Name: membrane proteins in liposome models
Uploaded: 2023-04-30T06:31:34.000Z
Duration: 7 min 5 s
Channel: JoVE

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Life Science

Structure and Function

HS-LS1-3.

Reconstitution of Membrane Proteins

재구성은 고립 된 생체 분자를 원래의 형태 또는 기능으로 되돌리는 과정입니다. 이것은 중요한 세포 기능을 가능하게 하고 가까운 지질의 행동에 영향을 미치는 막 단백질을 공부하기 위해 특히 유용합니다. 정수막 단백질의 기능을 연구하려면 인공 지질 막에 통합하여 재구성해야합니다.
이 비디오는 세제를 이용한 단백질 분리, 지질을 이용한 인공 소포 형성, 고립된 단백질을 인공 소포에 통합, 용액으로부터 세제분리와 같은 막 단백질 재구성 개념 및 관련 절차를 소개합니다. 마지막으로, 두 가지 응용 프로그램이 적용됩니다: 막 수송 단백질의 재구성 및 빛 수확 단백질의 재구성.

막 단백질의 재구성

재구성은 고립 된 생체 분자를 원래의 형태 또는 기능으로 되돌리는 과정입니다. 이것은 중요한 세포 기능을 가능하게 하고 가까운 지질의 행동에 영향을 미치는 막 단백질을 공부하기 위해 특히 유용합니다. 정수막 단백질의 기능을 연구하려면 인공 지질 막에 통합하여 재구성해야합니다.
이 비디오는 세제를 이용한 단백질 분리, 지질을 이용한 인공 소포 형성, 고립된 단백질을 인공 소포에 통합, 용액으로부터 세제분리와 같은 막 단백질 재구성 개념 및 관련 절차를 소개합니다. 마지막으로, 두 가지 응용 프로그램이 적용됩니다: 막 수송 단백질의 재구성 및 빛 수확 단백질의 재구성.
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재구성은 고립 된 생체 분자를 원래의 형태 또는 기능으로 복원하는 과정입니다. 이 접근법은 많은 중요한 세포 과정을 가능하게 하고 이웃 지질의 행동에 영향을 미치는 막 단백질을 공부할 때 수시로 이용됩니다. 그러나, 세포 환경의 복잡성은 막 단백질 기능을 시상에서 공부하기 어렵게 만듭니다. 단백질은 추출하고 정제될 수 있습니다, 그러나 그들의 실제 기능은 막 없이 평가될 수 없습니다. 따라서, 고립된 막 단백질은 리포솜과 같은 인공 지질막으로의 통합에 의해 재구성된다. 이 비디오는 막 단백질 재구성의 원리, 일반적인 재구성 절차 및 생화학에 있는 몇몇 응용을 소개할 것입니다.
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<div class="chapter_text" id="script_1">
세포막은 주로 인지질및막 단백질로 구성됩니다. 인지질은 성수기 인산염 머리가 세포의 수성 내부 및 외부와 상호 작용하는 이중 층을 형성하고 소수성 지방산 꼬리는 이중 층에서 서로 상호 작용합니다.
일부 멤브레인 단백질은 정전기 또는 비동적 상호 작용에 의해서만 멤브레인과 상호 작용합니다. '일체성 단백질'이라고 불리는 다른 사람들은 지질 이중층에 내장되어 있습니다.
이중 층처럼, 일체형 단백질은 소수성 끝과 소수성 센터를 가지고 있으며, 소수성 상호 작용에 의해 제자리에 개최됩니다. 전체 막에 걸친 일체형 단백질은 '막 단백질'로 알려져 있습니다.
이 단백질과 막 사이 상호 작용은 세포를 lysing조차 그(것)들을 분리하지 않을 것이라는 것을 너무 강합니다. 세제라는 특수 계면 활성제는 단백질을 추출하는 데 사용됩니다. 인지질과 마찬가지로 세제는 친수성 머리와 지혈성 꼬리를 가지고 있으며 멤브레인을 자유롭게 입력 할 수 있습니다.
막 안쪽에서는 세제의 리포필성 꼬리가 소수성 단백질 코어와 상호 작용합니다. 이것은 단백질 지질 상호 작용을 방해하는 친수성 세제 헤드의 껍질로 단백질을 포위합니다.
단백질 세제 복합체는 이제 막에서 쉽게 분리됩니다. 세제는 수성 용액에서 복잡한 용해성으로 용해되고 인공 멤브레인에서 재구성 할 준비가되어 있습니다.
단백질은 인공 소포인 리포솜의 막에서 종종 재구성됩니다. 지질을 준비하기 위해 말린 지질은 수분을 공급하고 교반하여 소포 형성을 유도합니다. 세제를 첨가하면 리포솜 막에 통합됩니다.
단백질을 재구성하기 위해 용윤화된 단백질과 리포솜이 결합된 다음 투석 또는 화학 흡착에 의해 용액에서 세제를 제거합니다. 단백질과 리포솜은 프로테오올리포좀으로 빠르게 조립되므로 친수성 그룹만 노출됩니다. 단백질은 그 때 세포막에서 와 같이 작동하고, 격리에서 조사될 수 있습니다.
이제 우리는 단백질 재구성의 기초를 다루었으니, 리포솜에서 막 단백질을 재구성하기 위한 프로토콜을 살펴보겠습니다.
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<div class="chapter_text" id="script_2">
막 단백질을 격리하기 시작하려면 세포가 lysed됩니다. 끊어지지 않은 세포는 원심분리로 제거됩니다.
상체는 멤브레인을 펠릿하는 더 빠른 속도로 원심분리됩니다. 펠릿은 다시 중단되고 단백질을 추출하기 위해 세제가 추가됩니다.
나머지 세포 파편은 추가 원심분리에 의해 제거됩니다. 단백질은 열 크로마토그래피로 상체에서 정제된 다음 필요에 따라 더 농축또는 정제됩니다.
리포솜을 준비하기 시작하려면 유기 용매에서 인지질을 현탁하는 것이 질소 또는 아르곤 하에서 건조됩니다.
인지질은 수분 공급 버퍼로 수화되고, 혼합물은 리포솜 생성을 완료하기 위해 초음파 처리된다.
세제는 리포솜을 용해시키기 위해 첨가되며, 이는 단백질과 결합됩니다.
그런 다음 세제는 폴리스티렌 구슬, 투석 또는 세제 결합 컬럼에 흡착하여 제거됩니다. 결과 프로테오폴좀은 정제되어 후속 실험에 사용될 준비가 되어 있습니다.
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<div class="chapter_text" id="script_3">
이제 막 단백질 재구성 절차의 기본 사항에 익숙해지면 생화학에서 단백질 재구성의 몇 가지 응용 을 살펴 보겠습니다.
막 수송 단백질은 그것의 수송 기계장치의 명확한 이해를 얻기 위하여 재구성되었습니다. 그 기능 사후 재구성은 요오드 이온의 효능으로 확인되었다. 이어서, 수송 활성은 다양한 소분자 이온 채널 억제제 및 전위제의 존재에서 연구되었다. 이런 식으로, 수송 단백질을 가진 이 작은 분자의 직접적인 상호 작용은 공부될 수 있었습니다.
식물에서 엽록소및 카로티노이드 결합 막 단백질은 빛을 수확하고, 전하 분리를 촉진하고, 광 손상을 완화합니다. 이러한 빛 수확 단백질을 재구성함으로써 접이식 역학및 안료와의 상호 작용을 연구할 수 있습니다. 이 기술로 재구성된 빛 수확 단백질은 토착 단백질과 매우 유사한 광학 적 특성을 가지고 있었습니다. 형광 방출 분광법은 그 때 재구성된 광 수확 단백질에 안료에서 에너지 전송을 연구하기 위하여 이용될 수 있습니다.
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막 단백질의 재구성에 대한 JoVE의 비디오를 방금 시청했습니다. 재구성은 추가 조사를 위해 중요한 단백질을 세포 모방세포로 옮기는 방법입니다. 이 비디오는 단백질 재구성의 원리, 재구성 프로토콜 및 생화학에 있는 몇몇 응용을 다루었습니다. 시청해 주셔서 감사합니다!
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Reconstitution is the process of returning an isolated biomolecule to its original form or function. This is particularly useful for studying membrane ...

재구성은 분리된 생체 분자를 원래 형태 또는 기능으로 복원하는 과정입니다. 이 접근법은 많은 중요한 세포 과정을 가능하게 하고 주변 지질의 행동에 영향을 미치는 막 단백질을 연구할 때 자주 사용됩니다. 그러나 세포 환경의 복잡성으로 인해 막 단백질 기능을 현장에서 연구하기가 어렵습니다. 단백질은 추출하고 정제할 수 있지만 멤브레인 없이는 실제 기능을 평가할 수 없습니다. 그러므로, 분리된 막 단백질은 리포솜(liposome)과 같은 인공 지질막(artificial lipid membrane)으로의 통합에 의해 재구성됩니다. 이 비디오는 막 단백질 재구성의 원리, 일반적인 재구성 절차 및 생화학의 몇 가지 응용 분야를 소개합니다. 세포막은 주로 인지질과 막 단백질로 구성됩니다. 인지질은 친수성 인산염 헤드가 세포의 수성 내부 및 외부와 상호 작용하는 이중층을 형성하고 소수성 지방산 꼬리는 이중층에서 서로 상호 작용합니다. 일부 막 단백질은 정전기 또는 비공유 상호 작용에 의해서만 막과 상호 작용합니다. '통합 단백질(integral proteins)'이라고 불리는 다른 단백질은 지질 이중층에 내장되어 있습니다. 이중층(bilayer)과 마찬가지로, 일체형 단백질(integral protein)은 친수성 말단(hydrophilic ends)과 소수성 중심(hydrophobic center)을 가지고 있으며, 소수성 상호작용(hydrophobic interactions)에 의해 제자리에 고정됩니다. 전체 멤브레인에 걸쳐 있는 통합 단백질을 '막관통 단백질(transmembrane proteins)'이라고 합니다. 이러한 단백질과 막 사이의 상호 작용은 매우 강하여 세포를 용해시켜도 분리되지 않습니다. 단백질을 추출하기 위해 세제라고 하는 특수 계면활성제가 사용됩니다. 인지질과 유사하게 세제는 친수성 헤드와 친유성 테일을 가지고 있으며 멤브레인에 자유롭게 들어갈 수 있습니다. 멤브레인 내부에서 세제의 친유성 꼬리는 소수성 단백질 코어와 상호 작용합니다. 이것은 친수성 세제 헤드의 껍질로 단백질을 둘러싸고 단백질-지질 상호 작용을 방해합니다. 단백질 세제 복합체는 이제 멤브레인에서 쉽게 분리됩니다. 세제는 복합체를 수용액에 용해시키고 인공 멤브레인에서 재구성 할 준비가되어 있습니다. 단백질은 인공 소포인 리포솜(liposome)의 막에서 재구성되는 경우가 많습니다. 리포좀을 준비하기 위해 건조된 지질을 수화하고 교반하여 소포 형성을 유도합니다. 세제를 첨가하면 리포좀 막에 통합됩니다. 단백질을 재구성하기 위해, 가용화된 단백질과 리포솜이 결합되고, 그런 다음 세제는 투석 또는 화학 흡착에 의해 용액에서 제거됩니다. 단백질과 리포솜은 프로테오리포좀(proteoliposome)으로 빠르게 조립되므로 친수성 그룹만 노출됩니다. 그런 다음 단백질은 세포막에서와 같이 기능하며 단독으로 조사할 수 있습니다. 단백질 재구성의 기초를 다루었으니 이제 리포솜에서 막 단백질을 재구성하기 위한 프로토콜에 대해 알아보겠습니다. 막 단백질을 분리하기 시작하기 위해 세포를 용해시킵니다. 끊어지지 않은 세포는 원심분리로 제거됩니다. 상등액은 멤브레인을 펠릿화하기 위해 더 빠른 속도로 원심분리됩니다. 펠릿을 다시 현탁시키고 단백질을 추출하기 위해 세제를 첨가합니다. 나머지 세포 파편은 추가 원심분리로 제거합니다. 단백질은 컬럼 크로마토그래피로 상층액에서 정제된 후 필요에 따라 추가로 농축 또는 정제됩니다. 리포좀 준비를 시작하기 위해 유기 용매의 인지질 현탁액을 질소 또는 아르곤으로 건조합니다. 인지질은 수화 완충액으로 수화되고 혼합물은 초음파 처리되어 리포솜 생성을 마칩니다. 리포솜을 가용화하기 위해 세제를 첨가한 다음 단백질과 결합합니다. 그런 다음 세제는 폴리스티렌 비드, 투석 또는 세제 결합 컬럼에 흡착하여 제거됩니다. 생성된 프로테오리포좀은 정제되어 후속 실험에 사용할 준비가 되었습니다. 이제 막 단백질 재구성 절차의 기본 사항에 대해 알아보았으므로 생화학에서 단백질 재구성의 몇 가지 응용 분야를 살펴보겠습니다. 막 수송 단백질은 그 수송 메커니즘에 대한 보다 명확한 이해를 얻기 위해 재구성되었습니다. 재구성 후 그 기능은 요오드화물 이온의 유출로 확인되었습니다. 그런 다음, 다양한 소분자 이온 채널 억제제 및 강화제의 존재 하에서 수송 활성을 연구했습니다. 이런 식으로, 수송 단백질과 이 작은 분자의 직접적인 상호 작용은 공부될 수 있었습니다. 식물의 엽록소와 카로티노이드 결합 막 단백질은 빛을 수확하고 전하 분리를 촉진하며 빛 손상을 완화합니다. 이러한 광 수확 단백질을 재구성함으로써 접힘 역학 및 색소와의 상호 작용을 연구할 수 있습니다. 이 기술로 재구성된 광 수확 단백질은 네이티브 단백질과 매우 유사한 광학적 특성을 가졌습니다. 그런 다음 형광 방출 분광법을 사용하여 색소에서 재구성된 광 수확 단백질로의 에너지 전달을 연구할 수 있습니다. 막 단백질의 재구성에 대한 JoVE의 비디오를 시청하셨습니다. 재구성(Reconstitution)은 추가 연구를 위해 중요한 단백질을 모방 세포로 전달하는 방법입니다. 이 비디오는 단백질 재구성의 원리, 재구성 프로토콜 및 생화학의 몇 가지 응용 분야를 다루었습니다. 시청해 주셔서 감사합니다!

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membrane proteins in liposome models

Membrane proteins can be moved into liposome models so their function can be studied outside a cell. Reconstitution means restoring an isolated biomolecule to a working form. For membrane proteins, that usually means placing a purified protein into an artificial lipid membrane.

Cell membranes are made mainly of phospholipids and membrane proteins. The phospholipids form a bilayer with hydrophilic phosphate heads facing water and hydrophobic fatty acid tails facing inward. Some membrane proteins attach by noncovalent or electrostatic interactions, while integral proteins are embedded in the bilayer. Transmembrane proteins are integral proteins that span the full membrane, and their strong interactions with the membrane are not broken just by lysing cells.

Detergent is used to extract these proteins. Detergents have hydrophilic heads and lipophilic tails, so they can enter the membrane. Their tails interact with the hydrophobic protein core and surround it with detergent heads, which breaks protein-lipid interactions. The protein-detergent complex becomes soluble in water and is ready for reconstitution.

Liposomes are artificial vesicles often used for this step. They are made by hydrating dried lipids and agitating them to form vesicles. When detergent is added, it becomes part of the liposome membrane. The purified protein and liposomes are then mixed, and the detergent is removed by dialysis or chemical adsorption. As the detergent leaves, the protein and lipids assemble into proteoliposomes, with hydrophilic groups exposed to water. The reconstituted proteins can then work in a membrane-like setting and be studied in isolation.

A general liposome protocol starts with cell lysis. Unbroken cells are removed by centrifugation, and the membranes are pelleted at higher speed. The pellet is resuspended, detergent is added to extract the proteins, and more centrifugation removes leftover debris. The protein is then purified by column chromatography and concentrated if needed.

Liposome preparation follows a separate path. Phospholipids in organic solvent are dried under nitrogen or argon, then hydrated with buffer. Sonication finishes the liposome formation. After detergent is added to solubilize the liposomes, the proteins are combined with them. The detergent is removed with polystyrene beads, dialysis, or a detergent-binding column, leaving proteoliposomes that can be purified and used in later experiments.

Reconstituted membrane proteins have several uses in biochemistry. One transport protein was reconstituted to better understand how it moves molecules. Its activity was checked by the efflux of iodide ions. Researchers also tested small-molecule ion channel inhibitors and potentiators to study how they interact with the transport protein directly.

Plant light-harvesting proteins are another example. These chlorophyll- and carotenoid-binding membrane proteins help harvest light, support charge separation, and reduce light damage. After reconstitution, scientists can study folding dynamics and pigment interactions. The reconstituted proteins showed optical properties very similar to native proteins, and fluorescence emission spectroscopy can be used to follow energy transfer from pigments to the proteins.

Membrane Proteins in Liposome Models

dialysis: diffusion based separation

Dialysis for Buffer Exchange in Biochemistry

Dialysis is a common biochemistry technique for buffer exchange and desalting. It separates molecules by diffusion through a semipermeable membrane, which lets small molecules pass while holding larger biomolecules inside the sample. The membrane is the key part of the setup. Its pores create a molecular weight cutoff, so a membrane such as a 10 kDa membrane usually keeps molecules larger than 10 kilodaltons inside. This cutoff is not exact, because membranes have a range of pore sizes.

enzyme assays and kinetics

Measuring Enzyme Reaction Rates

Enzyme reaction rates can be measured with assays that track how substrate or product levels change over time. Enzymes are proteins, or sometimes RNAs, that speed up chemical reactions by lowering the activation energy needed to start them. They act on a specific substrate and help form a product that supports life processes. Enzymatic reactions are often described in three steps. First, the substrate binds to the enzyme active site and forms an enzyme-substrate complex. That complex can fall...

maldi-tof mass spectrometry

How MALDI-TOF Reads Biomolecules

MALDI-TOF mass spectrometry reads biomolecules by using a laser, a matrix, and a time-of-flight analyzer. MALDI, or matrix-assisted laser desorption ionization, helps fragile molecules keep their structure while they are moved into the mass analyzer. The analyzer then separates compounds based on size and charge. In MALDI, the sample is mixed into a matrix, usually an organic compound with aromatic and conjugated double bonds. A laser pulse strikes the spot, and the matrix absorbs most of the...

tandem mass spectrometry

Tandem Mass Spectrometry for Biomolecule Analysis

Tandem mass spectrometry is used to isolate a biomolecule and break it into smaller pieces so its makeup can be studied. Because biomolecules often have large, complex structures, it can be hard to identify their molecular composition and sequence from a single measurement. By linking mass spectrometers in series, the technique first selects one ion and then analyzes the fragments it produces. The process starts with an ion source that converts the sample into ions. A mass analyzer then...

protein crystallization

Protein Crystals for Structure Analysis

Protein crystals help scientists study protein structure and function. A crystal is a solid lattice made from purified protein molecules. These crystals are useful in structural biology because they reveal details that methods like mass spectrometry and SDS-PAGE cannot show on their own. Protein crystallization is paired with recombinant protein expression and x-ray diffraction to support this work. The process starts with a large amount of very pure protein. Researchers often make that...

chromatography-based biomolecule purification methods

chromatography-based-biomolecule-purification-methods

Protein Purification with SEC and IMAC

Protein purification with size-exclusion chromatography and affinity chromatography helps isolate biomolecules from complex mixtures. These methods are common in biochemistry because purified samples are needed before a biomolecule’s properties and activity can be studied. The video focuses on the principles behind size-exclusion chromatography, affinity chromatography, and immobilized metal affinity chromatography, or IMAC. Size-exclusion chromatography, or SEC, separates molecules by size. A...

two-dimensional gel electrophoresis

Protein Mapping with 2D Gel Electrophoresis

Protein mapping with 2D gel electrophoresis separates complex protein mixtures across two steps. The method combines isoelectric focusing, or IEF, with sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, or SDS-PAGE. Together, these methods can resolve thousands of biomolecules from a single sample by their isoelectric point and molecular weight. The first dimension is IEF. Each protein has an isoelectric point, or pI, which is the pH where its net charge is zero. Proteins are loaded...

metabolic labeling

Tracking Cell Chemistry with Metabolic Labels

Metabolic labeling tracks cell chemistry by using chemical analogs that cells take up and build into biomolecules. These labels help scientists follow biochemical changes and modifications inside cells. The labeled products can then be studied with tools such as SDS-PAGE and NMR to learn more about metabolic pathways. Several labeling strategies are shown here. Isotopic labeling uses analogs that match the natural molecule but contain uncommon isotopes, such as carbon-13 and nitrogen-15 in an...

electrophoretic mobility shift assay (emsa)

electrophoretic-mobility-shift-assay-emsa

Detecting Protein-DNA Binding by EMSA

Electrophoretic mobility shift assay, or EMSA, is a biochemical method used to detect binding between proteins and nucleic acids. It is also called a gel shift assay. The test compares how a labeled nucleic acid moves through a gel before and after it binds a protein. EMSA is used to see whether a specific protein binds to a specific nucleic acid. First, the nucleic acid is labeled to make a probe. The transcript describes radioactive phosphorus-32 as a common label. The probe is then mixed...

photometric protein determination

Measuring Protein Concentration with Absorbance

Measuring protein concentration with absorbance is a key step in many biochemical assays. Photometric methods use the fact that samples with more light-absorbing material transmit less light. Because concentration and absorption are directly related, this makes it possible to measure an unknown sample. The core idea comes from the Beer-Lambert Law. This law states that the concentration of a light-absorbing species is proportional to its absorbance. The video also introduces the Bradford assay...

density gradient ultracentrifugation

Sucrose Gradient Separation in an Ultracentrifuge

Sucrose gradient separation in an ultracentrifuge is a lab method for isolating cell parts and biomolecules. It uses differences in density to make particles sink or rise in a liquid. A high-speed ultracentrifuge speeds up this process so components can be separated without destroying them. The basic idea starts with a suspension, which is particles mixed in a liquid solvent. Particles that are denser than the solvent sediment, while less dense particles float. A rotor inside the...

co-immunoprecipitation and pull-down assays

co-immunoprecipitation-and-pull-down-assays

Protein Interaction Capture Methods in Cells

Co-immunoprecipitation and pull-down assays are laboratory methods used to capture stable protein-protein interactions. Protein-protein interactions help control many biological functions, but many of them have not yet been identified. These assays are related to immunoprecipitation, which isolates a target protein from a mixed sample using an antibody. In co-immunoprecipitation, or CoIP, an antibody binds the target protein, and that protein is already attached to another protein that the...

reconstitution of membrane proteins

Membrane proteins can be moved into liposome models so their function can be studied outside a cell. Reconstitution means restoring an isolated biomolecule to a working form. For membrane proteins, that usually means placing a purified protein into an artificial lipid membrane. Cell membranes are made mainly of phospholipids and membrane proteins. The phospholipids form a bilayer with hydrophilic phosphate heads facing water and hydrophobic fatty acid tails facing inward. Some membrane...

f&#246;rster resonance energy transfer (fret)

FRET as a Molecular Ruler in Cells

Föster resonance energy transfer, or FRET, is a way to study close-range biochemical interactions using light-emitting molecules. A donor fluorophore can pass energy to an acceptor fluorophore when their emission and absorption spectra overlap. This transfer happens only when the pair is very close together, usually within 10 nm. Because FRET depends on distance, it is often called a molecular or spectroscopic ruler. The strength of the signal is measured as FRET efficiency, which describes...

surface plasmon resonance (spr)

SPR Biosensors for Tracking Binding Kinetics

Surface plasmon resonance, or SPR, is a way to track biomolecular binding on a label-free biosensor. It is used to measure molecular affinity, kinetics, specificity, and concentration. The method works with a thin metal layer on a prism, where changes in reflected light reveal interactions in real time. SPR sensors use a thin layer of a noble metal on the face of a prism. Light is reflected from the prism-metal interface into a photodetector. At one specific angle, called the surface plasmon...

biochemistry

이 컬렉션은 선호도 크로마토그래피와 같은 일반적으로 사용되는 정제 방법과 MALDI-TOF와 같은 분석 방법을 제공합니다. 또한, 비디오는 공동 면역 침전 및 대사 라벨링과 같은 생체 분자 상호 작용 및 기능을 평가하는 방법을 선보이고 있습니다.

See how membrane proteins are extracted with detergent and reinserted into liposomes so students can study transport and light-harvesting function.

Membrane Proteins in Liposome Models | JoVE K12

matter-and-energy-in-organisms-and-ecosystems

Matter and Energy in Organisms and Ecosystems

HS-LS1-5.

HS-LS1-6.

Overview

Principles of Membrane Protein Reconstitution

Protocol for Reconstitution of Membrane Proteins in Liposomes

Applications

Summary

Characteristics of Life

Biology is a natural science that studies life and living organisms, including their structure, function, development, interactions, evolution, ...

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Cell Structure

Background
Cells represent the most basic biological units of all organisms, whether it be simple, single-celled organisms like bacteria, or large, ...

Visualizing Onion and Cheek Cells
ExpandImmediately before the experiment, wash and peel onion bulbs for the class.
Remove the entire brown outer skin and ...

Visualizing Onion and Human Cells
ExpandIn this experiment you will prepare different types of cells from a plant and animal, onion and human ...

What are Cells?

Cell Diversity

The concept of a cell started with microscopic observations of dead cork tissue by Robert Hooke in 1665. Hooke coined the term &#34;cell&#34; based on the ...

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Community DNA Extraction from Bacterial Colonies

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - The University of Arizona
Demonstrating Author: Luisa Ikner
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DNA gel electrophoresis is a technique used for the detection and separation of DNA molecules. An electric field is applied to a gel matrix comprised of ...

Enzyme Assays and Kinetics

Enzyme kinetics describes the catalytic effects of enzymes, which are biomolecules that facilitate chemical reactions necessary for living organisms. ...

DNA Ligation Reactions

In molecular biology, ligation refers to the joining of two DNA fragments through the formation of a phosphodiester bond.  An enzyme known as a ligase ...

explant-culture-for-developmental-studies

Explant Culture for Developmental Studies

Explant culture is a technique in which living cells or tissues are removed from an embryo for continued development outside of the organism. This ex vivo ...

DNA Methylation Analysis

Methylation at CpG dinucleotides is a chemical modification of DNA hypothesized to play important roles in regulating gene expression. In particular, the ...

Expression Profiling with Microarrays

Microarrays are important tools for profiling gene expression, and are based on complementary binding between probes that are attached to glass chips and ...

Density Gradient Ultracentrifugation

Density gradient ultracentrifugation is a common technique used to isolate and purify biomolecules and cell structures. This technique exploits the fact ...

F&#246;rster Resonance Energy Transfer (FRET)

F&#246;rster resonance energy transfer (FRET) is a phenomenon used to investigate close-range biochemical interactions. In FRET, a donor photoluminescent ...

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Detecting Environmental Microorganisms with the Polymerase Chain Reaction and Gel Electrophoresis

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - Arizona University
Demonstrating Author: Bradley Schmitz
Polymerase chain reaction (PCR) is ...

Gel Purification

Gel purification is used to recover DNA fragments after electrophoretic separation. DNA recovery from an agarose gel includes three basic steps: binding, ...

Detecting Reactive Oxygen Species

Reactive oxygen species are chemically active, oxygen-derived molecules capable of oxidizing other molecules. Because of their reactive nature, there are ...

Gene Silencing with Morpholinos

Morpholino-mediated gene silencing is a common technique used to study roles of specific genes during development. Morpholinos inhibit gene expression by ...

development-and-reproduction-of-the-laboratory-mouse

Development and Reproduction of the Laboratory Mouse

Successful breeding of the laboratory mouse (Mus musculus) is critical to the establishment and maintenance of a productive animal colony. Additionally, ...

Construct an explanation based on evidence for how the structure of DNA determines the structure of proteins which carry out the essential functions of life through systems of specialized cells.

HS-LS1-1.

Membrane Proteins in Liposome Models

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