Впервые удалось выделить отдельные стволовые клетки плоских червей, наделяющие их уникальными способностями отращивать потерянные ткани и части тела. Вирусолог Андрей Летаров о клеточной теории, паттерне экспрессии генов и цианобактериях.
Преимущества чтения Студариум биология 2024 онлайн
- Преимущества чтения Студариум биология 2024 онлайн
- студариум @studarium в Инстаграме. Смотреть сторис, фото и видео анонимно без VPN
- Журнал общей биологии. T. 82, Номер 4, 2021
- Рекомендуем
- Биология ЕГЭ 2024 | Studarium
- Ученые создали искусственные клетки и научились программировать их поведение
Вирусолог Лосев рассказал, как клетки иммунной системы борются с угрозами
Обычно сеть цитоскелета обеспечивает механическую поддержку клетки и отвечает за ее форму и движение. Однако исследователи отметили, что белки цитоскелета также являются отличными проводниками ионов. Это позволяет цитоскелету действовать как высокодинамичная внутриклеточная сеть проводов для передачи ионной информации от мембраны к внутриклеточным органеллам, включая митохондрии, эндоплазматический ретикулум и ядро. Исследователи предположили, что эта система, которая позволяет быстро и локально реагировать на конкретные сигналы, может также генерировать скоординированные региональные или глобальные реакции на более крупные изменения окружающей среды. Исследователи полагают, что эта негеномная информационная система имеет решающее значение для формирования и поддержания нормальной многоклеточной ткани, и предполагают, что хорошо описанные потоки ионов в нейронах представляют собой специализированный пример этой широкой информационной сети. Нарушение этой динамики также может быть критическим компонентом развития рака.
Более того, поведение самих белков тоже может меняться.
Активность белков часто зависит от фосфорилирования: когда к белковой молекуле присоединяется или отсоединяется остаток фосфорной кислоты фосфат , то модифицированная молекула «просыпается» и начинает что-то активно делать или, наоборот, «засыпает». Ферменты, которые навешивают фосфаты на другие белки, называются киназами, и их существует великое множество: они специализируются на разных белках и даже на различных участках внутри одной и той же крупной белковой молекулы, которая, грубо говоря, с разных боков может быть промодифицирована разными киназами. Короче говоря, эти ферменты выполняют очень много сигнально-координирующей работы — как внутри клеток, так и между клетками. Как оказалось, амёбы C. Правда, у многоклеточных различия эти мы видим здесь и сейчас, переходя от одной ткани к другой, от одного органа к другому. Амёбы же используют сходные сигналы при смене фаз жизненного цикла.
Эффекторные клетки затем могут покинуть кровоток для осуществления иммунной реакции в периферической ткани органа, где находится патоген. Что потом — снова путешествие по крови и лимфоузлам? Рисунок 2. Схема перехода потомков активированных Т-лимфоцитов между популяциями [4]. Пояснения в тексте Клетки стромы, то есть основы лимфоузла, выделяют сигнальные вещества хемокины для того, чтобы позвать Т-клетку в лимфоузел. Но на эффекторных клетках оба рецептора отсутствуют. Из-за этого долгое время было загадкой, как эффекторные клетки могут попасть из периферической ткани обратно во вторичные лимфоидные органы — селезенку и лимфоузлы. В то же время стали накапливаться данные о различиях в репертуарах TCR и профилях транскрипции между TEM в крови и в других тканях , которые никак не укладывались в концепцию постоянной миграции Т-клеток между тканями и кровью. Решено было выделить новую субпопуляцию — резидентные клетки памяти Resident Memory T cells, TRM , которые населяют определенный орган и не рециркулируют [5]. Рисунок 3.
Сложный выбор эффекторной клетки. To home — процесс хоминга, или миграции Т-клеток, например, в наиболее привычное для наивных клеток место — лимфоузел. Альтернатива — не отправляться в путешествие по организму и превратиться в резидентную клетку ткани Откуда впервые появляются резидентные клетки ткани? Это потомки эффекторных клеток, которые потеряли способность рециркулировать. Некоторые периферические для иммунной системы ткани, например слизистая тонкого кишечника и брюшная полость, позволяют эффекторным Т-лимфоцитам проникать внутрь свободно, другие — очень ограниченно. Большой поток эффекторных Т-клеток в эти ткани наблюдается только при реакции воспаления. К тканям второго типа относятся головной и спинной мозг, отделенные барьером от иммунной системы, а также многие другие ткани: периферические ганглии, слизистые половых органов и кишечника, легкие, эпидермис, глаза. Разница между двумя типами тканей - в экспрессии дополнительных молекул хоминга для эффекторных Т-клеток, например молекул адгезии MadCAM-1 для проникновения в эпителий [3]. Резидентные Т-клетки в старении тканей человека Карта соотношений присутствия отдельных субпопуляций Т-клеток в разных органах человека, как ни странно, была составлена только в 2014 г. Команда Донны Фарбер из медицинского центра Колумбийского университета Нью-Йорка провела сравнение фенотипов Т-клеток, выделенных из крови и тканей доноров органов всех возрастных групп от 3 до 73 лет всего 56 доноров [6].
Анализ субпопуляций Т-клеток при помощи проточной цитофлуориметрии подтвердил многие данные, полученные методами с меньшим разрешением и меньшей статистикой, и некоторые черты описания иммунной системы, перенесенные с иммунологии мыши на человека, к примеру снижение содержания наивных Т-лимфоцитов во всех органах при старении организма. Уменьшение числа наивных Т-клеток с возрастом связано с быстрым старением вилочковой железы, в которой будущие Т-клетки проходят этапы сборки TCR, проверку его работоспособности и селекцию на отсутствие аутоиммунного потенциала. Важно не только снижение абсолютной численности наивных Т-клеток, но и уменьшение разнообразия репертуара Т-клеточных рецепторов, а значит, и возможности сформировать адаптивный иммунный ответ на ранее незнакомую инфекцию [7]. Для наивных Т-киллеров подтвердилось прогрессирующее падение численности в крови и лимфоузлах, хотя для наивных Т-хелперов отрицательная корреляция численности с возрастом в данном исследовании оказалась значительной только для вторичных лимфоидных органов, но не для крови. Пути циркуляции Т-лимфоцитов различных субпопуляций [8]. Наивные Т-клетки вместе с субпопуляцией TCM путешествуют по кровеносным сосудам заходят и в Т-клеточную зону различных лимфоузлов, в ткани не выходят, хотя в их капиллярах встречаются красная траектория. Эффекторные ТEM-клетки перемещаются по лимфо- и кровотоку, могут попасть в лимфоузел, но в Т-клеточную зону не заходят траектория лилового цвета. Резидентные ТRM-клетки показаны зеленым в коже и различными цветамив слизистых перемещаются только внутри ткани траектория зеленого цвета Выделение Т-лимфоцитов памяти, эффекторных клеток памяти и короткоживущих эффекторных клеток из слизистых легких, тонкого и толстого кишечника, паховых и мезентериальных лимфоузлов доноров органов позволило впервые оценить динамику данных популяций в тканях человека при старении. Доля центральных клеток памяти ожидаемо растет с течением жизни, в соответствии с ростом числа инфекций, которые успели встретиться организму и попасть в библиотеку памяти иммунной системы. Эффекторные клетки памяти TEM стремительно заполняют нишу для Т-клеток в тканях ребенка, быстро, примерно к 12 годам, вытесняя наивные Т-клетки.
Короткоживущие терминально дифференцированные Т-киллеры чаще всего встречаются в крови, селезенке и слизистых легких в любом возрасте, а вот среди Т-хелперов эта субпопуляция представлена исчезающе малым числом клеток. Аналогично мало центральных клеток памяти среди Т-киллеров, преимущественно они находятся в слизистых двух барьерных тканей: легких и кишечника. Широкими мазками карту распределения Т-лимфоцитов человека можно обрисовать так: наивные Т-клетки путешествуют по крови и периодически заходят во вторичные лимфоидные органы, киллеры TEMRA находятся в крови, селезенке и легких.
Биосинтез белка таблица 9 класс. Таблица белков Биосинтез белка. Процесс биосинтеза белка транскрипция и трансляция. Процесс синтеза белка транскрипция и трансляция. Процессы транскрипции и трансляции. Этапы биосинтеза белка процессинг.
Биосинтез белка место протекания таблица. Биосинтез белка транскрипция процессинг трансляция. Этапы биосинтеза белка в эукариотической клетке. Этапы биосинтеза белка у прокариот. Биосинтез белка в живой клетке 9 класс. Синтез белка в клетке 9 класс. Биосинтез белка эукариот схема. Синтез белка схема. Схема биосинтеза белка транскрипция и трансляция.
Схема синтеза белка в рибосоме трансляция. Генетический код схема синтеза белка. Биосинтез белка в клетке 9 класс конспект. Биосинтез белка подробная схема. Схема транскрипции синтеза белка. Механизм синтеза белка таблица. Биосинтез белка описать процесс трансляция. Синтез белка ДНК. Биосинтез белка.
Биосинтез белка тема. Этапы биосинтеза белка кратко и понятно трансляция. Трансляция процесс синтеза белка. Этапы биосинтеза белка 10 класс. Трансляция в процессе биосинтеза белка обеспечивает. Биосинтез белка в клетке 10 класс. Синтез белка происходит в. Ядерный этап биосинтеза белка. Этапы синтеза белка на рибосоме.
Синтез белков биология 9 класс таблица. Этапы синтеза белка транскрипция и трансляция таблица. Этапы биосинтеза белка транскрипция и трансляция таблица. Основные этапы биосинтеза белка транскрипция и трансляция. Синтез белка трансляция этапы. Биосинтез трансляция транскрипция Биосинтез белка. Этапы процесса биосинтеза белка. Процесс синтеза белка транскрипция. Биосинтез белка трансляция и транскрипция кратко таблица.
Биосинтез белка транскрипция этапы транскрипции. Транскрипция биология схема. Схема синтеза белка в рибосоме.
Клеточный центр и его производные. Микротрубочки. Реснички и жгутики.
- Студариум биология тесты
- Ствол и ветки: стволовые клетки
- Клеточный центр и его производные. Микротрубочки. Реснички и жгутики.
- онлайн-школа вебиум
- S-клетка | это... Что такое S-клетка?
- Созданы действующие как живые искусственные клетки: Наука: Наука и техника:
Ученые изолировали клетки — источник регенерации
Любопытный пионер ищет вампиров среди советских школьников. Стильная мистическая драма с молодыми звездами. Он раскрыл суть работы клеточного иммунитета. Клетки организма непрерывно синтезируют различные виды белков, за их работой следят другие клетки. Митоз и мейоз за час. Набор хромосом и ДНК клетки. Митоз и мейоз за час. Набор хромосом и ДНК клетки.
Студариум биология егэ 2024
| Терагерцовое излучение изменило деление клеток у бактерий | | Микротрубочки являются цитоскелетом клетки. Хлоропласты участвуют в процессе фотосинтеза, митохондрии в образовании АТФ, ЭПС в образовании и накоплении веществ по клетке. |
| Ученые создали искусственные клетки и научились программировать их поведение | Студариум биология клетки. Строение растительной клетки. Растительная клетка царство. |
| студариум @studarium в Инстаграме. Смотреть сторис, фото и видео анонимно без VPN | Прототип молекулярного «пульта управления», с помощью которого многоклеточные управляют своими клетками, есть и у некоторых одноклеточных. |
| Новое исследование показало, как клетка «решает», какой ей стать - Телеканал "Наука" | Давайте рассмотрим их основные структуры на примере клетки Инфузории-туфельки — одного из представителей царства Простейшие, типа Инфузории, класса Ресничные инфузории. |
Биология. 9 класс
Учебник онлайн для подготовки к ЕГЭ по биологии и химии. Прокариоты студариум. Прокариотическая клетка питание бактерий. В нашем курсе «Строение клетки. Цитология» мы подробно изучим все клеточные органеллы и сравним, как устроены клетки животных, растений, грибов и бактерий, научимся видеть их. Клеточная ие клетки,клеточные органоиды. Прокариоты студариум. Прокариотическая клетка питание бактерий.
Сандрин Тюре: Вы можете вырастить новые клетки головного мозга. И я расскажу, как
Синтетические клетки, которые выглядят, работают и реагируют на внешние воздействия, как живые, смоделировали исследователи Университета Северной Каролины-Чапел-Хилл. 2. Второй этап — неполное окисление (бескислородный) — заключается в дальнейшем расщеплении органических веществ, осуществляется в цитоплазме клетки без участия. Ученым из Университета Северной Каролины-Чапел-Хилл удалось создать клетки, которые выглядят и функционируют как клетки живого организма, манипулируя ДНК и пептидами. Давайте рассмотрим их основные структуры на примере клетки Инфузории-туфельки — одного из представителей царства Простейшие, типа Инфузории, класса Ресничные инфузории.
Ствол и ветки: стволовые клетки
Михаил Лузин Наблюдая за бактериями, учёные смогли разгадать генетический механизм, лежащий в основе эволюции. Это не только расширило границы научного знания, но и привело к важным практическим последствиям. Например, созданию микроорганизмов, вырабатывающих инсулин для медицинской промышленности. О процессах, происходящих внутри живой клетки, рассказала 16 апреля Елизавета Григорашвили — аспирант Сколковского института науки и технологий, биоинформатик и преподаватель. Посетители Образовательного центра смогли узнать, как в упорядоченную работу клеточных структур вмешиваются элементы случайности и к каким далеко идущим последствиям это приводит. Учёные выращивают культуры бактерий, по-разному настраивая параметры среды. Так моделируется «эволюция в пробирке»: иногда некоторые микроорганизмы меняют свойства. Чаще всего это способ питания, скорость роста и другие физиологические аспекты. Чтобы пронаблюдать за изменениями, в лаборатории периодически отбирают небольшие аликвоты пробы с бактериями и замораживают их в качестве контрольных образцов.
С помощью проб учёные хотят проследить, как развивались последующие поколения от предковой формы. В эксперименте Ленски был показан пример адаптации штамма кишечных палочек к новому источнику энергии — цитрату натрия натриевой соли лимонной кислоты. Было известно, что эти бактерии не могут питаться цитратом — это их фундаментальное свойство. Поэтому лимонная кислота использовалась как консервант для питательной среды, основным компонентом которой была глюкоза. Внезапно аспиранты заметили, что в одной из колб клетки стали очень быстро размножаться. Поначалу сотрудники приняли это за загрязнение среды, но впоследствии выяснилось, что они имеют дело с интересным феноменом, подтверждающим представления о том, как работает эволюция. Геном и мутации Материальная основа изменившихся свойств — генетический материал. Внутри каждой бактерии есть молекулы ДНК — две длинные цепочки, состоящие из четырёх видов блоков.
Это своего рода химические «буквы»: белки тимин, гуанин, цитозин и аденин. В 1980-е годы был придуман метод расшифровки ДНК, благодаря которому учёные узнали очень много нового о свойствах организмов и о том, как и почему они меняются, рассказала Елизавета Григорашвили. Изменения в генетическом материале потомков относительно предков называются мутациями. Они бывают нескольких видов. Например, замена одной «буквы» в ДНК на другую — это точечная мутация. Удаление нескольких «букв» из последовательности — делеция. Появление нескольких новых — инсерция. Cамая интересная с точки зрения Елизаветы Григорашвили мутация — это дубликация.
Внутри каждой бактерии есть молекулы ДНК — две длинные цепочки, состоящие из четырёх видов блоков. Это своего рода химические «буквы»: белки тимин, гуанин, цитозин и аденин. В 1980-е годы был придуман метод расшифровки ДНК, благодаря которому учёные узнали очень много нового о свойствах организмов и о том, как и почему они меняются, рассказала Елизавета Григорашвили. Изменения в генетическом материале потомков относительно предков называются мутациями. Они бывают нескольких видов. Например, замена одной «буквы» в ДНК на другую — это точечная мутация. Удаление нескольких «букв» из последовательности — делеция. Появление нескольких новых — инсерция. Cамая интересная с точки зрения Елизаветы Григорашвили мутация — это дубликация. В этом случае определённый кусочек ДНК полностью копируется и вставляется в ту же молекулу немножко на отдалении от её оригинальной позиции.
По словам лектора, дубликации помогают эволюции экспериментировать над последовательностью ДНК. Например, за то, чем питается бактерия. Представим, что в ходе случайной мутации ген дублицировался. Затем в одной из копий этого гена начинают накапливаться новые мутации: точечные, делеции, инсерции и другие. Они могут оказаться неудачными: ген начнёт работать плохо или вообще перестанет работать. Но из-за того, что у нас есть вторая копия этого гена, он продолжает выполнять свою функцию и не даёт этой линии клеток погибнуть. Большинство изменений нейтральны: они ничего не портят, но и ничему не помогают. Бывают и такие изменения, которые приводят к гибели линии бактерий или целых организмов — например, раковые опухоли. А случаются и такие, которые приводят к скачку в развитии популяции. Мутации происходят в результате ошибок в работе ДНК или под влиянием агрессивной среды.
Но именно этот «хаос в жизни клеток» помогает им приобретать новые свойства и развиваться, — подчеркнула Елизавета Григорашвили. Эволюция — это череда счастливых случайностей. Бактерии размножаются бесполым путём, разделяясь на две половинки. Как правило, дочерние клетки — это клоны, полные копии клетки исходной. Однако в ходе эксперимента Ленски были зафиксированы случаи, когда свойства бактерий менялись.
И почему некоторые их потомки перестают быть СК и дифференцируются? Видимо, есть два основных механизма дифференцировки — асимметричное деление и разное микроокружение потомков рис. Например, нейробласты в ЦНС дрозофилы делятся асимметрично — одна клетка остается СК, а другая превращается в нейрон, и они различаются по размерам первый механизм.
СК эпидермиса человека остаются таковыми, только если сохраняют контакт с межклеточным веществом базальной пластинки второй механизм. Рисунок 5. Основные механизмы дифференцировки СК. Значит, в потомках СК выключаются одни гены и включаются другие. Сейчас для многих линий СК эти белки и гены удалось идентифицировать. И это чрезвычайно важно. Поверхностные белки-маркеры позволяют выявить СК. А на гены можно попробовать повлиять, чтобы вызвать дифференцировку в нужном направлении.
А нельзя ли обратить ее вспять? Оказалось, что можно! Достаточно включить в зрелой клетке даже не стволовой, а обычной — например, в фибробласте всего несколько генов — и она вновь станет вести себя, как стволовая. А в 2008 г. Включить для превращения клетки в ИПСК нужно всего 3—4 гена [12]. Их белковые продукты — факторы транскрипции. Они воздействуют на ДНК и меняют в клетке экспрессию сотен других генов. Например, активируется работа теломеразы — фермента, достраивающего концы хромосом и обеспечивающего способность клетки неограниченно долго делиться.
А многие «взрослые» гены, активные в дифференцированных клетках, замолкают. Сначала эти 4 «гена-хозяина» ЭСК встраивали в геном с помощью ретровирусов. Но такая операция в некоторых случаях может превратить клетку в раковую. Затем удалось уменьшить их число, исключив наиболее опасный — протоонкоген c-Myc. Наконец, оказалось, что можно обойтись вектором на основе аденовируса; он не встраивает гены в хромосомы клетки, а только доставляет их внутрь. Достаточно, что образуются нужные белки — и потомки этой клетки, геном которых не изменен, «запоминают» свое состояние и остаются плюрипотентными. Возможно, скоро научатся получать ИПСК вообще без генетических манипуляций — только с помощью воздействия комбинаций ростовых факторов и других веществ. В 2009 году было доказано, что ИПСК могут давать полноценный организм, в том числе и клетки зародышевого пути.
Кстати, при этом впервые были получены по-настоящему клонированные животные. Ведь при стандартной процедуре клонирования методом пересадки ядер митохондриальная ДНК передается потомству от яйцеклетки-реципиента, так что клон — не точная генетическая копия донора. Но получить ИПСК — это полдела. Хотелось бы еще заставить их дифференцироваться в нужном направлении — в культуре, а в перспективе в организме больного. И это тоже постепенно учатся делать. Недавно, например, из ЭСК удалось получить в культуре нейроны, вырабатывающие дофамин. Гибель таких нейронов в мозге вызывает болезнь Паркинсона. А что будет, если ввести ЭСК человека в организм бестимусной мыши с ослабленным иммунитетом?
Как правило, они дают тератомы — опухоли, содержащие клетки всех трех зародышевых листков. Это стандартный тест на проверку плюрипотентности СК. Попав в непривычное окружение, ЭСК «не понимают», как им себя вести. В результате они обычно дают беспорядочно расположенные ткани, а иногда — целые органы, но там, где не надо... Нередко хлопоты доставляют и наши собственные СК. Видимо, они более склонны к злокачественному перерождению, чем остальные. Генеративные СК могут развиваться в тератомы. СК мозга часто дают начало глиобластомам и другим опухолям ЦНС.
Все эти факты говорят о том, что СК, как толпу буйных детей, нужно постоянно держать под контролем — организм должен ограничивать деление СК и направлять в нужное русло их дифференцировку. И огромную роль в этом играет микроокружение СК — их «ниши». Этот заимствованный в экологии термин в применении к СК означает клетки и межклеточное вещество определенной ткани, которые окружают СК, контролируют их деление и дифференцировку. Расшифровка сигналов, получаемых СК от компонентов «ниши», позволит нам управлять стволовыми клетками. Как нейтрофилы спешат к месту воспаления, так и СК могут выходить из своих ниш мобилизация и спешить к месту повреждения, где надеются оказаться полезными хоуминг. К примеру, при инсульте в поврежденном участке мозга образуются сигнальные вещества, «зовущие на помощь» СК мозга, СК крови и МСК из костного мозга. Все эти клетки находят поврежденный участок, в котором идет воспаление, и пытаются его залечить: выделяют противовоспалительные вещества, стимулируют рост новых кровеносных сосудов, сливаются с выжившими нейронами и заменяют их ядра, дифференцируются в новые нейроны и клетки глии. Если нейральные СК или другие СК, коммитированные к развитию в нейроны ввести в желудочек мозга или даже просто в вену, они найдут пораженную инсультом область.
У подопытных животных это уменьшает последствия инсульта. Вот уже десяток лет обсуждается вопрос о существовании особых СК злокачественных опухолей и особых ниш злокачественных СК. Многие факты говорят о том, что СК опухолей существуют. Возможно, именно они отвечают за образование метастазов. И возможно, что они возникают из обычных СК, если ниша за ними «не уследила». Более того — ниша может превращать «обычные» злокачественные клетки в злокачественные СК, позволяя им отрываться от опухоли и проникать в кровеносные сосуды. Само образование метастазов можно рассматривать как аналог мобилизации и хоуминга обычных СК. Существуют и данные о том, что первичная опухоль готовит ниши для своих будущих метастазов.
Она выделяет вещества, вызывающие мобилизацию кроветворных СК; те выходят из костного мозга и проникают в определенные ткани, меняя их свойства и подготавливая к заселению опухолевыми СК. Если эти данные подтвердятся, они укажут множество новых путей для терапии онкологических заболеваний рис. Рисунок 6. Гипотеза о наличии раковых стволовых клеток пока окончательно не доказана, но их существование весьма вероятно. В таком случае для эффективной терапии необходимо выявить их особенности и направленно уничтожить. Одни служат у беспозвоночных для бесполого размножения, а другие — для создания разнообразия клеток. В это можно поверить, вспомнив клеточные линии гидры. Но в целом эта гипотеза вряд ли оправдана: всё, что мы знаем о происхождении и эволюции животных, убеждает в изначальной способности их клеток к взаимным превращениям [14].
Еще недавно нам казалось, что между разными тканями и тем более зародышевыми листками высших животных существуют четкие границы. Но сейчас от этих представлений приходится отказаться. Даже в теле взрослого человека эти границы постоянно нарушаются. СК одних тканей могут менять свою судьбу и входить в состав совсем других тканей и органов. Так что в этом отношении мы не так сильно отличаемся от губок. Образно говоря, сто миллиардов воротничковых жгутиконосцев, из которых состоит наше тело, до сих пор не утратили способность превращаться в амеб и обратно. Использование СК: надежды и опасения Часто обсуждают возникающие при использовании ЭСК человека морально-этические проблемы рис. Следует ли считать эмбрион, лишенный нервной системы, человеком со всеми его правами?
Это — вопрос спорный, его можно обсуждать. Но в данном случае копья, похоже, ломаются зря. Рисунок 7. Извлечение одного бластомера восьмиклеточного зародыша человека — рутинная процедура при экстракорпоральном оплодотворении ЭКО [15] ; она необходима для диагностики генетических заболеваний. С помощью той же процедуры можно получать ЭСК. При ЭКО остаются также неиспользованные для имплантации зародыши. Поэтому опасения, что для получения ЭСК будут специально создаваться «плантации человеческих эмбрионов», беспочвенны — в этом нет необходимости.
Исследователи предположили, что градиенты представляют собой огромный резервуар информации, который позволяет клеткам постоянно контролировать окружающую среду. Когда информация поступает в какой-то момент клеточной мембраны, она взаимодействует со специализированными воротами в ион-специфичных каналах, которые затем открываются, позволяя этим ионам течь по ранее существовавшим градиентам, образуя канал связи. Потоки ионов запускают каскад событий вблизи мембраны, позволяя клетке анализировать информацию и быстро реагировать на нее.
Когда потоки ионов велики или продолжительны, они могут вызвать самосборку микротрубочек и микрофиламентов цитоскелета. Обычно сеть цитоскелета обеспечивает механическую поддержку клетки и отвечает за ее форму и движение. Однако исследователи отметили, что белки цитоскелета также являются отличными проводниками ионов.
Развитие прокариот - 76 фото
Болезни двенадцатиперстной кишки. Это заготовка статьи по биологии. Помогите Википедии, дополнив её. Это примечание по возможности следует заменить более точным.
Он раскрыл суть работы клеточного иммунитета.
Клетки организма непрерывно синтезируют различные виды белков, за их работой следят другие клетки. Если клетка, к примеру, заражена вирусом и производит неправильные вещества, она погибает, а вместе с ней и вирус.
Хемотаксис — движение в ответ на изменение химического состава окружающей среды. Это осуществляется с помощью хеморецепторов, которые располагаются на поверхности клетки и улавливают химические изменения вокруг организма. Эти рецепторы — глаза, уши и нос простейшего, именно они получают информацию о том, где «хорошо», а где «плохо». И таким образом клетка движется в направлении к питательному раствору или подальше от агрессивных веществ. Подробнее про типы питания вы можете прочитать в этой статье. Для большинства простейших характерен гетеротрофный тип питания, однако некоторые из них — миксотрофы. Пиноцитоз и фагоцитоз Согласитесь, приятно вкусно пообедать, а затем выпить свежесваренный компот.
Вот и простейшие, как и мы, тоже от этого не отказываются, поэтому могут питаться как твердой, так и жидкой пищей. Разберем, как у них это происходит. Такая хорошая приспособленность к разным условиям среды обуславливает высокую выживаемость Простейших. Не зря их на планете так много. Разберем подробнее, как же происходит увеличение их численности. Размножение Для простейших характерно бесполое размножение, которое протекает без образования специальных клеток или структур и может осуществляться с помощью митоза и шизогонии. Митоз — это деление клетки, в результате которого из одной материнской клетки образуется две дочерних. Он протекает в несколько фаз, подробнее о которых можно прочитать здесь. При таком способе размножения изменение генетической информации не происходит.
Набор генов дочерних организмов полностью идентичен материнскому. Шизогония — тип размножения простейших класса Споровики, характеризующийся многократным делением ядра внутри клетки и последующим распадом клетки на множество дочерних клеток. Половой процесс простейших Важно обратить внимание на то, что раздел называется именно «половой процесс», а не «половое размножение». Половой процесс нужен не для увеличения числа животных, а в первую очередь для повышения генетического разнообразия, следственно, для улучшения приспособленности к самым разным условиям среды. Поэтому половой процесс простейших не может считаться размножением. Почему простейшие — это одни из самых многочисленных обитателей планеты? На нашей планете обитает невероятное количество различных организмов. Но по численности в первых рядах идут именно простейшие. Масса всех простейших на Земле в сумме примерно равна 550 миллиардам тонн.
Сложно даже представить эту цифру. Также они могут населять те места, где все другие организмы бы просто не выжили. Например, простейшие были обнаружены вокруг подводных горячих источников, где температура воды порой составляет экстремальные 300—400 градусов Цельсия. Неудивительно, что их так много, ведь они могут жить практически везде. Половой процесс простейших бывает двух видов: Конъюгация. Конъюгация простейших — половой процесс, сопровождающийся переносом ядер между клетками партнеров при их непосредственном контакте. Во время конъюгации две особи сближаются, между ними образуется цитоплазматический мостик, через который они обмениваются подвижными малыми ядрами. При этом макронуклеус растворяется в цитоплазме, а микронуклеус неоднократно делится. Часть ядер, образовавшихся при делении, разрушается, и в каждой инфузории оказывается по два ядра.
Одно остается на месте, а другое перемещается из одной конъюгирующей инфузории в другую и сливается с ее неподвижным ядром. В результате образуется сложное ядро. Это и есть не что иное, как процесс оплодотворения, после которого конъюганты расходятся. В дальнейшем сложное ядро делится, и часть продуктов этого деления путем преобразований превращается в макронуклеус, другие образуют микронуклеус. При этом не происходит увеличения числа особей, но обеспечивается рекомбинация обновление, перераспределение генетического материала. Перераспределение генетической информации несет огромный смысл для организма и вида в целом. Так создаются новые признаки организма, которые могут пригодиться ему в борьбе за выживание. Поэтому половой процесс представители простейших используют чаще в неблагоприятных условиях, пытаясь приспособиться к ним путем получения новых свойств. Еще один интересный вариант полового процесса встречается у жгутиковых и споровиков.
Копуляция — слияние двух клеток, с объединением их генетической информации. Дело в том, что на определенном этапе своей жизни клетка некоторых одноклеточных делится с образованием двух не обычных клеток, а аналогов половых — с половинкой набора генетической информации. Такие клетки называются гаметами. При их слиянии копуляции получающаяся новая особь будет иметь половину наследственных свойств от одного, половину от другого «родителя». Это повышает возможности животного приспосабливаться к условиям окружающей среды. Почему половой процесс наступает только при неблагоприятных условиях? В трудной жизненной ситуации мы зачастую начинаем менять стратегию поведения, понимая, что наши прошлые привычки уже не работают. Точно так же ведет себя и любое одноклеточное животное: если условия стали неблагоприятными, значит, нужно попробовать приспособиться к ним. Но почему бы не использовать такую стратегию всегда, даже при неменяющихся условиях?
Во-первых, вновь приобретенные признаки могут оказаться и вредными… Не стоит рисковать и перетруждаться, если вы и так хорошо приспособлены.
Формируется структура похожая на звезду. У растений она не образуется.
Их полюса деления более широкие, микротрубочки выходят не из малой, а из относительно широкой области. Распад ядерной оболочки на мелкие вакуоли знаменует конец профазы. Справа на микрофотографии зеленым цветом подсвечены микротрубочки, синим — хромосомы, красным — центромеры хромосом.
Также следует отметить, что в период профазы митоза происходи фрагментация ЭПС, она распадается на мелкие вакуоли; аппарат Гольджи распадается на отдельные диктиосомы. Прометафаза Ключевые процессы прометафазы идут большей часть последовательно: Хаотичное расположение и движение хромосом в цитоплазме. Соединение их с микротрубочками.
Движение хромосом в экваториальную плоскость клетки. Хромосомы оказываются в цитоплазме, они беспорядочно двигаются. Оказавшись на полюсах, у них больше шансов скрепиться с плюс-концом микротрубочки.
В конце концов нить прикрепляется к кинетохоре. Такая кинетохорная микротрубочка начинает нарастать, чем отдаляют хромосому от полюса. В какой-то момент к кинетохоре сестринской хроматиды крепится другая микротрубочка, нарастающая с другого полюса деления.
Она тоже начинает толкать хромосому, но уже в противоположном направлении. В результате хромосома становится на экваторе. Кинетохоры представляют собой белковые образования на центромерах хромосом.
Каждая сестринская хроматида имеет свой кинетохор, который «созревает» в профазе. Кроме астральных и кинетохорных микротрубочек есть те, которые идут от одного полюса к другому, как бы распирают клетку в перпендикулярном экватору направлении. Метафаза Признаком начала метафазы является расположение хромосом по экватору, образуется так называемая Метафазная, или экваториальная, пластинка.
В метафазу хорошо видны количество хромосом, их отличия и то, что они состоят из двух сестринских хроматид, соединенных в районе центромеры. Хромосомы удерживаются за счет сбалансированных сил натяжения микротрубочек разных полюсов. Анафаза Сестринские хроматиды разделяются, каждая двигается к своему полюсу.
Полюса удаляются друг от друга. Анафаза самая короткая фаза митоза. Она начинается, когда центромеры хромосом разделяются на две части.
Льготные категории посетителей
- Фотосинтез студариум
- Предложена универсальная модель старения одноклеточных организмов
- О чем эта статья:
- Студариум биология егэ 2024
Строение клетки. Цитология
Клеточное дыхание, митохондрии 6. Обмен веществ. 53. Строение эукариотической клетки 2. Отличия растений, животных и грибов 1. Отличия прокариот и эукариот. Набор хромосом и ДНК клетки. Клетки в объемной структуре ведут себя немного по-другому, их поведение максимально приближено к поведению invivo, что дает возможность получить более-менее объективные. Фотосинтез студариум. Световая и темновая фаза фотосинтеза картинка.
Вирусолог Лосев рассказал, как клетки иммунной системы борются с угрозами
Шестому методу — микрофлюидному — посвящена основная часть этого доклада. Образование клеточных инкапсулятов в гидрогеле Этот метод относительно не нов: его суть в том, что по одному каналу подаются суспензии клеток, причем это могут быть не обязательно эукариотические клетки, но и прокариоты, дрожжи и другие. По второму каналу поступает гидрогель. За счет подачи по перпендикулярному каналу отсекающей гидрофобной жидкости грубо говоря, масла происходит формирование капель, то есть фактически эти капельки плавают в масле. В зависимости от того, какой гидрогель используется, происходит полимеризация оболочки — и на выходе получается капсула, которая содержит клетки. В зависимости от поставленных задач с этой капсулой будут производиться некие манипуляции. На слайде приведена иллюстрация из статьи, показывающая, что инкапсуляция с применением микрофлюидики дает более стабильный результат за счет высокой точности поддержания скорости потока. Регулированием скорости и сочетанием, соотношением этих скоростей мы регулируем размер капель. Подобрать эти скорости можно так, что в каждую каплю у нас попадет только одна клетка. В этом случае сфероиды будут моноклональными, то есть каждый сфероид — это популяция, которая произошла от единой клетки-предшественницы. Либо наоборот: можно создать гетерогенную суспензию, смешать несколько типов клеток либо подавать их в момент формирования этих капелек и на выходе получать гетерогенные сфероиды.
Приведем еще несколько иллюстраций. Например, проведена работа по инкапсуляции человеческих МСК. Работу проводили для сравнения в монослое верхний ряд и с применением технологии микрофлюидики. Видно, что уже на 150-й минуте клетки образовали агрегаты довольно-таки хорошо, и после разрушения оболочки и окраски флуоресцентным красителем видно клетки показали жизнеспособность. Видно результат окрашивания живых и мертвых сфероидов соответственно кальцеином зеленый и иодидом пропидия красный. Детали публикации можно посмотреть по приведенной ссылке. Приборная составляющая в работе со сфероидами Аппаратное обеспечение технологии, о которой идет речь в этом докладе — это приборы компании DolomiteBio, которая вместе с компанией Dolomite и компанией ParticleWorks является частью компании BlackTrace — это головная компания, в рамках которой выделены три направления: Dolomite — работа с микроэмульсиями; DolomiteBio — все, что связано с инкапсуляцией живых объектов, клеток; ParticleWorks — все, что связано с синтезом наноносителей для лекарственных препаратов, таких как нанолипосомы и другие наночастицы. Все три компании работают так или иначе в секторе микрофлюидики. Компания Dolomite Bio создает инновационные продукты для высокопроизводительных исследований в формате Single Cell. Инкапсуляция отдельных клеток в микрокапли позволяет проводить быстрый анализ тысяч или миллионов отдельных клеток и их биологических продуктов.
Она имеет готовый протокол для РНК секвенирования единичных клеток, секвенирования ядер, протопласта растений, а также инкапсуляции клеток в агарозу и формирования 3D-культур. О последних двух применениях мы будем говорить. Системы инкапсуляции клеток Nadia и Nadia Go Что касается систем микрофлюидики, то модельный ряд представлен сейчас двумя автономными моделями — это Nadia Instrument и Nadia Go. Разница в том, Nadia Instrument — это система для рутинных процессов, в которых нужна работа с небольшим количеством образцов. Картриджи здесь — к сожалению или к счастью — одноразовые: это накладно, но предотвращает кросс-контаминацию, так что если у исследователя на повестке стоит предотвращение кросс-контаминации, то Nadia Instrument предпочтительнее. Он работает только с готовыми протоколами, но тем самым минимизируются риски, что какой-то процесс пойдет не по плану. В отличие от Nadia Instrument Nadia Go использует многоразовые чипы, но только на 1 образец. Если у исследователя есть задача создать некий протокол, сделать что-то новое, никому неведомое, поработать с объектом, с которым до этого никто не работал, то Nadia Go — это нужный ему прибор. Конструкция приборов Nadia Nadia Instrument состоит из сенсорного экрана со встроенным меню подсказок. Прибор снабжен безымпульсными пневмонасосами, которые прокачивают все растворы по каналу в нем три независимых сверхплавных насоса, обеспечивающих давление до 1.
Конструкция минимизирует риск, что какой-то процесс пойдет не так. Оператору выводятся на экране подробные инструкции: что куда капнуть, в какой последовательности, что нужно сделать — открыть или закрыть крышку, нажать «старт» или «стоп» и т. Любой аспирант и даже студент справится с этим прибором. Преимущество такого подхода — высокое качество результатов, никакой кросс-контаминации, простота в работе; прибор имеет широкий диапазон применения. И главное: в этой системе хорошо реализована микрофлюидная составляющая, что на выходе дает очень низкий уровень дуплетных попаданий клеток в одну каплю, то есть при работе с Nadia Instrument мы получаем реальный Single Cell. Каждый картридж может быть рассчитан на один, два, четыре или восемь образцов параллельной работы.
Болезни двенадцатиперстной кишки. Это заготовка статьи по биологии. Помогите Википедии, дополнив её. Это примечание по возможности следует заменить более точным.
Цитоплазма, ядро, одномембранные органеллы Эукариотическая клетка отличается от прокариотической большими размерами и более сложным строением. Линейные размеры эукариотической клетки обычно составляют десятки мкм у животных около 10—40 мкм, у растений 100—200 мкм. Основные структуры эукариотической клетки: цитоплазматическая мембрана, цитоплазма и ядро. Клетки эукариот содержат множество внутренних структур, выполняющих определенные функции рис. Эти структуры называются органеллами органоидами. Цитоплазма заполнена взвесью частиц и органелл. Цитозоль гиалоплазма — свободная часть цитоплазмы, в которой взвешены органеллы. По химическому составу цитозоль представляет из себя густой раствор белков, углеводов глюкозы и ионов, заполняющий все внутреннее пространство клетки. Концентрации ионов натрия и калия внутри клетки и во внеклеточном пространстве различна, что играет важную роль в осморегуляции и передаче сигнала. У прокариот большинство реакций метаболизма протекает в цитозоле, т. У эукариот часть химических реакций протекает в цитозоле, а часть — внутри органоидов. В животных клетках различают два слоя цитоплазмы: эктоплазма — наружный слой цитоплазмы мало органоидов, высокая вязкость ; эндоплазма — внутренний слой цитоплазмы содержит основные органоиды. Цитоплазма, как правило, не способна к длительному автономному существованию. Ядро Это крупная органелла около 6—7 мкм диаметром. Оно окружено ядерной оболочкой, которая образована двумя параллельно расположенными мембранами. Ядерная оболочка пронизана ядерными порами, где мембраны смыкаются, и полость ядра сообщается с цитоплазмой. В порах находятся сложные белковые комплексы. Они переносят через оболочку из ядра в цитоплазму крупные молекулы и молекулярные комплексы, такие как мРНК и рибосомы, а из цитоплазмы в ядро — ядерные белки, которые синтезируются в цитоплазме. Внутри ядра находится одно или несколько ядрышек — плотных образований, где происходит синтез рибосомных РНК и сборка субъединиц рибосом. Остальное пространство ядра заполнено полужидкой кариоплазмой, в которой находятся молекулы ДНК, соединенные со специфическими белками, — хроматин. Строение хромосомы В процессе клеточного деления нити хроматина укорачиваются и утолщаются, превращаясь в хромосомы Перед делением хромосомы имеют Х-образную форму. Центральная часть, в которой соединяются две половины хромосомы, носит название центромеры, или первичной перетяжки. Кроме того, в хромосоме выделяются более плотные концевые участки, называемые теломерами.
Ученые визуализировали процесс появления новых стволовых клеток у гидрактинии in vivo с помощью трансгенных животных, которые экспрессируют флуоресцентный белок-таймер Fast-FT mCherry и мембранный GFP под контролем регуляторных элементов гена Piwi1. FastFT меняет цвет флуоресценции с синего на красный по мере созревания из-за изменения хромофорной группы. В такой системе недавно возникшие i-клетки постепенно приобретают красную окраску. При этом зеленая флуоресценция идет на убыль по мере разрушения GFP. Это «перекрашивание» клеток позволило отследить процесс в реальном времени. При этом вторичные стволовые клетки возникают на шестой день. Обработка гидроксимочевиной — цитостатиком и ингибитором синтеза ДНК, который удерживает клетки в S-фазе — не смогла полностью подавить активацию Piwi1, но заметно ее снизила. После такой обработки гидрактинии не могли регенерировать и погибали. Авторы заключили, что регенерация зависит от пролиферации, происходящей до появления вторичных i-клеток. Эта метка экспрессировалась в дифференцированных клетках, но не в стволовых. Оказалось, что новые стволовые клетки действительно берут начало от дедифференцированных соматических. Она указала на потерю осевой полярности организма в целом и распределения нейронов гидрактинии на 2—3 день после травмы.