Zgodovina celične biologije, kakšne študije, aplikacije in koncepti

The Celična biologija Podružnica biologije preučuje vse vidike, povezane s celičnim življenjem. To je s strukturo, funkcijo, evolucijo in obnašanjem celic, ki sestavljajo živa bitja na Zemlji; Z drugimi besedami, vse, ki je povezano z njegovim rojstvom, njegovim življenjem in smrtjo.

To je znanost, ki združuje veliko znanja, med katerimi so biokemija, biofizika, molekularna biologija, računalniška znanost, biologija razvoja in vedenjske in evolucijske biologije, od katerih vsaka s svojim pristopom in lastnimi strategijami eksperimentiranja za odgovor na posebna vprašanja odgovarja.

Silhueta mikroskopa (vir: Karen Arnold [CC0] prek Wikimedia Commons)

Ker celična teorija navaja, da so vsa živa bitja sestavljena iz celic, celična biologija ne razlikuje med živalmi, rastlinami, bakterijami, loki, algami ali glivami in se lahko osredotoči na posamezne celice ali celice, ki pripadajo tkivom in organom istega večceličnega posameznika.

Ker gre tako In vitro, itd.)

[TOC]

Zgodovina celične biologije

Nekateri avtorji menijo, da se je rojstvo celične biologije zgodilo s pojavom celične teorije, ki sta jo predlagala Schleiden in Schwann leta 1839.

Vendar je pomembno upoštevati, da so bile celice opisane in preučene še veliko let prej, začenši s prvimi ugotovitvami Roberta Hookea, ki je leta 1665 prvič videl celice, ki so sestavljale mrtvo tkanino iz plute; In nadaljevanje z Antoni Van Leeuwenhoek, ki je leta pozneje opazoval vzorce z različnim mikroskopom z različnim mikroskopom.

Portret Roberta Hookea (Vir: Gustav VH, prek Wikimedia Commons)

Nato so se Hookeova dela, Leeuwenhoek Schleiden in Schwann, tudi mnogi avtorji posvetili nalogi preučevanja celic, ki so bile izpopolnjene podrobnosti glede njihove notranje strukture in delovanja: jedro eukariotskih celic je bilo opisano, DNK in kromosome, mitohondrije, endoplazma, endoplazmični retikulum , Kompleks Golgi itd.

Sredina v stoletju je bilo področje molekularne biologije znaten napredek. To je vplivalo na to, da je v petdesetih letih celična biologija doživela tudi veliko rast, saj je bilo v tistih letih mogoče vzdrževati in množiti celice In vitro, izolirani od živih organizmov.

Vam lahko služi: levkociti (bele krvne celice): značilnosti, funkcije, vrste

Napredek v mikroskopiji, centrifugiranju, formulaciji kulturnih medijev, čiščenja beljakovin, identifikacije in manipulacije mutiranih celičnih linij, eksperimentiranja s kromosomi in nukleinskimi kislinami, med drugim pa so se za hitro napredovanje celične biologije uresničili do trenutnega ERA.

Kaj študiraš? (Predmet študija)

Celična biologija je odgovorna za preučevanje prokariotskih in evkariontskih celic; Preučite procese njegove tvorbe, njegovo življenje in njegovo smrt. Običajno se lahko osredotočite na signalne mehanizme in strukturiranje celičnih membran, pa tudi na organizacijo citoskeleta in celične polarnosti.

Preučite tudi morfogenezo, to je mehanizme, ki opisujejo, kako se razvijajo morfološke celice, in kako se tiste, ki "dozorijo", spreminjajo v času in se spreminjajo skozi življenje.

Celice kvasovk Saccharomyces cerevisiae.

Cell biology includes topics related to mobility and energy metabolism, as well as the dynamics and biogenesis of its internal organelles, in the case of eukaryotic cells (nucleus, endoplasmic reticulum, Golgi complex, mitochondria, chloroplasts, lysosomas, peroxisomes, glycosomes, vacuoles, Glioksisomi itd.).

Prav tako pomeni preučevanje genomov, njihovo organizacijo in jedrsko funkcijo na splošno.

V celični biologiji obliko, velikost in funkcija celic, ki sestavljajo vse žive organizme, pa tudi kemične procese, ki se pojavljajo v notranjosti, in interakcijo med njihovimi citosolnimi sestavnimi deli (in njihovo podcelično lego) in celicami z okolico.

Bistveni koncepti v celični biologiji

Ilustracija celične delitve. Vir: Pixabay.com

Vstop na področje biologije celice je preprosta naloga, kadar se upošteva nekaj osnovnih znanj ali bistvenih konceptov, saj je s temi in z uporabo razloga mogoče poglobljeno razumeti kompleksen svet celic.

Celice

Shema dveh vrst celic v naravi: evkarioti in prokarioti. Prikazani so glavni deli, kar dokazuje razlike med njimi (vir: noben strojno berljiv avtor. Upoštevana Mortadelo2005 (na podlagi zahtevkov za avtorske pravice). [Javna domena] prek Wikimedia Commons)

Med temeljnimi koncepti, ki jih je treba vzeti v panorami, je koncept, da so celice osnovne življenjske enote, to je "bloki", ki omogočajo gradnjo organizmov, ki jih lahko imenujemo "živi" in da vse, kar so ločen od zunajceličnega medija zahvaljujoč prisotnosti membrane.

Ne glede na njihovo velikost, njihovo obliko ali delovanje v določenem tkivu vse celice izvajajo iste osnovne funkcije, ki so značilne za živa bitja: rastejo, se prehranjujejo, komunicirajo z okoljem in se razmnožujejo.

Vam lahko služi: proeritroblast: značilnosti, morfologija, ureditev, obarvanje

DNK

Molekula DNK. Vir: Wikipedia.org

Medtem ko obstajajo evkariontske celice in prokariotske celice, ki se v bistvu razlikujejo od njihove citosolne organizacije, ne glede na celico, ki je v mislih, vse, brez izjeme, znotraj notranje deoksiribonukleinske kisline (DNK), molekula, ki ima "strukturno" strukturno , morfološke in funkcionalne ravnine "celice.

Citosol

Diagram živalskih celic in njegovih delov. Citosol je poimenovan v spodnjem delu. (Vir: Alejandro Porto [CC0] prek Wikimedia Commons)

Evkariontske celice imajo organizacije, specializirane za različne funkcije, ki prispevajo k vitalnim procesom teh. Te organele izvajajo proizvodnjo energije iz prehranskega materiala, sinteze, embalaže in transporta številnih celičnih beljakovin ter tudi uvoza in prebave velikih delcev.

Citoskelet

Celice imajo notranji citoskelet, ki vzdržuje obliko, usmerja gibanje in transport beljakovin in organelov, ki jih uporabljajo, poleg sodelovanja pri gibanju ali premiku celotne celice.

Enocelični in večcelični organizmi

Obstajajo enocelični in večcelični organizmi (katerih število celic je izjemno spremenljivo). Študije celične biologije se običajno osredotočajo na "modelne" organizacije, ki so bile opredeljene glede na vrsto celice (prokariote ali evkariote) in glede na vrsto organizma (bakterije, živali ali rastlina).

Geni

Geni so del informacij, kodiranih v molekulah DNK, ki so prisotne v vseh zemeljskih celicah.

Te ne samo izpolnjujejo funkcij v skladišču in prevozu informacij, potrebnih za določitev zaporedja beljakovin, ampak tudi izvajajo pomembne regulativne in strukturne funkcije.

Uporaba celične biologije

Na področjih, kot so medicina, biotehnologija in okolje, je veliko aplikacij za biologijo celic.  Nekatere aplikacije so predstavljene spodaj:

Fluorescentna barvna barva in hibridizacija (ribe) kromosomov omogočajo odkrivanje kromosomskih translokacij v rakavih celicah.

Tehnologija mikrodispozicij DNK "čip" omogoča poznavanje nadzora genske ekspresije kvasa med njegovo rastjo. Ta tehnologija je bila uporabljena za poznavanje izražanja človeških genov v različnih tkivih in rakavih celicah

Protitelesa, označena s fluorescenco, specifična proti vmesnim beljakovinam v filamentih, omogočajo poznavanje tkiva, iz katerega izvira tumor. Te informacije pomagajo zdravniku pri izbiri najprimernejšega zdravljenja za boj proti tumorju.

Uporaba zelenega fluorescentnega proteina (GFP) za iskanje celic znotraj tkiva. S pomočjo ponovitve tehnologije DNK se gen GFP uvaja v specifične celice popolne živali.

Vam lahko služi: hemidesmosomas: kaj je, opis, struktura, funkcije

Primeri nedavnih raziskav celične biologije

Izbrana sta bila dva primera člankov, objavljenih v Nature Cell Biology Review. To so naslednje:

Vloga epigenetske dedovanja pri živalih (Pérez in Ben Lehner, 2019)

Ugotovljeno je bilo, da lahko druge molekule poleg zaporedja genoma prenesejo informacije med generacijami. Te informacije lahko spremenijo fiziološki in okoljski pogoji prejšnjih generacij.

Na ta način obstajajo informacije v DNK, ki niso povezane z zaporedjem (kovalentne modifikacije histonov, metilacija DNK, majhna RNA) in neodvisne informacije o genomu (mikrobiom).

Pri sesalcih podhranjenost ali dobra hrana vpliva na presnovo glukoze spuščanja. Očetove učinke ne posredujejo vedno z gamete, ampak bi lahko delovali posredno materino pot.

Bakterije je mogoče podedovati po materini poti skozi rojstni kanal ali dojenje. Pri miših slaba prehrana vlaknin zmanjšuje taksonomsko raznolikost mikrobioma po generacijah. Sčasoma se zgodi izumrtje podpopulacij mikroorganizma.

Regulacija kromatina in zdravljenje raka (Valencia in Kadoch, 2019)

Trenutno so znani mehanizmi, ki urejajo strukturo kromatina in njihova vloga pri boleznih. V tem procesu je bil ključen razvoj tehnik, ki omogočajo prepoznavanje izražanja onkogenih genov in odkritje terapevtskih belcev.

Nekatere uporabljene tehnike so imunoprecipitacijo kromatina, ki mu sledi zaporedje (Chip-seq), sekvenciranje RNA (RNA-seq), transpoaktivno preskušanje kromatina z uporabo zaporedja (ATAC-SEQ).

V prihodnosti bo uporaba tehnologije CRISPR-CAS9 in motenj RNA imela vlogo pri razvoju terapij za raka.

Reference

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2013). Bistvena celična biologija. Garland Science.
2. Bagsover, s. R., Shephard, npr. Do., Bela, h. Do., & Hyams, J. S. (2011). Celična biologija: kratek tečaj. John Wiley & Sons.
3. Cooper, g. M., & Hausman, r. In. (2004). Celica: pristopi molekularno. Medicinska Naklada.
4. Lodish, h., Berk, a., Zipursky, s. L., Matsudaira, str., Baltimore, d., & Darnell, J. (2000). 4. izdaja molekularne celice Biologija. Nacionalni center za informacije o biotehnologiji, knjižna polica.
5. Salomon, e. Str., Berg, l. R., & Martin, D. W. (2011). Biologija (9. izd.). Brooks/Cole, Cengage Learning: ZDA.