Introducere în biologia celulară

Etimologie: bios gr.= viaţă; logos gr.= vorbire, ştiinţă; cella lat.= cameră, compartiment; cellula lat.= cămăruţă, diminutiv de la cella; kytos gr.= cutie, cavitate (pentru Citologie)

Biologia este ştiinţa fundamentală a naturii, ce studiază legile generale ale apariţiei, organizării, dezvoltării şi transformării organismelor vii, precum şi relaţiile care se stabilesc între organisme, între organisme şi mediu.

Biologia celulară este o ramură a ştiinţelor biologice, care se ocupă cu studiul structurii, ultrastructurii şi a funcţiilor celulelor.

Celulele sunt unităţile fundamentale din alcătuirea organismelor vii, adică substratul morfologic şi fiziologic al fenomenelor biologice.

Legături cu alte discipline

Biologia celulară stabileşte legături cu Biochimia, Fiziologia, Histologia, Anatomia, Biofizica, Genetica, Patologia, Imunologia, Microbiologia, Biologia moleculară ş.a.

Etape importante în studiul celulei

Cea mai timpurie dovadă privind lentilele de mărit o găsim în lucrarea ”Book of Optics” scrisă în 1021 de către Ibn al-Haytham (Alhazen). După ce această lucrare a fost tradusă în limba latină în secolul 13, în Anglia Roger Bacon a descris proprietăţile lentilelor de mărit, urmând ca apoi în Italia să se utilizeze tot mai mult lentilele de ochelari.

În anul 1590, fraţii Hans şi Zacharias Jansen (Middleburg-Olanda) au obţinut prin şlefuire primele lentile biconvexe, ce au permis confecţionarea primelor instrumente optice de mărit. În anul 1609, cei doi fraţi alături de Hans Lippershey au construit primul telescop.

Spre sfârşitul secolului 15, olandezul Christiaan Huygens a inventat un sistem simplu de ocular cu două lentile, care de-a lungul timpului a fost corectat şi îmbunătăţit acromatic.

În 1610, Galileo Galilei a confecţionat o ”lunetă microscopică” drept '"ochean” (occhiolino), pe care filozoful grec Demisciano îl va numi microscop.

Fizicianul şi astronomul englez Robert Hooke în 1665, perfectând microscopul compus al fraţilor Jansen, a examinat o felie subţire de plută de stejar şi a observat că este străbătută de mici cavităţi, pe care le-a numit celule („mici cavităţi sau celule, distincte una faţă de cealaltă"). În cartea sa ’Micrographia” a inserat 38 de planşe cu secţiuni din diferite plante şi animale, în care se distingeau cu uşurinţă celulele, a demonstrat importanţa microscopului şi a utilităţii modificărilor aduse de el acestui instrument. Fiind fizician, a desenat celula, a denumit-o, dar nu i-a acordat nici o valoare morfologică.

Savanţii Nehemia Grew [1671] şi Marcello Malpighi [1675] au regăsit la plante celulele lui Robert Hooke şi le-au descris ca fiind nişte cavităţi („veziculele lui Grew”, „utriculele sau saculiF lui Malpighi), separate de pereţi membranoşi.

Marcello Malpighi a fost unul dintre fondatorii Anatomiei microscopice şi utilizând microscopul pentru observarea existenţei vaselor capilare a elaborat primul studiu anatomic complet asupra tuturor stadiilor de dezvoltare ale unui artropod, a efectuat studii fundamentale despre creier, rinichi, retină, organe tactile, nervi, a descris alveolele pulmonare şi vasele capilare din laba şi peritoneul de broască, papilele gustative, stratul profund al pielii ş.a. În aceeaşi perioadă, Nicolas Hartsoeker [1674], Louis Ham [1677] şi Antony van Leeuwenhoeck [1677] au descoperit o serie de elemente structural-anatomice proprii animalelor adulte.

Antony van Leeuwenhoeck şi-a confecţionat singur instrumentele de mărit, lentile unice, cu care a atins măriri ale obiectelor studiate de circa 300x. În felul acesta, a observat structura microscopică a aripei şi acului de albină, celulele din foiţa de ceapă, structura firului de păr, a crustelor de mătreaţă, a osului, a fibrei nervoase, a fibrelor musculare striate. Împreună cu Louis Ham în 1667 a demonstrat existenţa în lichidul seminal de om, de câine şi de iepure a unor „vietăţi” mici cu aspect de filamente mişcătoare, pe care le-a numit spermatozoizi. A mai descris celulele unice bacteriene, infuzorii [1683] şi globulele roşii nucleate din sânge la batracieni şi păsări [1702].

Abia în 1759, Caspar F. Wolff, fondatorul Embriologiei, a avut ideea de a examina ţesuturile tinere, constatând că embrionul plantei, ca şi cel al animalului este, în primul rând format din „mici sfere” sau „vezicule”, adică din celule. Începând cu această perioadă, observaţiile s-au multiplicat, celula încetând a mai fi privită ca o cavitate goală, limitată de o membrană. Astfel, în 1781, Felice Fontana a semnalat în anumite celule epidermice prezenţa unui „corp oviform (nucleul) prevăzut cu o pată (nucleolul) în mijlocul lui”.

În 1802, Jean-Baptiste Lamark în Franţa şi Gottfried R. Treviranus în Germania au introdus noţiunea de biologie pe baza observaţiilor rămase în timp până la ei.

Histologia şi-a făcut primele sale achiziţii în studiul plantelor. Charles F. Brisseau de Mirbel [1809] a arătat că vasele spiralate ale plantelor vasculare şi vezicula lui Grew sunt două aspecte ale unuia şi aceluiaşi element - celula.

În 1831, el a regăsit la specia Marchantia nucleul descris de Felice Fontana („sferula lui MirbeF), în acelaşi an în care Robert Brown a proclamat constanţa acestui organit celular, pe care l-a observat la speciile Orchidee şi Asclepiadee. Francis V. Raspail a comparat ţesuturile plantelor cu cele ale animalelor, declarând în 1827 că „toate părţile organizate provin din vezicule elementare microscopice”, prevăzând importanţa pe care va fi menită să o preia Patologia celulară.

Raspail a studiat epiderma şi fanerele, muşchiul şi ţesutul adipos, a descoperit că membrana (caduca) cu care oul este învelit în timpul gestaţiei, nu este altceva decât „membrana mucoasă a uterului”. În anul 1830, Raspail a introdus reacţia cu iod pentru detectarea amidonului din celulele vegetale, acest fapt marcând începuturile histochimiei.

La animalele inferioare, Felix Dujardin [1835] a descris între nucleu şi membrana celulară „un jeleu diafan, elastic şi contractiF capabil să-şi schimbe forma, să emită prelungiri şi să se deplaseze, pe care l-a numit materie vie sau sarcodiu. El a avut ideea remarcabil de clară despre ceea ce numim azi „continuitateaprotoplasmei ancestrale”.

Hugo von Mohl încă din 1835, a descris diviziunea directă a unor celule vegetale (Cladophora sp.), stabilind ceva mai târziu că diviziunea nucleului precede întotdeauna diviziunea protoplasmei.

În 1836, Gabriel G. Valentin semnala în interiorul nucleului celulei conjunctive, un corpuscul mai mic, pe care l-a numit nucleol, care a fost semnalat şi de către Willam Bowman în 1840.

Acestea au fost, evocate rapid, descoperirile precursorilor „părinţilor" Teoriei celulare, Schleiden şi Schwann, conform căreia:

„toate fiinţele sunt alcătuite din celule şi din substanţe provenite din activitatea lor; celulele au o viaţă proprie, individuală, dominată de viaţa în ansamblu a organismului; într-un organism pluricelular, celulele se află într-o strânsă interdependenţă funcţională, iar viaţa organismului este rezultatul activităţii tuturor celulelor individuale”.

În 1840, Wilhem Hofmeister identifica cromozomii în celulele meristematice de Tradenscantia sp., iar Ian Evanghelista Purkinje propunea înlocuirea termenului de „sarcodiu” cu cel de „protoplast” pentru substanţa fundamentală a celulei, pe care azi o numim matrice sau citosol. În 1848, Albert von Kolliker denumea conţinutul celular ca fiind citoplasma, iar în 1850 descoperea mitocondria.

O nouă etapă s-a marcat în istoricul Biologiei celulare când cercetătorii au început să-şi facă o idee exactă asupra valorii celulei, ca element morfologic şi fiziologic al organismelor. În 1855, Karl W. von Nageli şi Caspar Cramer introduceau termenul de membrană celulară prin care definea „structura de frontieră ce înconjoară protoplastul celulei", iar în 1859 Nageli punea în evidenţă birefringenţa peretelui celular la specii de plante superioare.

Mai târziu, Albert von Kolliker, Theodor L.W. Bischoff, Ernst W. von Brucke şi Max Schultze au arătat că în organismul animal există şi celule fără membrană, iar în celulele unde ea există, membrana s-ar forma ulterior protoplasmei printr-o condensare periferică.

Germanul Rudolf Virchow, în cartea sa ”Cellularpathologie” („Patologia celulară”), extinzând teoria celulară în domeniul Anatomiei patologice a demonstrat geneza produselor morbide prin diviziunea şi transformarea celulelor din ţesutul normal şi a arătat importanţa dominantă a principiului individualităţii celulare pentru fiziologie şi patologie, formulând în 1858 celebra sa axiomă ”Omnis cellula e cellula” (orice celulă se naşte dintr-o celulă).

Rigurozitatea axiomei lui Rudolf Virchow a adus în timp mari servicii Biologiei şi Medicinii, deoarece concepţia generaţiei spontane împiedica pe oamenii de ştiinţă să creadă în veridicitatea cercetărilor lor, orice adevăr constatat prin experimente fiind pus pe seama intervenţiei forţei vitale, adică a unui arbitrar.

Alături de Teoria evoluţiei prin selecţie naturală a lui Charles Darwin [1859] şi de Legile transmiterii ereditare a caracterelor ale lui Gregor Mendel [1866], Teoria celulară a contribuit la îmbogăţirea gândirii ştiinţifice a secolului 19. De la această dată, studiul celulei s-a impus ca bază a tuturor ştiinţelor biologice şi medicale.

În 1866, Ernst Haeckel afirma că nucleul este „elementul fundamental al eredităţii” .Jn 1873, Camillo K. Schneider descria diviziunea indirectă , iar în 1876 Eduard Strasburger observa mitoza şi fazele ei. În 1880, Walther Flemming explica termenul de cromatină ca fiind „ materialulgenetic nuclear format din nucleoproteine”, pentru ca în 1882 să introducă termenii de mitoză, amitoză, asteri, cromatină, carioplasmă şi placă ecuatorială. În 1883, Edouard van Beneden a descoperit meioza ca tip special de reproducere al celulelor sexuale

Microscopul optic ca mijloc de cercetare, de la descoperirea lui şi până în prezent, a beneficiat de o serie de îmbunătăţiri, prin înlăturarea artefactelor date de lentile [Johann N. Lieberkuhn], prin confecţionarea lentilelor acromatice [John şi Peter Dollond, 1787], ce ofereau o rezoluţie de circa 1 pm şi o mărire uzuală a obiectelor biologice de circa 200x, prin introducerea lentilelor cu imersie [1878] şi a obiectivelor apocromatice [1886] ce ofereau rezoluţie de 0,17 pm şi măriri de 1400x.

Microscopul ”modern”, părintele celui pe care îl găsim în majoritatea laboratoarelor, a apărut târziu în a doua jumătate a secolului 19. El nu este creaţia unui singur om, ci a nenumăraţi fizicieni şi opticieni, printre care se disting doi germani, Karl Zeiss şi profesorul Ernst Abbe. Ernst Abbe a definit şi a calculat rezoluţia microscopului optic , a elaborat Teoria formării imaginilor şi a inventat condensatorul (sistem de mai multe lentile plasat în partea de jos a microscopului).

Pe lângă acestea, au fost îmbunătăţite metodele de colorare cito- şi histochimică a probelor sau de evidenţiere a unor componenţi celulari prin impregnări metalice [Joseph von Gerlach, Louis-Antoine Ranvier, Camillo Golgi, Ramon Santiago y Cajal]. Rudolf P.H. Heidenhain a descris baza citologică a secreţiei glandulare, Otto Butschli, Camillo K. Schneider [1873] şi mai târziu Eduard Strasburger [1876] au descoperit diviziunea indirectă a celulelor vegetale, pe care Walther Flemming [1880] a observat-o în celulele animale, numind-o mitoză (mitos gr.= filament, panglică).

Strasburger şi Flemming au mai numit procesul de înmulţire prin mitoză şi kariochineză (karion gr.= sâmbure, nucleu; kinesis gr.= mişcare), explicând că în cursul diviziunii se petrec o serie de mişcări şi modificări în nucleu.

Concomitent, au avut loc progrese însemnate şi în Embriologie. Oscar Hertwig [1875], Theodor Boveri şi alţii au descris procesul de maturare al celulelor sexuale înainte de fecundare, transformările ovocitului fertilizat, cu generarea ţesuturilor şi a organelor, procesele de creştere şi de dezvoltare până la stadiul de organism adult.

În 1875, Edouard van Beneden a identificat centrul celular. În 1882, Walther Flemming a descoperit în citoplasmă mitocondriile, pe care în 1890 Robert Altmann le-a descris, iar Karl Benda (1897) a confirmat existenţa lor în spermatozoizi. În 1883, Andreas F. Schimper şi apoi Ernst H.F. Meyer au descoperit plastidele în celulele vegetale, Julius von Sachs a identificat vacuolele, iar Hugo de Vries a pus în evidenţă procesele osmotice majore la nivel celular.

În 1884, August Weismann enunţa ipoteza că în nucleu ar exista o substanţă pe care o considera ’’substratul material al eredităţii”, iar Karl Rabl în acelaşi an dovedea că fiecare specie de plante sau de animale are un număr fix de cromozomi. Karl Solger şi Hyman Zimermann au pus în evidenţă ergastoplasma, iar Camillo Golgi în 1898 a descoperit aparatul reticular intern din celula nervoasă.

Începutul secolului 20 a adus numeroase schimbări în abordarea problemelor legate de celulă, datorită progreselor făcute în tehnicile de investigare microscopică şi de laborator. Astfel, în 1902 Karl Benda a efectuat un studiu complex asupra mitocondriilor, iar Georg Haberlandt a pus la punct metoda culturilor de celule şi de ţesuturi vegetale in vitro.

În 1904, T.H. Montgomery a definit cromozomul X, heterocromozomii şi autozomii, iar în 1906 William Bateson explica fenomenul de crossing- over. În 1905, Edmund B. Wilson identifica cromozomul Y de sex la Drosophila melanogaster sp., pentru ca în 1910 Thomas Hunt Morgan să descopere la aceeaşi specie caracterele legate de sex, să introducă termenii de determinanţi sau gene şi să enunţe Teoria cromozomială a eredităţii.

Tot în 1910, la Chicago, Carrel Alexis a pus la punct tehnica de cultivare a ţesuturilor animale in vitro.

În 1914, Robert Feulgen a utilizat coloraţia specifică pentru evidenţierea distribuţiei ADN-ului în celulă, prin acesta demonstrând localizarea ADN-ului în cromozomi. Jean L.A. Brachet a folosit aceeaşi coloraţie specifică pentru evidenţierea prezenţei ARN-ului.

In 1925, Henric E. Chatton introducea pentru prima dată termenii de celule procariote şi celule eucariote.

În 1934-1935, Frits Zernicke a utilizat pentru studiu microscopul cu contrast de fază [premiul Nobel în 1953], iar Barbara McClintock explica organizarea nucleolară. În 1934, Victor Hoerr şi Walther Bensley, prin ultracentrifugare diferenţială, au reuşit să separe componentele structurale ale celulei, făcând posibilă analiza lor biochimică. În acest fel au fost puse în evidenţă enzimele de oxido-reducere din mitocondrii [Albert Claude şi Karl

Hogeboom, 1946] şi s-au putut localiza fenomenele fundamentale ale respiraţiei celulare.

Citofotometria acizilor nucleici a fost pusă în practică de către Torbjorn Caspersson în 1936, iar analizele biochimice au devenit mult mai precise şi mai sensibile odată cu descoperirea [Mikhail Tswet, 1901] şi apoi cu perfecţionarea metodelor cromatografice [Edgar Lederer, Martin Synge, 1929-1939].

Punerea la punct a microscopului electronic şi a tehnicilor asociate, începând cu 1933 [Max Knoll, Ernst şi Helmut Ruska], brusc au adus numeroase noţiuni noi. Au fost dezvăluite structuri cu dimensiuni între 10 Â şi 2000 Â, unele în organite deja cunoscute (cristele mitocondriale, discurile plastelor, fibrele cromozomilor, sacii şi tubulii dictiosomilor), altele aflate în ansamblul citoplasmei (reticulul endoplasmatic, ribozomii, citoscheletul).

Utilizarea tehnicilor combinate a condus la asocierea din ce în ce mai mult a studiului structurilor şi ultrastructurilor cu cel al funcţiilor. Mecanismele fundamentale de metabolism, absorbţie, secreţie, reproducere etc., au fost abordate la nivel celular, cu explicaţii şi aplicaţii mai ales la nivel molecular.

O ramură a Biologiei celulare, Biologia moleculară, a reuşit să analizeze mai multe macromolecule fundamentale din celule -acizi nucleici, proteine, enzime. Datorită utilizării tehnicilor cristalografice, prin spectrele de difracţie a razelor X, o serie de studii au precizat structura proteinelor fibrilare [Linus K. Pauling şi Robert Corey, 1951], a moleculei de ADN şi a mecanismului ei de replicare [James D. Watson, Francis Crick şi Maurice Wilkins, 1953], a mioglobinei [John Kendrew, 1958], a hemoglobinei [Max Petrutz, 1960].

În 1954, Arthur Kornberg a obţinut prin sinteză in vitro ADN în sisteme bacteriene, iar în 1955 Marianne Grunberg-Manago şi Severo Ochoa au reuşit sinteza de ARN cu ajutorul enzimei ARN-polimeraza.

În 1957, Christian de Duve a descoperit lizozomii, iar în 1966 a confirmat existenţa peroxizomilor în celule. În 1970, Keith Porter a demonstrat cu ajutorul microscopului electronic existenţa unei reţele microtrabeculare fine de circa 1nm în citoplasmă.

Clonarea, dintr-o simplă teorie, a devenit practică pentru prima dată pe celulele embrionare de broască [Robert Brigs şi Thomas King, 1952]. În acelaşi an s-au obţinut primele plante regenerate in vitro, iar în 1962 s-a făcut prima clonare de celule diferenţiate la broască, pentru ca în 1970 să se obţină prima plantă regenerată pornind de la protoplaste.

În 1981 s-a obţinut primul şoarece transgenic, în 1983 prima plantă transgenică [tutun], în 1985 primul mamifer domestic transgenic [porcul], în 1986 primele clone de mamifere pornind de la celule embrionare [oaia], în 1988 prima cereală transgenică [porumbul], în 1994 primele fructe de plante transgenice comercializate pentru consum uman [tomate], iar în 1997 oiţa Dolly [Ian Wilmut].

În anul 2000, după zece ani, s-a încheiat cu succes descifrarea genomului uman, proces la care au participat renumite laboratoare din Statele Unite, Canada, Marea Britanie, Noua Zeelandă, Germania, Franţa, Japonia şi China, urmând să se întreprindă pentru viitorul apropiat programe de identificare a proteinelor codificate în genom. În acest fel, Biologia moleculară a reuşit să determine fuzionarea unor discipline, care păreau independente: biosinteza de proteine şi de acizi nucleici, genetica microorganismelor, funcţionarea enzimelor, etc.

In 2001, după câţiva ani de cercetări, echipele conduse de Brouwer şi Chen au reuşit să obţină complexe exozomi izolate din celulele eucariote, organite implicate în degradarea diferitelor tipuri de ARN. Tot în această perioadă au mai fost identificaţi exozomii vezicule, structuri ce apar mai ales în celulele din sistemul imun (celulele dendritice/celulele B). În 2004 se acorda Premiul Nobel pentru Chimie cercetătorilor Aaron Ciechanover, Avram Hershko şi Irwin Rose pentru importanţa degradării proteolitice cu ajutorul proteazomilor şi rolul ubiquitinei în procesul proteolitic din celule.

Contribuţii româneşti în studiul celulei

La începutul secolului 19, în cadrul Facultăţii de Medicină din Bucureşti a început să funcţioneze prima Şcoală de microscopie din România.

În 1839, profesorul Nicolae Kretzulescu a descris, într-o serie de lucrări ştiinţifice publicate la Paris, structura microscopică a dinţilor şi mediile transparente ale globului ocular.

În 1859, profesorii Ludovic Fiala, Gheorghe Polizu şi Mihail Obedenaru înfiinţează disciplina de Microscopie optică, condusă mai târziu de profesorii Mihai Petrini-Galaţi, Alexandru Obredja, Ioan Bruckner şi Ion T. Niculescu.

În 1886, Victor Babeş şi profesorul francez Victor-A. Cornil au publicat la Paris primul Tratat de bacteriologie din lume, Babeş fiind şi autorul a peste 1.000 de lucrări ştiinţifice, multe dintre ele referindu-se la studiul celulei sau al unor ţesuturi normale şi patologice.

Victor Babeş a fost iniţiatorul seroterapiei şi pionier al descoperirii antibioticelor, a fost printre primii care a cercetat celula canceroasă şi celula infectată de viruşi, iar în 1893 comunica lumii ştiinţifice că poate pune cu certitudine diagnosticul de turbare, confirmat în 1903 de italianul Aldechi Negri (corpusculii Babeş-Negri în turbare şi apoi corpusculii Babeş-Ernst în bacilul difteric). În cadrul aceleiaşi facultăţi, profesorul Ion Cantacuzino a înfiinţat disciplina de Imunologie comparată, de Microbiologie şi de Medicină experimentală (experienţe privind secreţia lacrimilor).

Cunoscutul neurolog Gheorghe Marinescu şi-a consacrat mulţi ani studiului celulei nervoase, scriind o carte monumentală în două volume ”La Cellule nerveuse”, care după apariţia ei în 1909 a cunoscut o faimă mondială, fiind considerată cea mai completă monografie în domeniu. O parte din discipolii profesorului Marinescu, precum Nicolae Ionescu-Siseşti, Oscar Sager, State Drăgănescu, Artur Kreindler au iniţiat în paralel cu activitatea de clinică şi valoroase cercetări de histologie patologică a sistemului nervos.

Pe lângă Facultatea de Ştiinţe naturale şi de Medicină Veterinară din Bucureşti, ia fiinţă Şcoala de citofiziologie, care înainte de primul Război mondial a fost condusă de profesorii Ion Athanasiu şi Ioan Drăgoiu. Ei au efectuat primele studii de citofiziologie musculară cardiacă. Între cele două războaie, şcoala a fost condusă de renumitul citolog Dimitrie Voinov, Paul Bujor (histologie comparată la om şi la animale), Theodor Dornescu şi Ion Steopoe.

După cel de-al doilea Război mondial, pe lângă Facultatea de Medicină din Cluj, se înfiinţează Şcoala de histologie şi citologie de către profesorii loan Drăgoiu şi Ion A. Scriban.

În anul 1969, profesorul M. Ionescu-Varo a scris primul curs şi caiet de lucrări practice de Biologie celulară, iar în 1971 profesorul Ilie Diculescu a publicat prima monografie de Biologie celulară, la Bucureşti. În centrele universitare din ţară au început să funcţioneze laboratoare de Microscopie electronică şi de Biologie celulară normală şi patologică conduse de profesori de prestigiu.

În 1979, la Institutul de Biologie şi Patologie celulară din Bucureşti, condus de către soţii Maia şi Nicolae Simionescu , s-a înfiinţat un centru de studii ataşat la secţia de Biologie celulară a Facultăţii de Medicină Yale din USA, sub îndrumarea renumitului profesor George Emil PALADE.

Tehnici de investigare ale celulei

Tehnici fizice:

• de criofracturare a membranelor biologice la nivel molecular
• de fracţionare a celulei prin ultracentrifugare diferenţială pentru izolarea şi purificarea componentelor celulare
• prin difracţie cu raze X pentru evidenţierea structurii proteinelor şi a acizilor nucleici
• prin difracţie-dispersie cu neutroni pentru studiul organizării moleculare a cromatinei
• de rezonanţă magnetică de înaltă rezoluţie pentru studiul membranelor biologice
• de rezonanţă în impulsuri pentru studiul permeabilităţii membranelor
• de rezonanţă electronică de spin prin utilizare de markeri ce se ataşează la structuri celulare specifice
• de spectrofluorimetrie de membrană pentru evidenţierea fenomenelor de vâscozitate şi difuziune ş.a.

Tehnici de microscopie:

• Microscopia optică în câmp luminos
• Microscopia în câmp întunecat
• Microscopia în contrast de fază
• Microscopia în lumină polarizată
• Microscopia în lumină fluorescentă
• Microscopia electronică

Tehnici biochimice de Biologie moleculară:

• electroforeza în gel de poliacrilamidă pentru evidenţierea proteinelor şi a acizilor nucleici
• metode cromatografice
• utilizare de markeri cu caracteristici de fotoafinitate pentru evidenţierea enzimelor, proteinelor, vitaminelor

Tehnici complexe bazate pe:

• culturi de celule, fuziuni celulare, purificări de gene, sinteza artificială de gene, tehnologia ADN recombinant, producerea de anticorpi monoclonali prin tehnologia hibridomelor, manipulări genetice ş.a.