Vorgeschichte der Zellbiologie, welche Studien, Anwendungen und Konzepte

Der Zellen-Biologie Es ist der Zweig der Biologie, der alle Aspekte im Zusammenhang mit dem Zellleben untersucht. Das heißt, die Struktur, Funktion, Entwicklung und Verhalten der Zellen, aus denen Lebewesen auf der Erde besteht; Mit anderen Worten, alles, was seiner Geburt, seinem Leben und seinem Tod innewohnt.

Es ist eine Wissenschaft, die viel Wissen integriert, darunter Biochemie, Biophysik, molekulare Biologie, Informatik, Biologie der Entwicklung sowie Verhaltens- und Evolutionsbiologie, von denen jede mit ihrem eigenen Ansatz und Ihren eigenen Experimentierstrategien zur Beantwortung spezifischer Fragen beantwortet wird.

Silhouette eines Mikroskops (Quelle: Karen Arnold [CC0] über Wikimedia Commons)

Da die Zelltheorie besagt, dass alle Lebewesen aus Zellen bestehen, unterscheidet die Zellbiologie nicht zwischen Tieren, Pflanzen, Bakterien, Bögen, Algen oder Pilzen und kann sich auf einzelne Zellen oder Zellen konzentrieren, die zu Geweben und Organen desselben mehrzelligen Individuums gehören.

Da es sich also um eine experimentelle Wissenschaft handelt (mehr als beschreibend) In vitro, usw.)

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Zellbiologiegeschichte

Einige Autoren sind der Ansicht, dass die Geburt der Zellbiologie mit dem Aufkommen der Zelltheorie stattgefunden hat, die von Schleiden und Schwann im Jahr 1839 vorgeschlagen wurden.

Es ist jedoch wichtig zu berücksichtigen, dass die Zellen viele Jahre zuvor beschrieben und untersucht wurden, beginnend mit den ersten Erkenntnissen von Robert Hooke, der 1665 erstmals die Zellen sahen, die das tote Gewebe eines Korkblechs bestanden. Und Fortsetzung mit Antoni van Leeuwenhoek, der Jahre später Proben mit unterschiedlichem Mikroskop mit unterschiedlichem Mikroskop beobachtete.

Porträt von Robert Hooke (Quelle: Gustav VH, über Wikimedia Commons)

Dann widmeten sich Hookes Werke, Leeuwenhoek Schleiden und Schwann, viele Autoren auch der Aufgabe, Zellen zu untersuchen, die Details in Bezug auf ihre interne Struktur und Operation verfeinerten: Der Kern von eukaryotischem Zellen wurde beschrieben, DNA und Chromosomen, Mitochondria, endoplasmatisches Retikulum , Golgi -Komplex usw.

In der Mitte des Jahrhunderts verzeichnete das Gebiet der molekularen Biologie erhebliche Fortschritte. Dies beeinflusste, dass in den 1950er Jahren die Zellbiologie auch ein beträchtliches Wachstum verzeichnete, seit in diesen Jahren es möglich war, Zellen aufrechtzuerhalten und zu multiplizieren In vitro, isoliert von lebenden Organismen.

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Fortschritte in der Mikroskopie, Zentrifugation, Formulierung von Kulturmedien, Proteinreinigung, Identifizierung und Manipulation von Mutantenzelllinien, Experimentieren mit Chromosomen und Nukleinsäuren, unter anderem einen Präzedenzfall für den schnellen Fortschritt der Zellbiologie bis zur aktuellen Ära.

Was studierst du? (Studienobjekt)

Die Zellbiologie ist für die Untersuchung prokaryotischer und eukaryotischer Zellen verantwortlich; Studieren Sie die Prozesse seiner Formation, seines Lebens und seines Todes. Sie können sich normalerweise auf Signalmechanismen und Zellmembranen sowie die Organisation des Zytoskelett- und Zellpolarität konzentrieren.

Untersuchen Sie auch die Morphogenese, dh die Mechanismen, die beschreiben, wie sich morphologische Zellen entwickeln und wie diejenigen, die "reifen".

Saccharomyces cerevisiae Spezies Hefezellen.

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, Glioxisomen usw.).

Es impliziert auch die Untersuchung von Genomen, ihrer Organisation und Kernfunktion im Allgemeinen.

In der Zellbiologie, der Form, Größe und Funktion der Zellen, aus denen alle lebenden Organismen besteht.

Wesentliche Konzepte in der Zellbiologie

Illustration einer Zellteilung. Quelle: Pixabay.com

In das Gebiet der Zellbiologie einzutreten, ist eine einfache Aufgabe, wenn einige Grundkenntnisse oder wesentliche Konzepte berücksichtigt werden, da es bei diesen und unter Verwendung der Vernunft möglich ist, die komplexe Welt der Zellen eingehend zu verstehen.

Zellen

Schema der beiden Arten von Zellen in der Natur: Eukaryoten und Prokaryoten. Die Hauptteile werden gezeigt, die die Unterschiede zwischen ihnen belegen (Quelle: Kein maschinenlesbarer Autor bereitstellen. Mortadelo2005 angenommen (basierend auf Urheberrechtsansprüchen). [Public Domain] über Wikimedia Commons)

Zu den grundlegenden Konzepten, die im Panorama eingenommen werden müssen getrennt vom extrazellulären Medium dank der Vorhandensein einer Membran.

Unabhängig von ihrer Größe, ihrer Form oder Funktion in einem bestimmten Gewebe führen alle Zellen die gleichen grundlegenden Funktionen aus, die Lebewesen charakterisieren: Sie wachsen, füttern, interagieren mit der Umwelt und reproduzieren.

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DNA

DNA -Molekül. Quelle: Wikipedia.Org

Während es eukaryotische Zellen und prokaryotische Zellen gibt, die sich grundlegend von ihrer zytosolischen Organisation unterscheiden, unabhängig von der Zelle, die sich ausnahmslos an die Zelle bezieht, haben sie innerhalb der Innen- und Innen- desoxyribonukleinsäure (DNA), ein Molekül, das „die Struktur beherbergt“ morphologische und funktionelle Ebenen “einer Zelle.

Cytosol

Tierzelldiagramm und seine Teile. Das Cytosol wird im unteren Teil benannt. (Quelle: Alejandro Porto [CC0] über Wikimedia Commons)

Eukaryotische Zellen haben Organisationen, die auf verschiedene Funktionen spezialisiert sind, die zu den wichtigsten Prozessen dieser beitragen. Diese Organellen führen die Energieerzeugung aus dem Ernährungsmaterial, der Synthese, Verpackung und dem Transport vieler Zellproteine ​​sowie dem Import und Verdauung großer Partikel durch.

Zytoskelett

Die Zellen haben ein internes Zytoskelett, das die Form aufrechterhält, die Bewegung und den Transport von Proteinen und die Organellen leitet, die sie verwenden, zusätzlich zur Zusammenarbeit bei der Bewegung oder Verschiebung der gesamten Zelle.

Einzellige und mehrzellige Organismen

Es gibt einzellige und mehrzelluläre Organismen (deren Anzahl der Zellen äußerst variabel ist). Zellbiologiestudien konzentrieren sich normalerweise auf "Modell" -Gerorganisationen, die gemäß der Art der Zell (Prokaryoten oder Eukaryoten) und nach der Art des Organismus (Bakterien, Tier oder Pflanzen) definiert wurden, und die Art der Zell (Bakterien) definiert wurden.

Die Gene

Gene sind Teil der Informationen, die in DNA -Molekülen codiert sind, die in allen Erdzellen vorhanden sind.

Diese erfüllen nicht nur Funktionen bei der Lagerung und dem Transport der Informationen, die zur Bestimmung der Abfolge eines Proteins erforderlich sind, sondern üben auch wichtige regulatorische und strukturelle Funktionen aus.

Anwendungen der Zellbiologie

Es gibt viele Zellbiologieanwendungen in Bereichen wie Medizin, Biotechnologie und Umwelt.  Einige Anwendungen werden nachstehend dargestellt:

Fluoreszierende Farbfarbe und Hybridisierung (FISH) von Chromosomen ermöglicht es, chromosomale Translokationen in Krebszellen nachzuweisen.

Mit der DNA -Technologie "Chip" -Microdisposition können Sie die Kontrolle der Genexpression von Hefe während ihres Wachstums kennenlernen. Diese Technologie wurde verwendet, um die Expression menschlicher Gene in verschiedenen Geweben und Krebszellen zu kennen

Mit Fluoreszenz gekennzeichnete Antikörper, die gegen Zwischenfilamentproteine ​​spezifisch sind, erlauben das Gewebe, aus dem ein Tumor stammt. Diese Informationen helfen dem Arzt, die am besten geeignete Behandlung zur Bekämpfung des Tumors zu wählen.

Verwendung von grün fluoreszierendem Protein (GFP), um Zellen in einem Gewebe zu lokalisieren. Durch die Rekombination der DNA -Technologie wird das GFP -Gen in bestimmten Zellen eines vollständigen Tieres eingeführt.

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Beispiele für jüngste Forschung in der Zellbiologie

Zwei Beispiele für Artikel, die in Nature Cell Biology Review veröffentlicht wurden, wurden ausgewählt. Dies sind die folgenden:

Rolle der epigenetischen Erbe bei Tieren (Pérez und Ben Lehner, 2019)

Es wurde festgestellt, dass andere Moleküle zusätzlich zur Genomsequenz Informationen zwischen Generationen übertragen können. Diese Informationen können durch die physiologischen und Umweltbedingungen früherer Generationen geändert werden.

Auf diese Weise gibt es Informationen in der DNA, die nicht mit der Sequenz (kovalente Modifikationen der Histone, Methylierung von DNA, kleiner RNA) und unabhängiger Genominformation (Mikrobiom) assoziiert sind, nicht assoziiert.

Bei Säugetieren beeinflusst Unterernährung oder gute Nahrung den Stoffwechsel der Glukose des Abstiegs. Die väterlichen Effekte werden nicht immer durch Gameten vermittelt, könnten aber indirekt mütterlicherseits wirken.

Bakterien können durch den mütterlichen Weg durch den Geburtskanal oder das Stillen vererbt werden. Bei Mäusen führt eine schlechte Faserdiät zu einem Rückgang der taxonomischen Vielfalt des Mikrobioms während der Generationen. Schließlich erfolgt das Aussterben von Mikroorganismus -Subpopulationen.

Chromatinregulation und Krebstherapie (Valencia und Kadoch, 2019)

Derzeit sind die Mechanismen, die die Struktur von Chromatin regeln, und ihre Rolle bei Krankheiten bekannt. In diesem Prozess war die Entwicklung von Techniken, die es ermöglichen, die Expression von onkogenen Genen und die Entdeckung therapeutischer Weißen zu identifizieren.

Einige der verwendeten Techniken sind die Immunpräzipitation von Chromatin, gefolgt von der Sequenzierung (CHIP-Seq), der Sequenzierung der RNA (RNA-Seq), einer transporakabsiblen Studie mit Chromatin unter Verwendung von Sequenzierung (ATAC-Seq).

In Zukunft wird der Einsatz von CRISPR-Cas9-Technologie- und Interferenz-RNA eine Rolle bei der Entwicklung von Krebstherapien spielen.

Verweise

1. Alberts, geb., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2013). Essentielle Zellbiologie. Garlandwissenschaft.
2. Bagsover, s. R., Shephard, e. ZU., Weiß, h. ZU., & Hyams, j. S. (2011). Zellbiologie: Ein kurzer Kurs. John Wiley & Söhne.
3. Cooper, g. M., & Hausman, r. UND. (2004). Die Zelle: Molekulare Angehen. Medicinska Naklada.
4. Lodisch, h., Berk, a., Zipursky, s. L., Matsudaira, p., Baltimore, d., & Darnell, J. (2000). Molekulare Zellbiologie 4. Ausgabe. Nationales Zentrum für Biotechnologieinformationen, Bücherregal.
5. Solomon, e. P., Berg, l. R., & Martin, D. W. (2011). Biologie (9. Aufl.). Brooks/Cole, Cengage Learning: USA.