The buněčná biologie Je to odvětví biologie, které studuje všechny aspekty týkající se života buněk. To znamená se strukturou, funkcí, vývojem a chováním buněk, které tvoří živé bytosti na Zemi; jinými slovy, vše, co je spojeno s jeho narozením, životem a smrtí.
Jedná se o vědu, která integruje velké množství znalostí, mezi nimiž vynikají biochemie, biofyzika, molekulární biologie, výpočetní vědy, vývojová a behaviorální biologie a evoluční biologie, z nichž každá má svůj vlastní přístup a své vlastní experimentální strategie pro zodpovězení konkrétních otázek.
Protože buněčná teorie uvádí, že vše živé se skládá z buněk, buněčná biologie nerozlišuje mezi zvířaty, rostlinami, bakteriemi, archeami, řasami nebo houbami a může se soustředit na jednotlivé buňky nebo na buňky patřící do tkání a orgánů stejného mnohobuněčného jedince.
Jelikož se tedy jedná o experimentální vědu (spíše než popisnou), závisí výzkum v tomto oboru biologie na metodách dostupných pro studium ultrastruktury buněk a jejích funkcí (mikroskopie, centrifugace, kultura in vitro, atd.)
Rejstřík článků
Někteří autoři se domnívají, že ke zrození buněčné biologie došlo s příchodem buněčné teorie navržené Schleidenem a Schwannem v roce 1839.
Je však důležité vzít v úvahu, že buňky byly popsány a studovány mnoho let předtím, počínaje prvními nálezy Roberta Hooke, který v roce 1665 poprvé viděl buňky, které tvořily mrtvou tkáň korkové desky; a pokračování s Antonim van Leeuwenhoekem, který po letech pozoroval pod mikroskopem vzorky s různými mikroorganismy.
Po dílech Hookea, Leeuwenhoeka Schleidena a Schwanna se mnoho autorů věnovalo také úkolu studia buněk, s jehož pomocí byly upřesněny podrobnosti týkající se jejich vnitřní struktury a fungování: jádro eukaryotických buněk, DNA a chromozomů, mitochondrie, endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex atd..
V polovině 20. století zaznamenala oblast molekulární biologie značný pokrok. To ovlivnilo to, že v padesátých letech 20. století došlo také k výraznému růstu buněčné biologie, protože v těchto letech bylo možné buňky udržovat a množit in vitro, izolované od živých organismů.
Pokroky v mikroskopii, centrifugaci, formulaci kultivačního média, čištění proteinů, identifikaci a manipulaci s mutantními buněčnými liniemi, experimenty s chromozomy a nukleovými kyselinami, mimo jiné, vytvářejí precedens pro rychlý pokrok buněčné biologie do současné doby.
Buněčná biologie je zodpovědná za studium prokaryotických a eukaryotických buněk; studuje procesy své formace, svého života a smrti. Obvykle se může zaměřit na signalizační mechanismy a strukturování buněčných membrán, stejně jako na organizaci cytoskeletu a polaritu buněk..
Studuje také morfogenezi, tj. Mechanismy, které popisují, jak se buňky vyvíjejí morfologicky a jak se buňky, které „dozrávají“ a transformují se po celý život, v průběhu času mění..
Buněčná biologie zahrnuje témata týkající se mobility a energetického metabolismu, jakož i dynamiky a biogeneze jejích vnitřních organel, v případě eukaryotických buněk (jádro, endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex, mitochondrie, chloroplasty, lysozomy, peroxisomy, glykosomy, vakuoly, glyoxysomy atd.).
Zahrnuje také studium genomů, jejich organizace a jaderné funkce obecně..
V buněčné biologii se studuje tvar, velikost a funkce buněk, které tvoří všechny živé organismy, jakož i chemické procesy, které se v nich vyskytují, a interakce mezi jejich cytosolickými složkami (a jejich subcelulárním umístěním) a buňkami s jejich prostředím.
Vstup do oblasti buněčné biologie je jednoduchý úkol, když se vezmou v úvahu některé základní znalosti nebo základní pojmy, protože s nimi a s využitím rozumu je možné do hloubky porozumět složitému světu buněk.
Mezi základními koncepty, které je třeba v panoramatu vzít v úvahu, je koncepce, že buňky jsou základní jednotky života, to znamená, že jsou to „bloky“, které umožňují konstrukci organismů, které můžeme nazvat „živými“, a všechny jsou odděleny od extracelulárního prostředí díky přítomnosti membrány.
Bez ohledu na jejich velikost, tvar nebo funkci ve specifické tkáni vykonávají všechny buňky stejné základní funkce, které charakterizují živé bytosti: rostou, živí se, interagují s prostředím a množí se..
Ačkoli existují eukaryotické buňky a prokaryotické buňky, které se zásadně liší s ohledem na jejich cytosolickou organizaci, bez ohledu na to, jakou buňku má člověk na mysli, všechny mají bez výjimky uvnitř deoxyribonukleovou kyselinu (DNA), molekulu, která obsahuje „strukturální, morfologické a funkční roviny “buňky.
Eukaryotické buňky mají ve svém cytosolu specializované organely pro různé funkce, které přispívají k jejich životně důležitým procesům. Tyto organely provádějí produkci energie z výživného materiálu, syntézu, balení a transport mnoha buněčných proteinů a také dovoz a trávení velkých částic..
Buňky mají vnitřní cytoskelet, který udržuje tvar, řídí pohyb a transport proteinů a organel, které je používají, kromě toho, že spolupracují při pohybu nebo přemísťování celé buňky..
Existují jednobuněčné a mnohobuněčné organismy (jejichž počet buněk je vysoce variabilní). Studie buněčné biologie se obvykle zaměřují na „modelové“ organismy, které byly definovány podle typu buňky (prokaryoty nebo eukaryoty) a podle typu organismu (bakterie, zvíře nebo rostlina)..
Geny jsou součástí informací zakódovaných v molekulách DNA, které jsou přítomny ve všech buňkách na Zemi..
Ty nejen plní funkce při ukládání a přepravě informací nezbytných k určení sekvence proteinu, ale také vykonávají důležité regulační a strukturní funkce.
Existuje velké množství aplikací pro buněčnou biologii v oblastech, jako je medicína, biotechnologie a životní prostředí. Zde je několik aplikací:
Fluorescenční in situ barvení a hybridizace (FISH) chromozomů může detekovat chromozomální translokace v rakovinných buňkách.
Technologie mikročipů „čipu“ DNA umožňuje znát řízení genové exprese kvasinek během jejího růstu. Tato technologie byla použita k pochopení exprese lidských genů v různých tkáních a rakovinných buňkách.
Fluorescenčně značené protilátky, specifické proti proteinům se středními vlákny, umožňují poznat tkáň, ze které nádor pochází. Tyto informace pomáhají lékaři zvolit nejvhodnější léčbu v boji proti nádoru..
Použití zeleného fluorescenčního proteinu (GFP) k lokalizaci buněk v tkáni. Pomocí technologie rekombinantní DNA je gen GFP zaveden do specifických buněk kompletního zvířete.
Byly vybrány dva příklady článků publikovaných v časopise Nature Cell Biology Review. Jedná se o následující:
Bylo zjištěno, že další molekuly mohou kromě sekvence genomu přenášet informace mezi generacemi. Tyto informace lze upravit fyziologickými a environmentálními podmínkami předchozích generací..
V DNA tedy nejsou informace spojené se sekvencí (kovalentní modifikace histonů, methylace DNA, malé RNA) a informace nezávislé na genomu (mikrobiom)..
U savců ovlivňuje podvýživa nebo správná výživa metabolismus glukózy u potomků. Otcovské účinky nejsou vždy zprostředkovány gametami, ale mohou nepřímo působit mateřsky.
Bakterie lze zdědit po matce prostřednictvím porodních cest nebo kojením. U myší způsobuje strava s nízkým obsahem vlákniny po celé generace pokles taxonomické rozmanitosti mikrobiomu. Nakonec dojde k vyhynutí subpopulací mikroorganismů.
Mechanismy, které řídí strukturu chromatinu a jeho roli v nemoci, jsou v současné době známy. V tomto procesu byl klíčový vývoj technik, které umožňují identifikaci exprese onkogenních genů a objev terapeutických cílů..
Některé z použitých technik jsou imunoprecipitace chromatinu následovaná sekvenováním (ChIP-seq), sekvenováním RNA (RNA-seq), chromatinovým transpo-přístupným testem s použitím sekvenování (ATAC-seq).
V budoucnu bude při vývoji léčby rakoviny hrát roli použití technologie CRISPR-Cas9 a interference RNA..
Zatím žádné komentáře