Практическая химия белка - А. Дарбре 1989

Рентгеновская кристаллография и электронная микроскопия
Электронная микроскопия
Трехмерная электронная микроскопия

Изображения, которые мы видим в микроскоп, представляют собой двумерные проекции трехмерной структуры исследуемого объекта. Используя гониометр (устройство, позволяющее наклонять объект в электронном пучке) можно рассматривать его под различными углами. Набор таких изображений содержит гораздо больше информации о структуре, чем одно из них. Наиболее информативным, однако, было бы реконструировать на их основе трехмерную структуру объекта. Для некоторых объектов это действительно возможно сделать, хотя такая работа занимает много времени. Математический аппарат, используемый в данном случае, сходен с аппаратом рентгеновской кристаллографии. Изображения исследуемого объекта, снятые под различными углами, с помощью денситометра преобразуются в числовую форму и вводятся в память ЭВМ. Рассчитанное на ЭВМ трехмерное изображение структуры можно наглядно отобразить различными способами. Обычно его представляют в виде серии срезов, подобных тем, которые получают на микротоме для залитых в полимерный носитель гистологических образцов [3, 4].

К настоящему времени хорошие трехмерные карты электронной плотности были получены для нескольких хорошо упорядоченных «окрашенных» объектов. На рис. 20.17 показана такая карта, рассчитанная для кристаллов рибосомы [14]. Подобные карты аналогичны рентгеноструктурным картам низкого разрешения (5 нм).

РИС. 20.15. Оптический дифрактометр, в котором микрофотография освещается параллельным пучком света, в результате чего формируется дифракционная картина. Фильтр и линза, расположенные после дифракционной картины, реконструируют профильтрованное изображение.

РИС. 20.16. Оптическая фильтрация изображения двухслойной структуры, а — микрофотография актиновой трубки; б — дифракционная картина от микрофотографии, содержащая максимумы от обоих слоев и представляющая собой суперпозицию двух обратных решеток; в — решетка дифракционных максимумов, выбранная для реконструкции и обозначенная пунктирными линиями; г — профильтрованное изображение, реконструированное по выбранной решетке.

РИС. 20.17. Трехмерная реконструкция элементарной ячейки кристалла рибосомы, сделанная на основе серии микрофотографий, снятых под разными углами. Рибосомы были обнаружены в ооцитах ящерицы Lacerta sicula в кристаллическом состоянии. L и S — большая и малая субъединицы рибосомы.