História bunkovej biológie, aké štúdie, aplikácie a koncepty

Ten Biológia buniek Je to odvetvie biológie, ktorá študuje všetky aspekty súvisiace so životnosťou bunky. To znamená so štruktúrou, funkciou, vývojom a správaním buniek, ktoré tvoria živé bytosti na Zemi; Inými slovami, všetko, čo je spojené s jeho narodením, jeho životom a smrťou.

Je to veda, ktorá integruje veľa vedomostí, medzi ktoré patrí biochémia, biofyzika, molekulárna biológia, informatika, biológia rozvoja a behaviorálnej a evolučnej biológie, z ktorých každá z nich s vlastným prístupom a vlastnými experimentovanými stratégiami na zodpovedanie konkrétnych otázok.

Silueta mikroskopu (zdroj: Karen Arnold [CC0] cez Wikimedia Commons)

Pretože teória buniek uvádza, že všetky živé bytosti sú zložené z buniek, biológia buniek nerozlišuje medzi zvieratami, rastlinami, baktériami, oblúkmi, riasami alebo hubami a môže sa zameriavať na jednotlivé bunky alebo bunky patriace do tkanív a orgánov rovnakého multicelulárneho individuálneho individuálneho individuálneho.

Pretože je to experimentálna veda (viac ako opisná), výskum v tejto odvetví biológie závisí od metód dostupných na štúdium bunkovej ultraštruktúry a jej funkcií (mikroskopia, odstredivka, kultivácia, kultivácia In vitro, atď.)

[TOC]

História bunkovej biológie

Niektorí autori sa domnievajú, že narodenie bunkovej biológie sa uskutočnilo s príchodom teórie buniek, ktorú navrhli Schleiden a Schwann v roku 1839.

Je však dôležité zvážiť, že bunky boli opísané a študované pred mnohými rokmi, počnúc prvými zisteniami Roberta Hooka, ktorý v roku 1665 videl prvýkrát bunky, ktoré tvorili mŕtvu štruktúru korkového plechu; A pokračovanie s Antoni van Leeuwenhoekom, ktorý neskôr pozoroval vzorky s rôznym mikroskopom s rôznymi mikroskopmi.

Portrét Roberta Hooke (Zdroj: Gustav VH, Via Wikimedia Commons)

Potom Hookeove diela, Leeuwenhoek Schleiden a Schwann, mnohí autori sa tiež venovali úlohe študovať bunky, ktoré vylepšovali detaily s ohľadom na ich vnútornú štruktúru a operáciu: bolo opísané jadro eukaryotických buniek, DNA a chromozómy, mitochondria, endoplazmatické retikula , Golgiho komplex, atď.

V polovici dvoch storočia zaznamenala oblasť molekulárnej biológie značný pokrok. To ovplyvnilo to, že v 50. rokoch 20. storočia sa bunková biológia tiež vyskytla značným rastom, pretože v týchto rokoch bolo možné udržiavať a množiť bunky In vitro, izolované od živých organizmov.

Môže vám slúžiť: leukocyty (biele krvinky): Charakteristiky, funkcie, typy

Pokroky v mikroskopii, centrifugácii, formulácii kultivačného média, čistenia proteínov, identifikácie a manipulácie s mutantnými bunkovými líniami, experimenty s chromozómami a nukleovými kyselinami, okrem iného, ​​usadené precedensom pre rýchly pokrok biológie buniek až do súčasnej éry.

Čo študuješ? (Predmet štúdie)

Bunková biológia je zodpovedná za štúdium prokaryotických a eukaryotických buniek; Študujte procesy jeho formácie, jeho života a jeho smrti. Zvyčajne sa môžete zamerať na signalizačné mechanizmy a štruktúrovanie bunkových membrán, ako aj na organizáciu cytoskeletu a bunkovej polarity.

Študujte tiež morfogenézu, tj mechanizmy, ktoré opisujú, ako sa vyvíjajú morfologické bunky a ako sa tí, ktorí „dozrievajú“, menia v čase a transformujú sa počas celého života.

Saccharomyces cerevisiae druhové bunky kvasinky.

Bunková biológia zahŕňa témy týkajúce sa mobility a metabolizmu energie, ako aj dynamiku a biogenézu jej vnútorných organel, v prípade eukaryotických buniek (jadro, endoplazmatické retikula, golgi komplex, mitochondrie, chloroplasty, chloroplasty, chloroplasty, vakuoly, vakuoly, glioxizómy, atď.).

Znamená to tiež štúdium genómov, ich organizácie a jadrových funkcií vo všeobecnosti.

V bunkovej biológii sa tvar, veľkosť a funkcia buniek, ktoré tvoria všetky živé organizmy, ako aj chemické procesy, ktoré sa vyskytujú vo vnútri a interakcia medzi ich cytosolickými zložkami (a ich subcelulárnou polohou) a bunkami s ich okolím.

Základné koncepty v bunkovej biológii

Ilustrácia bunkového delenia. Zdroj: Pixabay.com

Vstúpiť do oblasti bunkovej biológie je jednoduchá úloha, keď sa berú do úvahy niektoré základné znalosti alebo základné pojmy, pretože s nimi a s použitím dôvodu je možné podrobne porozumieť komplexnému svetu buniek.

Bunky

Schéma dvoch typov buniek v prírode: eukaryoty a prokaryoty. Zobrazené sú hlavné časti, čo dokazuje rozdiely medzi nimi (Zdroj: Žiadny autora čitateľný autor neposkytuje. Predpokladá sa, že Mortadelo2005 (na základe nárokov na autorské práva). [Verejná doména] cez Wikimedia Commons)

Medzi základné pojmy, ktoré sa musia v panoráme prijať oddelené od extracelulárneho média vďaka prítomnosti membrány.

Bez ohľadu na ich veľkosť, ich tvar alebo funkciu v špecifickom tkanive, všetky bunky vykonávajú rovnaké základné funkcie, ktoré charakterizujú živé bytosti: rastú, kŕmia, interagujú s prostredím a reprodukujú.

Môže vám slúžiť: PROERITROBLAST: Charakteristiky, morfológia, regulácia, farbenie

DNA

Molekula DNA. Zdroj: Wikipedia.orgán

Aj keď existujú eukaryotické bunky a prokaryotické bunky, ktoré sa zásadne líšia od ich cytosolickej organizácie, bez ohľadu na bunku, ktorá má na mysli, všetky, bez výnimky, majú v interiérovej deoxyribonukleovej kyseline (DNA), molekulu, v ktorej sa nachádza „“ , morfologické a funkčné roviny “bunky.

Cytosol

Diagram živočíšnych buniek a jeho časti. Cytosol je pomenovaný v dolnej časti. (Zdroj: Alejandro Porto [CC0] Via Wikimedia Commons)

Eukaryotické bunky majú organizácie špecializované na rôzne funkcie, ktoré prispievajú k týmto životným procesom. Tieto organely vykonávajú výrobu energie z výživového materiálu, syntéza, balenia a transport mnohých bunkových proteínov a tiež dovoz a trávenie veľkých častíc.

Cytoskelet

Bunky majú vnútorný cytoskelet, ktorý udržiava tvar, riadi pohyb a transport proteínov a organely, ktoré ich používajú, okrem spolupráce v pohybe alebo vytesnení úplnej bunky.

Jednobunkové a mnohobunkové organizmy

Existujú jednobunkové a mnohobunkové organizmy (ktorých počet buniek je mimoriadne variabilný). Štúdie bunkovej biológie sa zvyčajne zameriavajú na „modelové“ organizácie, ktoré boli definované podľa typu bunky (prokaryoty alebo eukaryoty) a podľa typu organizmu (baktérie, zviera alebo rastlina).

Gény

Gény sú súčasťou informácií kódovaných v molekulách DNA, ktoré sú prítomné vo všetkých zemských bunkách.

Tieto nielen plnia funkcie pri skladovaní a transporte informácií potrebných na určenie sekvencie proteínu, ale tiež vykonávajú dôležité regulačné a štrukturálne funkcie.

Aplikácie bunkovej biológie

V oblastiach, ako sú medicína, biotechnológia a životné prostredie, existuje veľa aplikácií bunkovej biológie.  Niektoré aplikácie sú uvedené nižšie:

Fluorescenčné farby sfarbenie a hybridizácia (Fish) chromozómov umožňuje detegovať chromozomálne translokácie v rakovinových bunkách.

Technológia mikrodispozícií DNA „Chip“ vám umožňuje poznať kontrolu génovej expresie kvasiniek počas jeho rastu. Táto technológia sa používa na poznanie expresie ľudských génov v rôznych tkanivách a rakovinových bunkách

Protilátky označené fluorescenciou, špecifické proti proteínom stredného vlákna, umožňujú poznať tkanivo, z ktorého pochádza nádor. Táto informácia pomáha lekárovi vybrať si najvhodnejšiu liečbu na boj proti nádoru.

Použitie zeleného fluorescenčného proteínu (GFP) na lokalizáciu buniek vo vnútri tkaniva. Prostredníctvom technológie rekombovania DNA je gén GFP zavedený v špecifických bunkách kompletného zvieraťa.

Môže vám slúžiť: hemidesmozómy: čo je, popis, štruktúra, funkcie

Príklady nedávneho výskumu v bunkovej biológii

Boli vybrané dva príklady článkov uverejnených v recenzii biológie na prírodu. Sú to nasledujúce:

Úloha epigenetického dedičstva u zvierat (Pérez a Ben Lehner, 2019)

Zistilo sa, že aj iné molekuly, okrem genómovej sekvencie, môžu prenášať informácie medzi generáciami. Tieto informácie môžu byť upravené fyziologickými a environmentálnymi podmienkami predchádzajúcich generácií.

Týmto spôsobom existujú informácie v DNA, ktorá nie je spojená so sekvenciou (kovalentné modifikácie histónov, metylácia DNA, malá RNA) a nezávislé informácie o genóme (mikrobióm).

U cicavcov ovplyvňuje podvýživa alebo dobré jedlo metabolizmus glukózy zostupu. Otcovské účinky nie sú vždy sprostredkované gamétmi, ale môžu pôsobiť nepriamo materskou cestou.

Baktérie môžu byť zdedené materskou cestou cez pôrodný kanál alebo dojčenie. U myší spôsobuje zlá vláknitá strava pokles taxonomickej rozmanitosti mikrobiómu v priebehu generácií. Nakoniec sa vyskytuje vyhynutie subpopulácií mikroorganizmov.

Regulácia chromatínu a liečba rakoviny (Valencia a Kadoch, 2019)

V súčasnosti sú známe mechanizmy, ktoré riadia štruktúru chromatínu, a ich úloha pri chorobách sú známe. V tomto procese bol kľúčový vývoj techník, ktoré umožňujú identifikáciu expresie onkogénnych génov a objavenie terapeutických bielych.

Niektoré z použitých techník sú imunoprecipitácia chromatínu, po ktorom nasleduje sekvenovanie (ChIP-seq), sekvenovanie RNA (RNA-seq), transpoakcesbilná štúdia chromatínu pomocou sekvenovania (ATAC-SEQ).

V budúcnosti bude mať pri vývoji terapií rakoviny použitie technológia CRISPR-CAS9 a interferenčná RNA úlohu.

Odkazy

1. Alberts, b., Bray, D., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2013). Základná bunková biológia. Girlandská veda.
2. Bagsover, s. R., Shephard, e. Do., Biela, h. Do., & Hyams, J. Siež. (2011). Bunková biológia: krátky kurz. John Wiley & Sons.
3. Cooper, G. M., & Hausman, R. A. (2004). Bunka: Priblížte sa molekulárne. Medicinska Naklada.
4. Ubytovňa, h., Berk, a., Zipursky, s. L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Biológia molekulárnych buniek 4. vydanie. Národné centrum pre biotechnologické informácie, knižnica.
5. Šalamún, e. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2011). Biológia (9. vydanie.). Brooks/Cole, Cengage Learning: USA.