✖


Jump to content

Клеточная биология

(Перенаправлено из цитобиологии )
Эта статья о филиале биологии. Для самих клеток см. Клетку (биология) .

Часть серии на
Биология
Наука жизни
Ключевые компоненты
Ветви
Исследовать
Приложения

Клеточная биология (также клеточная биология или цитология ) является ветвью биологии , которая изучает структуру , функцию и поведение клеток . [ 1 ] [ 2 ] Все живые организмы сделаны из клеток. Клетка - это основная единица жизни, которая отвечает за жизнь и функционирование организмов. [ 3 ] Клеточная биология - это изучение структурных и функциональных единиц клеток. Клеточная биология охватывает как прокариотические , так и эукариотические клетки и имеет много подтопиков, которые могут включать изучение метаболизма клеток , клеточного коммуникации , клеточного цикла , биохимии и состава клеток . Исследование клеток выполняется с использованием нескольких микроскопии методов , клеточной культуры и фракционирования клеток . Они позволили и в настоящее время используются для открытий и исследований, касающихся того, как функционируют клетки, в конечном итоге давая представление о понимании более крупных организмов. Знание компонентов клеток и того, как клетки работают фундаментальны для всех биологических наук, а также необходимы для исследований в биомедицинских областях, таких как рак и другие заболевания. Исследования в области клеточной биологии взаимосвязаны с другими областями, такими как генетика , молекулярная генетика , молекулярная биология , медицинская микробиология , иммунология и цитохимия .

История

[ редактировать ]

Клетки впервые были замечены в Европе 17-го века с изобретением составного микроскопа . В 1665 году Роберт Хук назвал строительные блоки всех живых организмов как «ячейки» (опубликованные в Micrographia ) после того, как рассматривал кусок пробки и наблюдая за клеточной структурой; [ 4 ] [ 5 ] Однако клетки были мертвы. Они не давали никаких указаний на фактические общие компоненты ячейки. Несколько лет спустя, в 1674 году, Антон Ван Леувенхук был первым, кто проанализировал живые клетки при исследовании водорослей . Много лет спустя, в 1831 году, Роберт Браун обнаружил ядро . Все это предшествовало теории клеток , которая утверждает, что все живые существа состоит из клеток и что клетки являются функциональными и структурными единицами организмов. В конечном итоге это было завершено ученом Матиас Шлейден [ 5 ] и ученый для животных Теодор Шванн в 1838 году, который рассматривал живые клетки в тканях растений и животных соответственно. [ 3 ] 19 лет спустя Рудольф Вирхоу дополнительно способствовал теории клеток, добавив, что все клетки поступают от деления ранее существовавших клеток. [ 3 ] Вирусы не рассматриваются в клеточной биологии - им не хватает характеристик живой клетки, а вместо этого изучаются на вирусологии подклассе микробиологии . [ 6 ]

Методы

[ редактировать ]

Исследование клеточной биологии рассматривает различные способы культивирования и манипулирования клетками вне живого тела для дальнейших исследований в области человека анатомии и физиологии , а также для получения лекарств. Развивались методы, с помощью которых изучались клетки. Из -за достижения в области микроскопии методы и технологии позволили ученым лучше понять структуру и функцию клеток. Многие методы, обычно используемые для изучения клеточной биологии, перечислены ниже: [ 7 ]

  • Клеточная культура : использует быстро растущие клетки на среде, что обеспечивает большое количество специфического типа клеток и эффективный способ изучения клеток. [ 8 ] Клеточная культура является одним из основных инструментов, используемых в клеточной и молекулярной биологии, обеспечивая отличные модельные системы для изучения нормальной физиологии и биохимии клеток (например, метаболические исследования, старение), влияние лекарств и токсичных соединений на клетки и мутагенез. и канцерогенез. Он также используется в скринингу и развитии лекарств, а также в крупномасштабном производстве биологических соединений (например, вакцины, терапевтические белки).
  • Флуоресцентная микроскопия : флуоресцентные маркеры, такие как GFP , используются для маркировки специфического компонента клетки. После этого определенная длина волны света используется для возбуждения флуоресцентного маркера, который затем может быть визуализирован. [ 8 ]
  • Фазоконтрастная микроскопия : использует оптический аспект света для представления изменений твердого, жидкости и газофазы в качестве различий в яркости. [ 8 ]
  • Конфокальная микроскопия : комбинирует флуоресцентную микроскопию с визуализацией, фокусируя световые и съемки экземпляров с образованием трехмерного изображения. [ 8 ]
  • Электронная микроскопия просвечивающей электронную микроскопию : включает в себя окрашивание металлов и прохождение электронов через ячейки, которые будут отклоняться при взаимодействии с металлом. В конечном итоге это образует изображение изучаемых компонентов. [ 8 ]
  • Цитометрия : ячейки помещаются в машину, которая использует луч для рассеяния ячеек на основе различных аспектов, и поэтому могут разделить их на основе размера и содержания. Клетки также могут быть помечены GFP-флуоресценцией и могут также быть разделены таким образом. [ 9 ]
  • Фракционирование ячейки : этот процесс требует разрыва ячейки, используя высокую температуру или сонификацию, за которой следует центрифугирование , чтобы разделить части клетки, позволяющие им изучать отдельно. [ 8 ]

Типы клеток

[ редактировать ]
Основная статья: типы ячеек
Рисунок прокариотической клетки

Существуют две фундаментальные классификации клеток: прокариотические и эукариотические . Прокариотические клетки отличаются от эукариотических клеток отсутствием клеточного ядра или другой мембрановой органеллы . [ 10 ] Прокариотические клетки намного меньше эукариотических клеток, что делает их наименьшей формой жизни. [ 11 ] Прокариотические клетки включают бактерии и археи , а также отсутствуют закрытое ядро ​​клеток. Эукариотические клетки встречаются у растений, животных, грибов и протистов. Они варьируются от 10 до 100 мкм в диаметре, а их ДНК содержится в мембрановом ядре. Эукариоты - это организмы, содержащие эукариотические клетки. Четыре эукариотических королевства - это животные, растения, грибы и простира. [ 12 ]

Они оба воспроизводят посредством бинарного деления . Бактерии, наиболее заметный тип, имеют несколько разных форм , хотя большинство из них являются сферическими или стержными . Бактерии могут быть классифицированы как грамположительные или грамотрицательные в зависимости от состава клеточной стенки . Грамположительные бактерии имеют более толстый пептидогликан слой, чем грамотрицательные бактерии. Бактериальные структурные особенности включают жгутичок , который помогает клетке перемещаться, [ 13 ] рибосомы для трансляции РНК в белок, [ 13 ] и нуклеоид , который удерживает весь генетический материал в круговой структуре. [ 13 ] Есть много процессов, которые происходят в прокариотических клетках, которые позволяют им выжить. У прокариот синтез мРНК инициируется в промоторной последовательности на матрице ДНК, содержащей две консенсусные последовательности, которые рекрутируют РНК -полимеразу. Прокариотическая полимераза состоит из основного фермента из четырех белковых субъединиц и σ -белка, который помогает только с инициацией. Например, в процессе, называемом конъюгацией , коэффициент фертильности позволяет бактериям обладать пилусом, которая позволяет ему передавать ДНК другим бактериям, в которых отсутствует фактор F, что позволяет пропустить сопротивление, позволяя ей выжить в определенных средах. [ 14 ]

Структура и функция

[ редактировать ]

Структура эукариотических клеток

[ редактировать ]
Основная статья: Eukaryote
Диаграмма животной клетки

Эукариотические клетки состоят из следующих органеллов:

  • Ядро : ядро ​​клеток функционирует как геном и хранение генетической информации для клетки, содержащее всю ДНК, организованную в форме хромосом . Он окружен ядерной оболочкой , которая включает в себя ядерные поры, позволяющие транспортировать белки между внутренней и за пределами ядра. [ 15 ] Это также сайт для репликации ДНК, а также транскрипции ДНК в РНК. После этого РНК модифицируется и транспортируется в цитозоль, который будет переведен в белок. [ 16 ]
  • Nucleolus : эта структура находится в ядре, обычно плотная и сферическая. Это сайт синтеза рибосомной РНК (рРНК), который необходим для рибосомальной сборки.
  • Эндоплазматический ретикулум (ER) : это функционирует для синтеза, хранения и секретных белков на аппарат Гольджи. [ 17 ] Структурно эндоплазматический ретикулум представляет собой сеть мембран, обнаруженную по всей клетке и подключенная к ядру. Мембраны немного отличаются от ячейки к ячейке, и функция ячейки определяет размер и структуру ER. [ 18 ]
  • Митохондрия : обычно известная как электростанция клетки, представляет собой органеллу с двойной мембраной. [ 19 ] Это функционирует для производства энергии или АТФ в ячейке. В частности, это место, где встречается цикл Кребса или цикл TCA для производства NADH и FADH. После этого эти продукты используются в цепи электронных транспортных средств (и т. Д.) И окислительное фосфорилирование для окончательной продукции АТФ. [ 20 ]
  • Apparatus Golgi : это функционирует для дальнейшего процесса, упаковки и выделения белков на их пункт назначения. Белки содержат сигнальную последовательность, которая позволяет аппарату Гольджи распознавать и направлять ее в правильное место. Apparatus Golgi также производит гликопротеины и гликолипиды . [ 21 ]
  • Лизосома : лизосома функционирует, чтобы ухудшить материал, приведенный снаружи ячейки или старых органеллов. Это содержит много кислотных гидролаз, протеаз, нуклеаз и липаз, которые разрушают различные молекулы. Аутофагия - это процесс деградации через лизосомы, который происходит, когда везикул откидывается от ER и охватывает материал, затем прикрепляется и предотвращает лизосому, чтобы позволить деградированию материала. [ 22 ]
  • Рибосомы : функционирует, чтобы транслировать РНК в белок. Он служит местом синтеза белка. [ 23 ]
  • Цитоскелет : цитоскелет - это структура, которая помогает поддерживать форму и общую организацию цитоплазмы. Он закрепляет органеллы внутри ячеек и составляет структуру и стабильность клетки. Цитоскелет состоит из трех основных типов белковых филам: актиновых филаментов, промежуточных филаментов и микротрубочек, которые удерживаются вместе и связаны с субклеточными органеллами и плазматической мембраной множеством дополнительных белков. [ 24 ]
  • Клеточная мембрана : клеточная мембрана может быть описана как фосфолипидный бислой, а также состоит из липидов и белков. [ 13 ] Поскольку внутренняя часть бислоя является гидрофобной и для того, чтобы молекулы участвовали в реакциях внутри ячейки, они должны иметь возможность пересечь этот мембранный слой, чтобы попасть в клетку посредством осмотического давления , диффузии , градиентов концентрации и мембранных каналов. [ 25 ]
  • Центриолы : функция для получения веретеновых волокон, которые используются для разделения хромосом во время клеточного деления.

Эукариотические клетки также могут быть составлены из следующих молекулярных компонентов:

  • Хроматин : он составляет хромосомы и представляет собой смесь ДНК с различными белками.
  • Реснички : они помогают продвигать вещества, а также могут использоваться в сенсорных целях. [ 26 ]

Клеточный метаболизм

[ редактировать ]

Клеточный метаболизм необходим для производства энергии для клетки и, следовательно, ее выживаемости и включает в себя множество путей, а также поддержание основных клеточных органеллов, таких как ядро, митохондрии, клеточная мембрана и т. Д. Для клеточного дыхания , как только глюкоза имеется, гликолиз встречается в цитозоле клетки для получения пирувата. Пируват подвергается декарбоксилированию с использованием мульти-анцимского комплекса с образованием ацетильного COA, который можно легко использовать в цикле TCA для получения NADH и FADH 2 . Эти продукты участвуют в электронной транспортной цепи , чтобы в конечном итоге сформировать градиент протонов через внутреннюю митохондриальную мембрану. Этот градиент может затем стимулировать производство АТФ и H 2 O во время окислительного фосфорилирования . [ 27 ] Метаболизм в клетках растений включает в себя фотосинтез , который является просто полной противоположностью дыхания, поскольку в конечном итоге он производит молекулы глюкозы.

Передача сигналов ячейки

[ редактировать ]
Дополнительная информация: передача сигналов ячейки

Сигнализация клеток или клеточная связь важна для регуляции клеток и для клеток для обработки информации из окружающей среды и соответствующим образом реагировать. Передача сигналов может происходить с помощью прямого контакта клеток или эндокринной , паракринной и аутокринной передачи сигналов . Прямой клеточный контакт-это когда рецептор на клетке связывает молекулу, которая прикреплена к мембране другой клетки. Эндокринная передача сигналов происходит через молекулы, секретируемые в кровоток. Паракринная передача сигналов использует молекулы, диффундирующие между двумя клетками для общения. Autocrine - это клетка, посылающая сигнал на себя, секретирующей молекулу, которая связывается с рецептором на его поверхности. Формы общения могут быть через:

  • Ионные каналы : могут быть разных типов, таких как напряжение или лигандные ионные каналы. Они допускают отток и приток молекул и ионов.
  • G-белок, связанный с рецептором (GPCR): широко признан, содержит семь трансмембранных доменов. Лиганд связывается с внеклеточным доменом, и после того, как лиганд связывается, это сигнализирует о факторе обмена гуанином для преобразования GDP в GTP и активации субъединицы G-α. G-α может нацелиться на другие белки, такие как аденилциклаза или фосфолипаза C, которая в конечном итоге производит вторичные посланники, такие как CAMP, IP3, DAG и кальций. Эти вторичные посланники функционируют для усиления сигналов и могут нацелиться на ионные каналы или другие ферменты. Одним из примеров усиления сигнала является связывание цАМФ и активируя PKA, удаляя регуляторные субъединицы и высвобождая каталитическую субъединицу. Каталитическая субъединица имеет последовательность ядерной локализации, которая побуждает ее войти в ядро ​​и фосфорилировать другие белки либо репрессировать, либо активировать активность генов. [ 27 ]
  • Рецепторные тирозинкиназы : связывают факторы роста, дополнительно способствуя тирозину на внутриклеточной части белка с перекрестным фосфорилированием. Фосфорилированный тирозин становится посадочной площадкой для белков, содержащих домен SH2, позволяющий активировать Ras и участие пути киназы карты . [ 28 ]

Рост и развитие

[ редактировать ]

Эукариотический клеточный цикл

[ редактировать ]
Основная статья: Cell Cycle
Процесс деления клеток животных в клеточном цикле

Клетки являются основой всех организмов и являются фундаментальными единицами жизни. Рост и развитие клеток необходимы для поддержания хозяина и выживания организма. Для этого процесса ячейка проходит через этапы клеточного цикла и развития, которые включают рост клеток, репликацию ДНК , деление клеток , регенерацию и гибель клеток .

Клеточный цикл делится на четыре различных фаза : G1, S, G2 и M. Фаза G, которая является фазой роста клеток, составляет приблизительно 95% цикла. Пролиферация клеток спровоцируется предшественниками. Все клетки начинаются в идентичной форме и могут по существу стать любым типом клеток. Сигнализация клеток, такая как индукция, может влиять на близлежащие клетки для определения типа ячейки, которой она станет. Более того, это позволяет клеткам одного типа агрегировать и формировать ткани, а затем органы и, в конечном итоге, системы. Считается, что фаза G1, G2 и S (репликация ДНК, повреждение и восстановление) является межфазной частью цикла, в то время как M -фаза ( митоз ) является частью клеточного деления цикла. Митоз состоит из многих стадий, которые включают профазу, метафазу, анафазу, телафазу и цитокинез соответственно. Конечным результатом митоза является образование двух идентичных дочерних клеток.

Клеточный цикл регулируется в контрольно-пропускных пунктах клеточного цикла с помощью ряда сигнальных факторов и комплексов, таких как циклины, циклин-зависимая киназа и p53 . Когда клетка завершила процесс роста, и, если обнаружено, что она повреждена или изменена, она подвергается гибели клеток, либо путем апоптоза , либо некроза , чтобы устранить угрозу, которую она может вызвать для выживания организма. [ 29 ]

Клеточная смертность, клеточная линия бессмертие

[ редактировать ]

Процентрическое происхождение каждой современной ячейки, по -видимому, прослеживается назад, в непрерывной линии более 3 миллиардов лет до происхождения жизни . На самом деле это не клетки, которые бессмертны , а в клеточных линии с несколькими поколениями. [ 30 ] Бессмертие клеточной линии зависит от поддержания потенциала деления клеток . Этот потенциал может быть потерян в какой -либо конкретной линии из -за повреждения клеток, терминальной дифференцировки , которая возникает в нервных клетках или запрограммированной гибели клеток ( апоптоз ) во время развития. Поддержание потенциала деления клеток в течение последовательных поколений зависит от избегания и точного восстановления повреждения клеток, особенно повреждения ДНК . В сексуальных организмах непрерывность зародышевой линии зависит от эффективности процессов для избежания повреждения ДНК и восстановления этих повреждений ДНК, которые возникают. Сексуальные процессы у эукариот , а также в прокариотах предоставляют возможность для эффективного восстановления повреждений ДНК в зародышевой линии гомологичной рекомбинацией . [ 30 ] [ 31 ]

Фазы клеточного цикла

[ редактировать ]

Клеточный цикл-это четырехэтапный процесс, через который проходит ячейка по мере развития и разделения. Он включает в себя GAP 1 (G1), синтез (S), GAP 2 (G2) и митоз (M). Ячейка либо перезапускает цикл из G1, либо покидает цикл через G0 после завершения цикла. Клетка может прогрессировать от G0 до терминальной дифференцировки. Наконец, интерфаза относится к фазам клеточного цикла, которые встречаются между одним митозом и следующим, и включает в себя G1, S и G2. Таким образом, фазы:

  • Фаза G1 : клетка растет в размерах, и ее содержимое воспроизводится.
  • S Фаза : клетка повторяет каждую из 46 хромосом.
  • Фаза G2 : При подготовке к делению клеток образуются новые органеллы и белки.
  • M фаза : происходит цитокинез, что приводит к двум идентичным дочерним клеткам.
  • Фаза G0 : две ячейки входят в стадию покоя, где они выполняют свою работу, не готовясь к разделению. [ 32 ]

Патология

[ редактировать ]
Основная статья: цитопатология

Научная ветвь, которая изучает и диагностирует заболевания на клеточном уровне, называется цитопатологией . Цитопатология обычно используется на образцах свободных клеток или фрагментов ткани, в отличие от патологической отрасли гистопатологии , которая изучает целые ткани. Цитопатология обычно используется для изучения заболеваний с участием широкого спектра участков организма, часто для помощи в диагностике рака, а также в диагностике некоторых инфекционных заболеваний и других воспалительных состояний. Например, распространенным применением цитопатологии является мазок PAP , скрининговый тест, используемый для обнаружения рака шейки матки , и предраковые поражения шейки матки , которые могут привести к раку шейки матки. [ 33 ]

Контрольные точки клеточного цикла и система восстановления повреждений ДНК

[ редактировать ]

Клеточный цикл состоит из ряда хорошо упорядоченных, последовательных стадий, которые приводят к клеточному делению. Тот факт, что клетки не начинают следующую стадию до тех пор, пока не закончится последняя, ​​является важным элементом регуляции клеточного цикла. Контрольные точки клеточного цикла - это характеристики, которые составляют отличную стратегию мониторинга для точного клеточного цикла и подразделений. CDK, ассоциированные циклинские аналоги, протеинкиназы и фосфатазы регулируют рост клеток и деление с одной стадии к другой. [ 34 ] Клеточный цикл контролируется временной активацией CDK, которая управляется взаимодействием партнера циклина, фосфорилированием конкретными протеинкиназами и дефосфорилированием фосфатами семейства CDC25. В ответ на повреждение ДНК реакция репарации ДНК клетки представляет собой каскад сигнальных путей, который приводит к взаимодействию с контрольной точкой, регулирует, механизм восстановления в ДНК, изменениях клеточного цикла и апоптоз. Многочисленные биохимические структуры, а также процессы, которые обнаруживают повреждения в ДНК, являются ATM и ATR, которые вызывают контрольные точки восстановления ДНК [ 35 ]

Клеточный цикл представляет собой последовательность активности, в которой органеллы клеток дублируются и впоследствии с точностью разделены на дочерние клетки. Есть серьезные события, которые происходят во время клеточного цикла. Процессы, которые происходят в клеточном цикле, включают развитие клеток, репликацию и сегрегацию хромосом. Контрольные точки сотового цикла представляют собой системы наблюдения, которые отслеживают целостность, точность и хронологию клеточного цикла. Каждая контрольная точка служит альтернативной конечной точкой клеточного цикла, в которой параметры ячейки исследуются и только тогда, когда выполняются желательные характеристики, достигает клеточного цикла через различные этапы. Цель клеточного цикла состоит в том, чтобы точно копировать ДНК каждого организма, а затем одинаково разделить ячейку и ее компоненты между двумя новыми ячейками. Четыре основных этапа происходят у эукариот. В G1 клетка обычно активна и продолжает быстро расти, в то время как в G2 рост клеток продолжается, в то время как молекулы белка становятся готовыми к разделению. Это не спящие времена; Это когда клетки получают массу, интегрируют рецепторы фактора роста, устанавливают реплицированный геном и готовятся к сегрегации хромосом. Репликация ДНК ограничена отдельным синтезом у эукариот, который также известен как S-фаза. Во время митоза, который также известен как M-фаза, происходит сегрегация хромосом. [ 36 ] ДНК, как и любая другая молекула, способна пройти широкий спектр химических реакций. Модификации в последовательности ДНК, с другой стороны, оказывают значительно большее влияние, чем модификации у других клеточных составляющих, таких как РНК или белки, потому что ДНК действует как постоянная копия генома клеток. Когда во время репликации ДНК могут возникнуть ошибочные нуклеотиды, могут возникнуть мутации. Большая часть повреждения ДНК фиксируется путем удаления дефектных оснований, а затем повторно синтезируя вырезанную область. С другой стороны, некоторые поражения ДНК могут быть исправлены путем отмены повреждения, что может быть более эффективным методом справки с общими типами повреждения ДНК. Таким образом, только несколько форм повреждения ДНК исправляются, включая димеры пиримидина, вызванные ультрафиолетовым (УФ) светом, измененным при введении метил или этильных групп в положении O6 пуринового кольца. [ 37 ]

Динамика митохондриальной мембраны

[ редактировать ]

Митохондрии обычно называют «электростанциями» клеток из -за их способности эффективно продуцировать АТФ, что важно для поддержания клеточного гомеостаза и метаболизма. Более того, исследователи получили лучшее знание значимости митохондрий в клеточной биологии из -за обнаружения сигнальных путей клеток митохондриями, которые являются важными платформами для регуляции функции клеток, таких как апоптоз. Его физиологическая адаптивность тесно связана с постоянной реконфигурацией клеточного митохондриального канала посредством различных механизмов, известных как динамика митохондриальной мембраны, включая слияние эндомембраны и фрагментацию (разделение) и ультраструктурное удаление мембраны. В результате митохондриальная динамика регулирует и часто хореографию не только метаболические, но и сложные процессы передачи сигналов клеток, такие как плюрипотентные стволовые клетки клеток, пролиферация, созревание, старение и смертность. Видимо, посттрансляционные изменения митохондриального аппарата и развитие трансмембранных контактных сайтов между митохондриями и другими структурами, которые могут существенно связать сигналы из различных маршрутов, которые существенно влияют на динамику митохондриальной мембраны,, [ 36 ] Митохондрии обернуты двумя мембранами: внутренней митохондриальной мембраной (IMM) и внешней митохондриальной мембраной (OMM), каждая из которых имеет отличительную функцию и структуру, которая параллельна своей двойной ролью в качестве клеточных силовых домов и сигнализации органеллов. Внутренняя митохондриальная мембрана делит просвет митохондриального на две части: внутренняя пограничная мембрана, которая проходит параллельно ОММ, и Кристы, которые являются глубоко скрученными, многоядерными непостояниями, которые дают место для увеличения поверхностной области и размещают митохондриальное дыхание. Внешняя митохондриальная мембрана, с другой стороны, мягкая и проницаемая. Таким образом, он действует как основание для передачи сигналов клеток, чтобы собраться, расшифровать и транспортироваться в митохондрии. Кроме того, OMM соединяется с другими клеточными органеллами, такими как эндоплазматический ретикулум (ER), лизосомы, эндосомы и плазматическая мембрана. Митохондрии играют широкий спектр ролей в клеточной биологии, что отражается в их морфологическом разнообразии. С самого начала митохондриального исследования было хорошо задокументировано, что митохондрии могут иметь различные формы, с их общей, так и ультраструктурной морфологией, сильно различающимися между клетками, во время клеточного цикла и в ответ на метаболические или клеточные сигналы Полем Митохондрии могут существовать как независимые органелл или как часть более крупных систем; Они также могут быть неравномерно распределены в цитозоле посредством регулируемого митохондриального транспорта и размещения для удовлетворения локализованных энергетических требований клетки. Митохондриальная динамика относится к адаптивному и переменному аспекту митохондрий, включая их форму и субклеточное распределение. [ 36 ]

Аутофагия

[ редактировать ]
Основная статья: Аутофагия

Аутофагия-это самоопределяющий механизм, который регулирует источники энергии во время роста и реакции на диетический стресс. Аутофагия также очищается после себя, очищая агрегированные белки, очищая поврежденные структуры, включая митохондрии и эндоплазматическую ретикулуму и искоренению внутриклеточных инфекций. Кроме того, аутофагия играет противовирусную и антибактериальную роль в клетке, и она участвует в начале отличительных и адаптивных иммунных реакций на вирусное и бактериальное загрязнение. Некоторые вирусы включают вирулентные белки, которые предотвращают аутофагию, в то время как другие используют элементы аутофагии для внутриклеточного развития или клеточного расщепления. [ 38 ] Макро-аутофагия, микроутофагия и опосредованная шапероном аутофагия являются тремя основными типами аутофагии. Когда запускается макроаутофагия, исключительная мембрана включает в себя участок цитоплазмы, генерируя аутофагосому, отличительную органеллу с двойным мембраном. Затем аутофагосома соединяет лизосому для создания автолизосомы, а лизосомальные ферменты разлагают компоненты. При микроуфагии лизосома или вакуоль охватывает кусок цитоплазмы, инвагируя или выступая на лизосомальную мембрану, чтобы охватить цитозоль или органеллы. ( Опосредованная шапероном обеспечение качества белка Autophagy CMA) путем переваривания окисленных и измененных белков при стрессовых обстоятельствах и предоставления аминокислот посредством денатурации белка. [ 39 ] Аутофагия является основной внутренней деградирующей системой для пептидов, жиров, углеводов и других клеточных структур. Как в физиологических, так и в стрессовых ситуациях это клеточное прогрессирование жизненно важно для соблюдения правильного клеточного баланса. Нестабильность аутофагии приводит к различным симптомам заболеваний, включая воспаление, биохимические нарушения, старение и нейродегенеративные из -за его участия в контроле целостности клеток. Модификация аутофагии-лизосомных сетей является типичной отличительной чертой многих неврологических и мышечных заболеваний. В результате аутофагия была идентифицирована как потенциальная стратегия для профилактики и лечения различных расстройств. Многие из этих расстройств предотвращаются или улучшаются за счет употребления полифенола в еде. В результате естественные соединения с способностью модифицировать механизм аутофагии рассматриваются как потенциальный терапевтический вариант. [ 40 ] Создание двойной мембраны (фагофора), которая будет известна как нуклеация, является первым шагом в макроавтофагии. Подход фагофора указывает на дисрегулируемые полипептиды или дефектные органеллы, которые поступают из клеточной мембраны, аппарата Гольджи, эндоплазматического ретикулума и митохондрий. С завершением аутофагоцита увеличение фагофора подходит к концу. Автофагосома в сочетании с лизосомальными везикулами для формулирования аутолисосомы, которая разрушает инкапсулированные вещества, называемые фагоцитозом. [ 41 ]

Примечательные клеточные биологи

[ редактировать ]

Смотрите также

[ редактировать ]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Альбертс, Брюс; Джонсон, Александр Д.; Морган, Дэвид; Рафф, Мартин; Робертс, Кит; Уолтер, Питер (2015). «Клетки и геномы». Молекулярная биология клетки (6 -е изд.). Нью -Йорк, Нью -Йорк: Гарлендская наука. С. 1–42. ISBN  978-0815344322 .
  2. ^ Бисчегя, Ник. «Клеточная биология» . Scaute . www.nature.com.
  3. ^ Jump up to: а беременный в Гупта, П. (1 декабря 2005 г.). Клеточная и молекулярная биология . Публикации Растоги. п. 11. ISBN  978-8171338177 .
  4. ^ Гук, Роберт (сентябрь 1665 г.). Микрография .
  5. ^ Jump up to: а беременный Чубб, Гилберт Чарльз (1911). «Цитология» . В Чисхолме, Хью (ред.). Encyclopædia Britannica . Тол. 7 (11 -е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 710.
  6. ^ Paez-Espino D, Eloe-Fadrosh EA, Pavlopolos GA, Thomas AD, Huntemann M, Mikhailova N, Rubin E, Ivanova NN, Kyrpides NC (август 2016 г.). "Раскрытие вируса Земли " Природа 536 (7617): 425–3 Bibcode : 2016natur.536..425p Doi : 10.1038/ nature1 PMID   27533034 . S2CID   4466854 .
  7. ^ Лаванья П. (1 декабря 2005 г.). Клеточная и молекулярная биология . Публикации Растоги. п. 11. ISBN  978-8171338177 .
  8. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Купер, Джеффри М. (2000). «Инструменты клеточной биологии» . Клетка: молекулярный подход. 2 -е издание .
  9. ^ Маккиннон, Кэтрин М. (21 февраля 2018 г.). «Проточная цитометрия: обзор» . Текущие протоколы в иммунологии . 120 (1): 5.1.1–5.1.11. doi : 10.1002/cpim.40 . ISSN   1934-3671 . PMC   5939936 . PMID   29512141 .
  10. ^ Добл, Мукеш; Gummadi, Sathyanarayana N. (5 августа 2010 г.). Биохимическая инженерия . Нью-Дели: Prentice-Hall of India Pvt.Ltd. ISBN  978-8120330528 .
  11. ^ Канеширо, Эдна (2 мая 2001 г.). Сборник физиологии клеток: молекулярный подход (3 -е изд.). Академическая пресса. ISBN  978-0123877383 .
  12. ^ Леветин, Эстель; МакМахон, Карен (16 октября 2014 г.). Электронная книга: растения и общество . МакГроу Хилл. п. 135. ISBN  978-0-07-717206-0 .
  13. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Нельсон, Даниэль (22 июня 2018 г.). «Разница между эукариотическими и прокариотическими клетками». Научные тенденции . doi : 10.31988/scitrends.20655 . S2CID   91382191 .
  14. ^ Гриффитс, Энтони Дж.Ф.; Миллер, Джеффри Х.; Suzuki, David T.; Левонтин, Ричард С.; Гелбарт, Уильям М. (2000). «Бактериальное сопряжение» . Введение в генетический анализ. 7 -е издание .
  15. ^ Elosegu-Artola A, Andreu I, Beedle AE, Lezamiz A, Uroz M, Kosmalska AJ, et al. (Ноябрь 2017). «Сила запускает ядерный въезд YAP, регулируя транспорт через ядерные поры» . Клетка . 171 (6): 1397–1410.e14. doi : 10.1016/j.cell.2017.10.008 . PMID   29107331 .
  16. ^ «Ядро» . Genome.gov . Получено 27 сентября 2021 года .
  17. ^ «Эндоплазматический ретикулум (грубый и гладкий) | Британское общество по клеточной биологии» . Получено 6 октября 2019 года .
  18. ^ Студии, Эндрю Рэйдер. «Biology4Kids.com: Клеточная структура: эндоплазматический ретикулум» . www.biology4kids.com . Получено 27 сентября 2021 года .
  19. ^ «Силовая часть клетки имеет механизм самосохранения» . Эврикалерт! Полем Получено 27 сентября 2021 года .
  20. ^ Пелли, Джон У. (2007), «Цикл лимонной кислоты, электронная транспортная цепь и окислительное фосфорилирование», интегрированная биохимия Elsevier , Elsevier, стр. 55–63, Doi : 10.1016/b978-0-323-03410-4.50013-4. , ISBN  9780323034104
  21. ^ Купер, Джеффри М. (2000). «Аппарат Гольджи» . Клетка: молекулярный подход. 2 -е издание .
  22. ^ Верити, М. Лизосомы: некоторые патологические последствия . OCLC   679070471 .
  23. ^ «Рибосома | Цитология» . Энциклопедия Британская . Получено 27 сентября 2021 года .
  24. ^ Купер, Джеффри М. (2000). Клетка: молекулярный подход . ASM Press. ISBN  9780878931064 .
  25. ^ Купер, Джеффри М. (2000). «Транспорт мелких молекул» . Клетка: молекулярный подход. 2 -е издание .
  26. ^ "Каковы основные функции ресничек и жгутиков?" Полем Наука . Получено 23 ноября 2020 года .
  27. ^ Jump up to: а беременный Ахмад, Мария; Kahwaji, Chadi I. (2019), «Биохимия, электронная транспортная цепь» , Statpearls , Statpearls Publishing, PMID   30252361 , получено 20 октября 2019 года.
  28. ^ Schlessinger, Joseph (октябрь 2000 г.). «Сигнализация клеток рецепторными тирозинкиназами» . Клетка . 103 (2): 211–225. doi : 10.1016/s0092-8674 (00) 00114-8 . ISSN   0092-8674 . PMID   11057895 . S2CID   11465988 .
  29. ^ Shackelford, re; Кауфманн, WK; Паулс, РС (февраль 1999 г.). «Контроль клеточного цикла, механизмы контрольно -пропускного пункта и генотоксический стресс» . Перспективы здоровья окружающей среды . 107 (Suppl 1): 5–24. doi : 10.1289/ehp.99107s15 . ISSN   0091-6765 . PMC   1566366 . PMID   10229703 .
  30. ^ Jump up to: а беременный Бернштейн С., Бернштейн Х., Пейн С. Бессмертие клеток: поддержание потенциала деления клеток. Prog Mol Subcell Biol. 2000; 24: 23-50. doi : 10.1007/978-3-662-06227-2_2 . PMID 10547857.
  31. ^ Avise JC. Перспектива: эволюционная биология старения, сексуального размножения и восстановления ДНК. Эволюция 1993 октябрь; 47 (5): 1293-1301. doi : 10.1111/j.1558-5646.1993.tb02155.x . PMID 28564887.
  32. ^ «Клеточный цикл - фазы - митоз - регуляция» . Teachmephysiology . Получено 7 октября 2021 года .
  33. ^ "Что такое патология?" Полем News-medical.net . 13 мая 2010 г. Получено 21 сентября 2021 года .
  34. ^ Медсестра, Пол (7 января 2000 г.). «Длинный двадцатый век клеточного цикла и за его пределами» . Клетка . 100 (1): 71–78. doi : 10.1016/s0092-8674 (00) 81684-0 . ISSN   0092-8674 . PMID   10647932 . S2CID   16366539 .
  35. ^ Cimprich, Karlene A.; Кортес, Дэвид (август 2008 г.). «ATR: важный регулятор целостности генома» . Природа обзор молекулярной клеточной биологии . 9 (8): 616–627. doi : 10.1038/nrm2450 . ISSN   1471-0080 . PMC   2663384 . PMID   18594563 .
  36. ^ Jump up to: а беременный в Джакомелло, Марта; Pyakurel, Aswin; Глайт, Кристина; Скаррано, Лука (18 февраля 2020 г.). «Клеточная биология динамики митохондриальной мембраны» . Природа обзор молекулярной клеточной биологии . 21 (4): 204–224. doi : 10.1038/s41580-020-0210-7 . ISSN   1471-0072 . PMID   32071438 . S2CID   211170966 .
  37. ^ Ты, Чжуншенг; Бейлис, Джули М. (июль 2010 г.). «Повреждение ДНК и решения: CTIP координаты репарации ДНК и контрольно -пропускной способности клеточного цикла» . Тенденции в клеточной биологии . 20 (7): 402–409. doi : 10.1016/j.tcb.2010.04.002 . ISSN   0962-8924 . PMC   5640159 . PMID   20444606 .
  38. ^ Глик, Даниэль; Барт, Сандра; Маклеод, Кей Ф. (3 февраля 2010 г.). «Аутофагия: клеточные и молекулярные механизмы» . Журнал патологии . 221 (1): 3–12. doi : 10.1002/path.2697 . ISSN   0022-3417 . PMC   2990190 . PMID   20225336 .
  39. ^ Yoshii, Saori R.; Мизушима, Нобору (28 августа 2017 г.). «Мониторинг и измерение аутофагии» . Международный журнал молекулярных наук . 18 (9): 1865. doi : 10.3390/ijms18091865 . ISSN   1422-0067 . PMC   5618514 . PMID   28846632 .
  40. ^ Перроне, Лорена; Squillaro, Tiziana; Наполитано, Филомена; Terracciano, Chiara; Сампаоло, Симона; Melone, Mariarosa Anna Beatrice (13 августа 2019 г.). «Сигнальный путь аутофагии: потенциальная многофункциональная терапевтическая мишень куркумина при неврологических и нервно -мышечных заболеваниях» . Питательные вещества . 11 (8): 1881. doi : 10.3390/nu11081881 . ISSN   2072-6643 . PMC   6723827 . PMID   31412596 .
  41. ^ Левин, Бет; Кромер, Гвидо (11 января 2008 г.). «Аутофагия в патогенезе заболевания» . Клетка . 132 (1): 27–42. doi : 10.1016/j.cell.2007.12.018 . ISSN   0092-8674 . PMC   2696814 . PMID   18191218 .
  42. ^ «Исследование - IIMCB» . www.iimcb.gov.pl .

Ссылки

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Wikibooks имеет больше на тему: клеточная биология
Библиотечные ресурсы о
Клеточная биология
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cell_biology&oldid=1246475700"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 12608abf3f22239122d55aeeb1a21a11__1726713300
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/12/11/12608abf3f22239122d55aeeb1a21a11.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Cell biology - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)