Цитология (греч. цитоз - ячейка, клетка) - наука о клетке. Предметом цитологии является клетка как структурная и функ­циональная единица жизни.В задачи цитологии входит изучение строения и функцио­нирования клеток, их химического состава, функций отдель­ных клеточных компонентов, познание процессов воспроиз­ведения клеток, приспособления к условиям окружающей среды, исследование особенностей строения специализиро­ванных клеток, этапов становления их особых функций, раз­витие специфических клеточных структур и др. Для решения этих задач в цитологии используются различные методы.

Основным методом исследования клеток является свето­вая микроскопия. Для изучения мелких структур применяют оптические приборы - микроскопы. Разрешающая способ­ность микроскопов составляет 0,13-0,20 мкм, т. е. примерно в тысячу раз выше разрешающей способности человеческого глаза. С помощью световых микроскопов, в которых исполь­зуется солнечный или искусственный свет, удается выявить многие детали внутреннего строения клетки: отдельные органеллы, клеточную оболочку и т. п.

Ультратонкое строение клеточных структур изучают с по­мощью метода электронной микроскопии. В отличие от све­товых в электронных микроскопах вместо световых лучей ис­пользуется пучок электронов. Разрешающая способность со­временных электронных микроскопов составляет 0,1 нм, поэтому с их помощью выявляют очень мелкие детали. В элек­тронном микроскопе видны биологические мембраны(толщина 6-10 нм), рибосомы (диаметр около 20 нм), микро­трубочки (толщина около 25 нм) и другие структуры.

Для изучения химического состава, выяснения локализа­ции отдельных химических веществ в клетке широко исполь­зуются методы цито - и гистохимии, основанные на избира­тельном действии реактивов и красителей на определенные химические вещества цитоплазмы.

Метод дифференциального центрифугирования позволяет детально исследовать химиче­ский состав органелл клетки после их разделения с помощью центрифуги.

Метод рентгеноструктурного анализа дает воз­можность определять пространственное расположение и фи­зические свойства молекул (например, ДНК, белков), входя­щих в состав клеточных структур.

Для выявления локализации мест синтеза биополимеров, определения путей переноса веществ в клетке, наблюдения за миграцией или свойствами отдельных клеток широко ис­пользуется метод авторадиографии - регистрации веществ, меченных радиоактивными изотопами. Многие процессы жизнедеятельности клеток, в частности деление клетки, фик­сируют с помощью кино- и фотосъемки.

Для изучения клеток органов и тканей растений и живот­ных, процессов деления клетки, их дифференциации и спе­циализации используют метод клеточных культур - выращи­вание клеток (и целых организмов из отдельных клеток) на питательных средах в стерильных условиях.

При исследовании живых клеток, выяснении функций от­дельных органелл используют метод микрохирургии - опера­тивное воздействие на клетку, связанное с удалением или им­плантированием отдельных органелл, их пересаживанием из клетки в клетку, введением в клетку крупных макромолекул.

Исследования клетки имеют большое значение для разгадки заболеваний. Именно в клетках начинают развиваться патологи­ческие изменения, приводящие к возникновению заболеваний. Чтобы понять роль клеток в развитии заболеваний, приведем несколько примеров. Одно из серьезных заболеваний человека - сахарный диабет. Причина этого заболевания - недостаточная деятельность группы клеток поджелудочной железы, вырабаты­вающих гормон инсулин, который участвует в регуляции сахар­ного обмена организма. Злокачественные изменения, приводящие к развитию раковых опухолей, возникают также на уровне кле­ток. Возбудители кокцидиоза - опасного заболевания кроликов, кур, гусей и уток - паразитические простейшие - кокцидии про­никают в клетки кишечного эпителия и печени, растут и размно­жаются в них, полностью нарушают обмен веществ, а затем разрушают эти клетки. У больных кокцидиозом животных сильно нарушается деятельность пищеварительной системы и при отсут­ствии лечения животные погибают. Вот почему изучение строения, химического состава, обмена веществ и всех проявлений жизнедеятельности клеток необходимо не только в биологии, но также в медицине и ветеринарии.

Открытие клетки принадлежит английскому естествоиспыта­телю Р. Гуку, который в 1665 г. впервые рассмотрел тонкий срез пробки в усовершенствованном им микроскопе. На срезе было видно, что пробка имеет ячеистое строение, подобно пчели­ным сотам. Эти ячейки Р. Гук назвал клетками. Вслед за Гуком клеточное строение растений подтвердили итальянский врач и  микроскопист М. Мальпиги (1675) и английский ботаник Н. Грю (1682). Их внимание привлекли форма клеток и стро­ение их оболочек. В результате было дано представление о клетках как о «мешочках» или «пузырьках», наполненных «пи­тательным соком».

Значительный вклад в изучение клетки внес голландский микроскопист А. ван Левенгук, открывший в 1674 г. однокле­точные организмы - инфузории, амебы, бактерии. Он также впервые наблюдал                                         животные клетки - эритроциты крови и сперматозоиды.

Дальнейшее усовершенствование микроскопа и интенсив­ные микроскопические исследования привели к установлению французским ученым Ш. Бриссо-Мирбе (1802,1808) того фак­та, что все растительные организмы образованы тканями, ко­торые состоят из клеток. Еще дальше в обобщениях пошел французский ученый Ж. Б. Ламарк (1809), который распрос­транил идею Бриссо-Мирбе о клеточном строении и на жи­вотные организмы.

В начале XIX в. предпринимаются попытки изучения внут­реннего содержимого клетки. В 1825 г. чешский ученый Я. Пуркине открыл ядро в яйцеклетке птиц. В 1831 г. англий­ский ботаник Р. Броун впервые описал ядро в клетках расте­ний, а в 1833 г. он пришел к выводу, что ядро является обяза­тельной частью растительной клетки. Таким образом, в это время меняется представление о строении клеток: главным в организации клетки стала считаться не клеточная стенка, а ее содержимое.

Многочисленные наблюдения по строению клетки, обобщение накопленных данных позволили немецкому зоологу Т. Шванну в 1839 г. сделать ряд обобщений, которые впослед­ствии назвали клеточной теорией. Он показал, что клетки растений и животных принципиально сходны между собой.

Дальнейшее развитие клеточной теории получило в рабо­тах Р. Вирхова (1858), который предположил, что клетки об­разуются из предшествующих материнских клеток. В 1874 г. Русским ботаником И. Д. Чистяковым, а в 1875 г. польским ботаником Э. Страсбургером было открыто деление клетки - митоз и, таким образом, подтвердилось предположение Р. Вирхова.

Создание клеточной теории стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства живой природы. Клеточная теория оказала значительное влияние на развитие биологии, послужила фундаментом для развития та­ких дисциплин, как эмбриология, гистология и физиология. Она дала основы для понимания жизни, индивидуального развития, для объяснения эволюционной связи между организмами.

Клеточная теория включает следующие основные положе­ния:

•1.  Клетка - элементарная единица живого, способная к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению, является единицей строения, функционирования и развития всех живых организмов.

•2.  Клетки всех живых организмов гомологичны по строе­нию, сходны по химическому составу и основным проявле­ниям жизнедеятельности.

•3.  Размножение клеток происходит путем деления исходной материнской клетки.

•4.  В многоклеточном организме клетки специализируют­ся по функциям и образуют ткани, из которых построены орга­ны и системы органов, связанные между собой межклеточны­ми, гуморальными и нервными формами регуляции.