотреть — рассказывает биолог и популяризатор науки Антон Захаров.
Рассылка «Мела»
Мы отправляем нашу интересную и очень полезную рассылку два раза в неделю: во вторник и пятницу
Хороший микроскоп должен быть металлическим и тяжёлым. Пластиковые микроскопы почти наверняка не прослужат долго, и вряд ли у них будет нормальное качество изображения. Это очень важный критерий, так как в руках активного начинающего исследователя микроскоп будет испытывать нешуточную нагрузку, и это нормально. Особенно страдать будут регулирующие винты. А у пластиковых микроскопов они не очень надёжные, из-за этого картинка будет плохо фокусироваться. У профессионального микроскопа, кстати, таких винтов должно быть два: макро и микро. Но бывают хорошие микроскопы и с одним винтом.
Помните, что вам не нужен микроскоп с увеличением больше 400 раз. Даже выпускники биологических вузов не всегда умеют нормально работать с такими увеличениями.
На нашей кафедре, например, мы такого никогда не делали. Так что увеличение в 400 раз — то что нужно. Эти 400 раз будут складываться из обычного окуляра и сменных насадок с объективами, достаточно будет двух — увеличивающих в 10 и 40 раз. Ещё одна важная вещь — хорошая подсветка. В старых микроскопах для этого использовались зеркала и настольные лампы, а сейчас у большинства есть встроенная подсветка. Лучше пусть она будет диодной.
Перед покупкой серьёзного микроскопа стоит задуматься, нужен ли вам такой или есть альтернативы. Один из вариантов — бинокуляр с увеличением от 20 до 40 раз. Более того, многие объекты даже удобнее смотреть именно при таком увеличении. Для нормального микроскопа препарат должен быть либо с самого начала очень маленьким (например, одноклеточные амёбы или другие микроскопические организмы), либо нужно делать тоненькие срезы, что тоже требует определённого умения. Ребёнку с этим справиться будет непросто. А в бинокуляр можно смотреть и на объёмные препараты.
Ещё один вполне достойный вариант: специальная увеличивающая насадка на смартфон. Они бывают разные, и качество некоторых очень даже приемлемое для непрофессионалов. Хотя для многих детей настоящий микроскоп может быть намного привлекательнее просто из-за своей необычности.
Что смотреть под микроскопом
Итак, вы наконец-то решили, какой микроскоп лучше всего вам подходит. И сразу возникает вопрос, а что же теперь с этим микроскопом делать.
1. Готовые препараты. В комплекте со многими микроскопами идут наборы готовых препаратов, а иногда и описаний этих препаратов, но это не принципиально, их при желании можно найти и в интернете. Такие наборы продаются и отдельно. Главное — это не отправлять ребёнка в самостоятельно плавание без инструкции. Обязательно нужно объяснить ему, что он видит перед собой. Это можно сделать самому, если остались школьные знания, а можно воспользоваться помощью бумажных или электронных методичек.
2. Самодельные препараты.
Когда Антони ван Левенгук в XVII веке изобрёл первый микроскоп, он старался изучить с его помощью всё что только можно. Каплю воды из реки или лужи около дома, строение ткани, зубной налёт, кончики своих ногтей. Что мешает вам поступить так же?
Единственное, в современный микроскоп хорошо видно только очень маленькие объекты или тонкие срезы объектов покрупнее. Но готовить такие срезы можно и самому — остро заточенным ножом или острой бритвой, например, закреплённой в спичечном коробке. Попробуйте отрезать максимально тонкие кусочки разных овощей или фруктов. Растительные клетки довольно крупные, поэтому в таких препаратах часто можно рассмотреть некоторые клеточные органеллы: клеточную стенку, хлоропласты и ядро. Ещё можно делать срезы и кусочков мяса или других продуктов из вашей кухни. Главное, помните, что для рассмотрения самодельных препаратов их нужно помещать в каплю воды.
3. Неживые объекты. Возьмите ниточку с одежды, волосок, соберите немного пыли, и с помощью микроскопа вы узнаете много интересного про их структуру.
Но ещё раз напомню, что если объект слишком большой, то надо или сделать его срез, или воспользоваться бинокуляром.
4. Кора пробкового дерева. Повторите исследование, в результате которого появился термин «клетка», рассмотрите срез коры пробкового дерева — для этого подойдёт обычная винная пробка.
5. Кровь. Если ребёнок или кто-то в семье порежет палец, можно эту неприятную ситуацию развернуть в полезное для науки русло. Соберите капельку крови и рассмотрите её под микроскопом.
6. Растения. Сделайте срезы не только съедобных овощей, посмотрите на срезы разных частей цветков.
7. Плесень. Оставьте кусок хлеба, чтобы он покрылся плесенью, и рассмотрите эту плесень.
8. Слюна. Аккуратно соскребите зубочисткой или чистой ватной палочкой (продезинфицируйте её вначале!) клетки с внутренней стороны щёки.
9. Паутина. Зафиксируйте её при помощи лака для волос или для ногтей, а потом аккуратно положите под микроскоп.
10.
Сахар, соль, мука, крахмал, водяные знаки на купюрах – в общем всё, что попадётся на глаза. Ведь единственная граница научного исследования — это воображение исследователя.
Фото: Flickr (Chris B)
Как выглядит раковая клетка под микроскопом?
Изучением того, как выглядит раковая клетка под микроскопом, занимается наука гистология. Гистологические исследования помогут уточнить или опровергнуть диагноз.
Типы клеток
Для микроскопического исследования берут:
Забор ткани внутренних органов производится при помощи биопсии, бронхоскопии и других методов. Раковые клетки бывают:
эпителиальными – характерны для карциномы;
соединительными или мышечными – саркомы;
остальные – отличаются от первых двух видов.
У атипичных пораженных клеток структура ДНК нарушена, они прорастают в соседние здоровые органы.
Вид под микроскопом
Раковые клетки морфологически имеют небольшие отличия.
Это проявляется в повышенном количестве рибосом. Они появляются не только в мембране эндоплазма, но и в цепочках, отдельных образованиях.
Появляются митохондрии, отличающиеся от здоровых расположением, величиной и формой. Теломеры не сокращаются, не склонны к гибели, а продолжают делиться.
Если исследовать раковую опухоль, удаленную хирургически, она будет выглядеть в разрезе, как однородная структура. Цвет белый, иногда розоватый, присутствуют частички крови и участки некроза. Иногда структура кистозная или волокнистая.
От здоровых тканей новообразование злокачественной природы отличается наличием паренхимы и стромы. Паренхима – это клетки, типичные для данного вида новообразования. Строма – это ткани органа, в котором развился рак.
Атипичные опухоли могут выглядеть по-разному, в зависимости от того, на какой стадии выполнен забор материала. Характерны такие изменения, как увеличение ядра, множественный митоз, повышенная способность клеточного ядра к окрашиванию.
Такие изменения встречаются у незрелых новообразований.
Видео
Естественная смерть раковой клетки
Что такое вирусы? | Живая наука
Вирусы — микроскопические паразиты, обычно намного меньше бактерий. Им не хватает способности развиваться и воспроизводиться вне тела хозяина.
Вирусы, как правило, вызывают заражение. Такую репутацию, несомненно, укрепили широко распространенные случаи болезней и смертей. Скорее всего, на ум приходят вспышка Эболы в Западной Африке в 2014 году и пандемия h2N1 / свиного гриппа в 2009 году (широко распространенная глобальная вспышка).Хотя такие вирусы, безусловно, являются коварными противниками для ученых и медицинских работников, другие подобные вирусы сыграли важную роль в качестве исследовательских инструментов; углубление понимания основных клеточных процессов, таких как механика синтеза белка и самих вирусов.
Discovery
Насколько меньше большинство вирусов по сравнению с бактериями? Немного. При диаметре 220 нанометров вирус кори примерно в 8 раз меньше, чем бактерий E.coli .При длине волны 45 нм вирус гепатита примерно в 40 раз меньше, чем E.coli . Чтобы понять, насколько это мало, Дэвид Р. Весснер, профессор биологии в Дэвидсон-колледже, приводит аналогию в статье 2010 года, опубликованной в журнале Nature Education: вирус полиомиелита диаметром 30 нм примерно в 10 000 раз меньше, чем крупица соли. Такие различия в размерах между вирусами и бактериями дали решающий первый ключ к существованию первых.
К концу XIX века представление о том, что микроорганизмы, особенно бактерии, могут вызывать болезни, было хорошо обосновано.Тем не менее, исследователи, изучающие вызывающую беспокойство болезнь табака — болезнь табачной мозаики — были несколько озадачены ее причиной.
В исследовательской статье 1886 года под названием «Относительно мозаичной болезни табака» Адольф Майер, немецкий химик и исследователь сельского хозяйства, опубликовал результаты своих обширных экспериментов.
В частности, Майер обнаружил, что когда он измельчал инфицированные листья и вводил ядовитый сок в жилки здоровых листьев табака, это приводило к появлению желтоватых пятен и обесцвечиванию, характерных для болезни.Майер правильно предположил, что все, что вызывает болезнь табачной мозаики, было в соке листьев. Однако более конкретные результаты ускользнули от него. Майер был уверен, что все, что было причиной болезни, имело бактериальное происхождение, но он не смог выделить возбудителя болезни или идентифицировать его под микроскопом. Он также не мог воссоздать болезнь, вводя в здоровые растения ряд известных бактерий.
В 1892 году русский студент по имени Дмитрий Ивановский, по сути, повторил эксперименты Майера по приготовлению сока, но с небольшим изменением.Согласно статье 1972 года, опубликованной в журнале Bacteriological Reviews, Ивановский пропускал сок из инфицированных листьев через фильтр Чемберленда — фильтр, достаточно тонкий, чтобы улавливать бактерии и другие известные микроорганизмы.
Несмотря на просеивание, жидкий фильтрат оставался заразным, предлагая новую часть головоломки; все, что вызывало болезнь, было достаточно маленьким, чтобы пройти через фильтр. Однако Ивановский также пришел к выводу, что причиной табачной мозаики была бактериальная болезнь, предполагая, что фильтрат «содержал либо бактерии, либо растворимый токсин».«Только в 1898 году было признано наличие вирусов. Голландский ученый Мартинус Бейеринк, подтверждая результаты Ивановского, предположил, что причиной болезни табачной мозаики были не бактерии, а «живой жидкий вирус», применив к нему устаревший термин «фильтруемый вирус».
Последующие эксперименты Ивановского, Бейеринка и других указали лишь на существование вирусов. Пройдет еще несколько десятилетий, прежде чем кто-нибудь действительно увидит вирус. Согласно статье 2009 года, опубликованной в журнале Clinical Microbiology Reviews, после того, как в 1931 году немецкий ученый Эрнст Руска и Макс Кнолль разработали электронный микроскоп, первый вирус можно было визуализировать с помощью новой технологии высокого разрешения.
Эти первые изображения, сделанные Руской и его коллегами в 1939 году, были вирусом табачной мозаики. Таким образом, открытие вирусов замкнулось.
Структура
Вирусы колеблются на границах того, что считается жизнью.С одной стороны, они содержат ключевые элементы, из которых состоят все живые организмы: нуклеиновые кислоты, ДНК или РНК (у любого вируса может быть только то или иное). С другой стороны, вирусы не обладают способностью самостоятельно считывать информацию, содержащуюся в этих нуклеиновых кислотах, и действовать в соответствии с ней.
«Минимальный вирус — это паразит, которому требуется репликация (создание большего количества копий самого себя) в клетке-хозяине», — сказал Джаклин Дадли, профессор молекулярной биологии Техасского университета в Остине.
«Вирус не может воспроизводить себя вне хозяина, потому что ему не хватает сложного механизма, которым обладает [хозяйская] клетка». Клеточный аппарат хозяина позволяет вирусам производить РНК из своей ДНК (процесс, называемый транскрипцией) и строить белки на основе инструкций, закодированных в их РНК (процесс, называемый трансляцией).
Когда вирус полностью собран и может заразиться, он известен как вирион. По мнению авторов «Медицинской микробиологии 4-е изд.» (Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне, 1996 г.), структура простого вириона состоит из внутреннего ядра нуклеиновой кислоты, окруженного внешней оболочкой из белков, известной как капсид.Капсиды защищают вирусные нуклеиновые кислоты от пережевывания и разрушения специальными ферментами клетки-хозяина, называемыми нуклеазами. У некоторых вирусов есть второй защитный слой, известный как оболочка. Этот слой обычно происходит из клеточной мембраны хозяина; маленькие украденные биты, которые модифицируются и перепрофилируются для использования вирусом.
ДНК или РНК, обнаруженные в ядре вируса, могут быть одноцепочечными или двухцепочечными. Он составляет геном или совокупность генетической информации вируса.Вирусные геномы, как правило, имеют небольшой размер и кодируют только основные белки, такие как белки капсида, ферменты и белки, необходимые для репликации в клетке-хозяине.
Функция
Основная роль вируса или вириона заключается в «доставке его генома ДНК или РНК в клетку-хозяина, чтобы геном мог быть экспрессирован (транскрибирован и транслирован) клеткой-хозяином», согласно «Медицинской микробиологии». »
Во-первых, вирусам необходимо проникнуть внутрь тела хозяина. Дыхательные пути и открытые раны могут действовать как ворота для вирусов.Иногда насекомые обеспечивают способ проникновения. Некоторые вирусы проникают в слюну насекомого и попадают в организм хозяина после укусов насекомых. По словам авторов «Молекулярной биологии клетки, 4-е издание» (Garland Science, 2002), такие вирусы могут реплицироваться как внутри клеток насекомых, так и в клетках-хозяевах, обеспечивая плавный переход от одного к другому.
Примеры включают вирусы, вызывающие желтую лихорадку и лихорадку денге.
Вирусы затем прикрепляются к поверхности клетки-хозяина.Они делают это, распознавая рецепторы на поверхности клетки и связываясь с ними, как две взаимосвязанные части головоломки. Многие разные вирусы могут связываться с одним и тем же рецептором, и один вирус может связываться с разными рецепторами на поверхности клетки. В то время как вирусы используют их в своих интересах, рецепторы клеточной поверхности фактически предназначены для обслуживания клетки.
После того, как вирус связывается с поверхностью клетки-хозяина, он может начать перемещаться через внешнее покрытие или мембрану клетки-хозяина. Есть много разных способов входа.ВИЧ, вирус с оболочкой, сливается с мембраной и проталкивается через нее. Другой вирус в оболочке, вирус гриппа, попадает в клетку. Некоторые вирусы без оболочки, такие как вирус полиомиелита, создают пористый канал входа и проникают сквозь мембрану.
Попав внутрь, вирусы высвобождают свои геномы, а также разрушают или захватывают различные части клеточного аппарата.
Вирусные геномы заставляют клетки-хозяева в конечном итоге производить вирусные белки (часто останавливая синтез любой РНК и белков, которые может использовать клетка-хозяин).В конечном итоге вирусы складываются в свою пользу как внутри клетки-хозяина, так и внутри самого хозяина, создавая условия, которые позволяют им распространяться. Например, по данным «Молекулярной биологии клетки», при простуде при чихании выделяется 20 000 капель, содержащих частицы риновируса или коронавируса. Чтобы простуда распространилась, достаточно прикоснуться к ним или вдохнуть эти капли.
Новые открытия
Понимание взаимоотношений между вирусами началось с выявления сходства по размеру и форме, содержат ли вирусы ДНК или РНК и в какой форме.Благодаря более совершенным методам секвенирования и сравнения вирусных геномов и постоянному притоку новых научных данных, то, что мы знаем о вирусах и их историях, постоянно уточняется.
До 1992 года представление о том, что вирусы намного меньше бактерий с крошечным геномом, считалось само собой разумеющимся. По словам Весснера, в том же году ученые обнаружили структуру, похожую на бактерии, внутри некоторых амеб в градирне. Оказалось, что они обнаружили не бактериальный вид, а очень большой вирус, который они назвали мимивирусом.Размер вируса составляет около 750 нм, и он также может иметь те же свойства окрашивания, что и грамположительные бактерии. За этим последовало открытие других крупных вирусов, таких как Мамавирус и Мегавирус.
«Неизвестно, как развивались эти большие вирусы», — сказал Дадли, назвав их «слонами» вирусного мира. «Это могут быть вырожденные клетки, которые стали паразитами других клеток (мимивирусы заражают амебу), или это могут быть более типичные вирусы, которые продолжают приобретать дополнительные гены хозяина», — добавила она.Мимивирусам требуется клеточный аппарат хозяина для производства белков, как и другим более мелким вирусам.
Однако их геном по-прежнему содержит много остатков генов, связанных с процессом трансляции. Возможно, что когда-то мимивирусы были независимыми клетками. Или они могли просто приобрести и накопить какие-то гены хозяина, — писал Весснер.
Такие открытия поднимают новые вопросы и открывают новые возможности для исследований. В будущем эти исследования могут дать ответы на фундаментальные вопросы о происхождении вирусов, о том, как они достигли своего нынешнего паразитического состояния и следует ли включать вирусы в древо жизни.
Дополнительные ресурсы
Как выглядит COVID-19? Присмотритесь к серо-красному изображению, которое символизирует пандемию
.ТОРОНТО — По мере того как пандемия COVID-19 распространяется по миру, появляется изображение серо-красного остроконечного пушистого комка, представляющего новый коронавирус.
3D-рендеринг стал безошибочным изображением SARS-CoV-2, нового коронавируса, вызывающего COVID-19, поскольку он использовался для иллюстрации новостных сообщений и сообщений общественного здравоохранения по всему миру.
Привычное к настоящему времени изображение пятнистой сферы является медицинской иллюстрацией, а не реальной фотографией вируса, но по-прежнему служит образовательной цели.
Трехмерное изображение представляет то, что ученые видят, наблюдая за COVID-19 под микроскопом. Однако демонстрация COVID-19 в виде иллюстраций делает его особенности более четкими и помогает исследователям и общественности лучше понять вирус.
Итак, если вам интересно, что представляет собой каждая часть иллюстрации, CTVNews.CA ломает это.
КАКАЯ ЧАСТЬ ОЗНАЧАЕТ
Отдельная версия иллюстрации, выпущенная Центрами по контролю и профилактике заболеваний (CDC), помечает различные части коронавируса.
Как и другие вирусы, SARS-CoV-2 представляет собой частицу генетического материала, обернутую белком. Если посмотреть на него крупным планом, отдельные COVID-19 кажутся круглыми с более мелкими частицами, прикрепленными группами. Яркие цвета подчеркивают разницу между различными компонентами вируса и не проявляются при взгляде на вирус собственными глазами.
Серая поверхность окружает ядро вируса и состоит из генетического материала. Его основная функция — связывать вместе другие белки вируса.
Оранжевые луковицы — это мембранные белки или М-белки, которые придают COVID-19 его структурную форму. Эти белки помогают отличить один вирус от другого.
Желтые частицы — это белки оболочки или белки E, которые помогают красным шипам цепляться за клетки человека. Они являются самыми маленькими из структурных белков, но исследователи говорят, что они «играют важную роль либо в регулировании репликации вируса, например, проникновения вируса, но и в его сборку и высвобождение.«
Красные шипы, также называемые шипованными белками или S-белками, позволяют вирусу атаковать клетки человека. Эти комки белков помогают вирусу проникать в организм и связываться с клетками, чтобы создать свои копии. Шипы также создают эффект ореола или короны вокруг ядра, что и дало вирусу его название.
По данным американских исследователей, красные шипы «в 10-20 раз чаще связываются» с человеческими клетками, чем шипы от коронавируса SARS 2002 года.
Считается, что благодаря этому COVID-19 легче передается от человека к человеку, чем предыдущий вирус.
Использование иллюстрации COVID-19, а не изображения, полученного с помощью электронного микроскопа, которое может быть похоже на другие респираторные коронавирусы, показывает, как художники могут помочь сделать, казалось бы, ужасающую медицинскую концепцию понятной в визуальной форме.
КАК СДЕЛАНО
Изображение было создано медицинскими иллюстраторами Алиссой Экерт и Дэном Хиггинсом, которые получили задание от CDC в середине января.
Эккерт сообщил New York Times ранее в этом месяце, что они собрали информацию от медицинских экспертов о том, как выглядит COVID-19 с близкого расстояния, и использовали банк данных белка (PDB), чтобы помочь создать иллюстрацию.
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Biomedical Imaging and Intervention Journal, банк данных о белках — хранилище более 160 000 молекулярных структур — позволяет ученым и иллюстраторам искать различные вирусные структуры и визуализировать их.
Программное обеспечение для моделирования способно создавать трехмерную структуру на основе предыдущих вирусных структур и новых отправленных данных.
Однако модель из банка данных может быть сложной и обычно уточняется перед выпуском для массовой аудитории.
Модель проходит через программное обеспечение Autodesk под названием 3ds Max, которое используется разработчиками игр и аниматорами для упрощения ее проектирования. Эта система позволяет настраивать качества, включая внешний вид и текстуру, до достижения наиболее эффективного визуального представления вируса.
Когда окончательная модель собрана, иллюстраторы выбирают цвета и освещение, чтобы объединить изображение.
Как выглядит ваше тело под микроскопом (+ фото)
Представьте, что вы уменьшились до микроскопических размеров и стоите на молекуле внутри человеческого тела.
Молекула размером с планету у вас под ногами. Окружающие молекулы находятся так далеко от вас, что они похожи на другие планеты, окружающие Землю, — видимые только в телескоп или как точку в ночном небе.
Невооруженным глазом человеческое тело и все другие объекты кажутся твердыми. Но подумайте на минутку, что ваше тело состоит из частиц, которые постоянно движутся, с промежутками между ними, которые могут показаться огромными с микроскопической точки зрения.
Никто не делал фото с поверхности молекулы, как описано, поэтому оставим этот вид на ваше усмотрение. Но вот внимательный взгляд на человеческое тело через линзу микроскопа.
Клетки крови
(Брюс Ветцель, Гарри Шефер / Национальный институт рака)
Изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывает циркулирующую человеческую кровь. Изображение захватывает несколько лейкоцитов, красных кровяных телец, лимфоцитов, монцита, нейтрофила и многих тромбоцитов в форме диска.Лимфоциты борются с болезнями, вырабатывая антитела. Тромбоциты образуются в костном мозге и необходимы для свертывания крови.
Нервный конец
(Тина Карвалью / Национальные институты здравоохранения)
Сетчатка (часть глаза)
(Национальный центр исследований в области микроскопии и визуализации)
Кожа
(Shutterstock *)
Поперечный разрез клетки кожи человека.
Приложение
(Shutterstock)
Поперечный разрез аппендикса нормального человека, видимый в оптический микроскоп при малом увеличении.
Рак
(Том Дирник через Национальные институты здравоохранения)
Волосяной фолликул
(Shutterstock)
Нейрон спинного мозга
(Shutterstock)
Нейрон спинного мозга, окрашенный серебром.
Язык
(Национальный центр исследований в области микроскопии и визуализации)
(Shutterstock)
Вот пара бонусных фотографий, но не человеческого тела, но тем не менее интересных снимков под микроскопом.
(Дартмутский колледж / Wikimedia Commons)
Сложный глаз плодовой мухи.
(Shutterstock)
Клетки растений, в которых можно увидеть зеленый хлорофилл.
