بيولوجيا الخلية

انقسام الخلية هو العملية التي تنقسم بها الخلية الأم وتؤدي إلى ظهور خليتين أو أكثر من الخلايا الوليدة. إنها وسيلة للتكاثر للكائنات وحيدة الخلية. في الكائنات متعددة الخلايا ، يساهم انقسام الخلايا في نمو الخلايا التناسلية وتطورها وإصلاحها وتوليدها (المنوية والبويضات). انقسام الخلايا هو عملية منظمة بإحكام ، ويمكن أن يسبب انقسام الخلايا الشاذ أمراضا ، ولا سيما السرطان. ستغطي مقدمة JoVE لقسم الخلايا تاريخا موجزا للاكتشافات البارزة في هذا المجال. ثم نناقش العديد من الأسئلة والأساليب الرئيسية ، مثل...

تشير دورة الخلية إلى مجموعة الأحداث التي تنمو من خلالها الخلية ، وتكرر جينومها ، وتنقسم في النهاية إلى خليتين ابنتيتين من خلال عملية الانقسام. نظرا لأن كمية الحمض النووي في الخلية تظهر تغيرات مميزة طوال الدورة ، يمكن استخدام التقنيات المعروفة باسم تحليل دورة الخلية لفصل مجموعة من الخلايا وفقا للمراحل المختلفة لدورة الخلية التي توجد فيها ، بناء على محتوى الحمض النووي المتغير. سيغطي هذا الفيديو المبادئ الكامنة وراء تحليل دورة الخلية عن طريق تلطيخ الحمض النووي. سنراجع بروتوكولا معمما لإجراء هذا...

الانقسام هو شكل من أشكال انقسام الخلايا حيث يتم تقسيم المادة الوراثية للخلية بالتساوي بين خليتين ابنتيتين. يمكن تقسيم الانقسام إلى ست مراحل ، تظهر خلال كل منها مكونات الخلية ، مثل كروموسوماتها ، خصائص مميزة بصريا. سمح التقدم في تصوير الخلايا الحية الفلورية للعلماء بدراسة هذه العملية بتفصيل كبير ، مما يوفر رؤى مهمة حول التحكم البيولوجي لهذه العملية وكيف يمكن أن تسوء في أمراض مثل السرطان. نبدأ هذا الفيديو بتقسيم مراحل الانقسام ، وتقديم بعض الاعتبارات المهمة للتصور الأمثل للعملية باستخدام تصوير...

تلعب حركة الخلايا وهجرتها أدوارا مهمة في كل من البيولوجيا الطبيعية والمرض. من ناحية ، تسمح الهجرة للخلايا بتوليد أنسجة وأعضاء معقدة أثناء النمو ، ولكن من ناحية أخرى ، تستخدم الخلايا السرطانية نفس الآليات للتحرك والانتشار في عملية تعرف باسم ورم خبيث سرطاني. واحدة من الآليات الخلوية الأساسية التي تجعل حركة الخلية ممكنة هي شبكة داخل الخلايا من جزيئات الميوسين والأكتين ، والمعروفة معا باسم "أكتوميوسين" ، والتي تخلق قوة انقباضية لسحب الخلية في اتجاهات مختلفة. في هذا الفيديو ، يقدم JoVE نظرة عامة...

تعد هجرة الخلايا استجابة للإشارات الكيميائية أمرا بالغ الأهمية للتطور والمناعة والحالات المرضية مثل السرطان. لتحديد هجرة الخلايا ، تم تطوير اختبار بسيط في عام 1961 من قبل الدكتور ستيفن بويدن ، والذي يعرف الآن باسم مقايسة الهجرة عبر الويل أو مقايسة غرفة بويدن. يتكون هذا الإعداد من ملحق يفصل آبار الصفيحة متعددة الآبار إلى مقصورات علوية وسفلية. يتم زرع الخلايا التي سيتم دراسة هجرتها في المقصورة العلوية ويتم وضع محلول الجذب الكيميائي في المقصورة السفلية. بعد الحضانة ، يسمح عد الخلايا في المقصورة...

المصفوفة خارج الخلية (ECM) هي شبكة من الجزيئات التي توفر إطارا هيكليا للخلايا والأنسجة وتساعد على تسهيل الاتصال بين الخلايا. تم تطوير تقنيات زراعة الخلايا ثلاثية الأبعاد لنمذجة هذه البيئة خارج الخلية بشكل أكثر دقة للدراسة المختبرية. في حين أن العديد من العمليات الخلوية أثناء الهجرة من خلال المصفوفات ثلاثية الأبعاد تشبه تلك المطلوبة للحركة عبر الأسطح ثنائية الأبعاد الصلبة ، بما في ذلك الالتصاق ، فإن الهجرة عبر ECM تتطلب أيضا من الخلايا تعديل وغزو هذه الشبكة البوليمرية من ECM. في هذا الفيديو ،...

يمكن للخلايا أن تأخذ مواد من البيئة خارج الخلية عن طريق الالتقام الخلوي وتطلق الجزيئات فيها بنشاط عن طريق إفراز الخلايا. تتضمن هذه العمليات أكياسا مرتبطة بالغشاء الدهني تسمى الحويصلات. تعد معرفة الهندسة الجزيئية وآليات كليهما مفتاحا لفهم فسيولوجيا الخلية الطبيعية ، بالإضافة إلى حالات المرض التي تنشأ عندما تصبح معيبة. سيراجع هذا الفيديو أولا بإيجاز بعض الاكتشافات المحورية في تاريخ أبحاث كثرة الخلايا الداخلية والخارجية. بعد ذلك ، سيتم فحص بعض الأسئلة الرئيسية ، تليها مناقشة الأساليب البارزة...

يمكن للخلية تنظيم كمية بروتينات معينة على غشاء الخلية من خلال الالتقام الخلوي ، وبعد ذلك يتم عزل بروتينات سطح الخلية بشكل فعال في السيتوبلازم. بمجرد دخولها إلى الخلية ، يمكن تدمير هذه البروتينات السطحية أو "إعادة تدويرها" مرة أخرى إلى الغشاء. يوفر اختبار البيوتينيل لسطح الخلية للباحثين طريقة لدراسة هذه الظواهر. تستخدم هذه التقنية مشتقا من الجزيء الصغير البيوتين ، والذي يمكنه تسمية البروتينات السطحية ثم يتم شقها كيميائيا. ومع ذلك ، إذا تم التقام الخلوي للبروتين السطحي ، حماية مشتق البيوتين من...

أصباغ FM هي فئة من جزيئات الفلورسنت التي وجدت استخداما مهما في دراسة عملية إعادة تدوير الحويصلات. بفضل التركيب الكيميائي ، يمكن لهذه الجزيئات إدخال نفسها في النشرة الخارجية لأغشية ثنائية الطبقة الفوسفوليبيدية. بعد إدخال الغشاء ، يتم استيعابها في الخلية عبر حويصلات داخلية ، ويتم إطلاقها عندما يتم إعادة تدوير هذه الحويصلات مرة أخرى إلى الغشاء. نظرا لأن هذه الأصباغ تتألق بقوة في البيئة الكارهة للماء داخل الأغشية وبشكل ضعيف في الحجرة خارج الخلية ، يمكن استخدام مستويات مضان FM لتتبع النشاط الحويصلي...

في الخلايا ، يتم بناء الجزيئات الحرجة إما عن طريق ضم وحدات فردية معا مثل الأحماض الأمينية أو النيوكليوتيدات ، أو يتم تقسيمها إلى مكونات أصغر. على التوالي, ويشار إلى ردود الفعل المسؤولة عن ذلك باسم الابتنائية وتقويضي. تتطلب هذه التفاعلات أو تنتج طاقة عادة في شكل جزيء "عالي الطاقة" يسمى ATP. تشكل هذه العمليات معا "استقلاب الخلية" ، وهي السمات المميزة للخلايا الحية السليمة. تستعرض مقدمة JoVE لعملية التمثيل الغذائي للخلايا بإيجاز التاريخ الغني لهذا المجال ، بدءا من الدراسات المبكرة حول عملية...

في اليراعات ، يحول إنزيم لوسيفيراز مركبا يسمى لوسيفيرين إلى أوكسيلوسيفيرين ، وينتج ضوءا أو "لمعانا" نتيجة لذلك. يتطلب هذا التفاعل طاقة مشتقة من ATP من أجل المضي قدما ، لذلك استغل الباحثون تفاعل لوسيفيراز لوسيفيرين لقياس مستويات ATP في الخلايا. نظرا لدور ATP كعملة طاقة للخلية ، يمكن أن يوفر اختبار التلألؤ البيولوجي ATP نظرة ثاقبة على التمثيل الغذائي الخلوي وصحة الخلية بشكل عام. في هذا الفيديو ، يناقش JoVE التنفس الخلوي ، ويستعرض على وجه التحديد كيف ينتج عن استقلاب الجلوكوز إنتاج ATP. يتبع ذلك...

أنواع الأكسجين التفاعلية هي جزيئات نشطة كيميائيا مشتقة من الأكسجين قادرة على أكسدة الجزيئات الأخرى. بسبب طبيعتها التفاعلية ، هناك العديد من الآثار الضارة المرتبطة بإنتاج ROS غير الخاضع للرقابة ، بما في ذلك التلف الهيكلي للحمض النووي والجزيئات البيولوجية الأخرى. ومع ذلك ، يمكن أن يكون ROS أيضا وسطاء للإشارات الفسيولوجية. هناك أدلة متراكمة على أن أنواع الأكسجين التفاعلية تلعب أدوارا مهمة في كل شيء بدءا من تنشيط عوامل النسخ إلى وساطة السمية الالتهابية التي تقتل مسببات الأمراض الأجنبية وتدافع عن...

النخر ، موت الخلايا المبرمج ، وموت الخلايا الذاتية كلها طرق يمكن أن تموت بها الخلايا ، ويمكن أن تحدث هذه الآليات عن طريق محفزات مختلفة ، مثل إصابة الخلايا أو انخفاض مستويات المغذيات أو بروتينات الإشارات. في حين أن النخر يعتبر شكلا "عرضيا" أو غير متوقع من موت الخلايا ، توجد أدلة على أن موت الخلايا المبرمج والالتهام الذاتي مبرمجان و "مخططان" بواسطة الخلايا. في هذا الفيديو التمهيدي ، يسلط JoVE الضوء على الاكتشافات الرئيسية المتعلقة بموت الخلايا ، بما في ذلك العمل الأخير الذي تم إجراؤه في الديدان...

واحدة من السمات المميزة لموت الخلايا المبرمج هي تجزئة الحمض النووي النووي بواسطة النوويات. يتم تنشيط هذه الإنزيمات بواسطة الكاسباسات ، وهي عائلة البروتينات التي تنفذ برنامج موت الخلايا. مقايسة TUNEL هي طريقة تستفيد من هذه الميزة للكشف عن الخلايا المبرمجة. في هذا الاختبار ، يحفز إنزيم يسمى deoxynucleotidyl transferase الطرفي إضافة نيوكليوتيدات dUTP إلى نهايات 3 'الحرة من الحمض النووي المجزأ. باستخدام dUTPs المصنفة بعلامات كيميائية يمكن أن تنتج التألق أو اللون ، يمكن تحديد الخلايا المبرمجة على...

يوفر التلوين باستخدام Annexin V و propidium iodide (PI) للباحثين طريقة لتحديد أنواع مختلفة من موت الخلايا - إما النخر أو موت الخلايا المبرمج. تعتمد هذه التقنية على مكونين. الأول ، الملحق V ، هو بروتين يربط بعض الدهون الفوسفورية التي تسمى الفوسفاتيديل سيرين ، والتي تحدث عادة فقط في النشرة الداخلية المواجهة للسيتوبلازم لغشاء الخلية ، ولكنها تصبح "مقلوبة" إلى النشرة الخارجية خلال المراحل المبكرة من موت الخلايا المبرمج. المكون الثاني هو جزيء الصبغة المرتبط بالحمض النووي PI ، والذي لا يمكنه دخول...