Biologia komórki

Podział komórki to proces, w którym komórka rodzicielska dzieli się i daje początek dwóm lub więcej komórkom potomnym. Jest to sposób rozmnażania organizmów jednokomórkowych. W organizmach wielokomórkowych podział komórek przyczynia się do wzrostu, rozwoju, naprawy i wytwarzania komórek rozrodczych (plemników i jaj). Podział komórek jest ściśle regulowanym procesem, a nieprawidłowy podział komórek może powodować choroby, zwłaszcza raka. Wprowadzenie do podziału komórek JoVE obejmie krótką...

Cykl komórkowy odnosi się do zestawu zdarzeń, w wyniku których komórka rośnie, replikuje swój genom i ostatecznie dzieli się na dwie komórki potomne w procesie mitozy. Ponieważ ilość DNA w komórce wykazuje charakterystyczne zmiany w całym cyklu, techniki znane jako analiza cyklu komórkowego mogą być stosowane do oddzielenia populacji komórek zgodnie z różnymi fazami cyklu komórkowego, w których się znajdują, w oparciu o ich różną zawartość DNA. W tym filmie omówione zostaną zasady analizy cyklu...

Mitoza to forma podziału komórki, w której materiał genetyczny komórki jest dzielony równo między dwie komórki potomne. Mitozę można podzielić na sześć faz, podczas których każda z nich wykazuje cechy charakterystyczne dla komórek, takie jak chromosomy. Postępy w obrazowaniu żywych komórek fluorescencyjnych pozwoliły naukowcom na bardzo szczegółowe zbadanie tego procesu, dostarczając ważnych informacji na temat biologicznej kontroli tego procesu i tego, jak może się on nie udać w chorobach...

Ruchliwość i migracja komórek odgrywają ważną rolę zarówno w normalnej biologii, jak i w chorobie. Z jednej strony migracja pozwala komórkom na wytwarzanie złożonych tkanek i narządów podczas rozwoju, ale z drugiej strony te same mechanizmy są wykorzystywane przez komórki nowotworowe do przemieszczania się i rozprzestrzeniania w procesie znanym jako przerzuty raka. Jedną z podstawowych maszynerii komórkowych, które umożliwiają ruch komórek, jest wewnątrzkomórkowa sieć cząsteczek miozyny i...

Migracja komórek w odpowiedzi na sygnały chemiczne ma kluczowe znaczenie dla rozwoju, odporności i stanów chorobowych, takich jak rak. Aby określić ilościowo migrację komórek, prosty test został opracowany w 1961 roku przez dr Stephena Boydena, który jest obecnie znany jako test migracji transwell lub test komorowy Boydena. Ten zestaw składa się z wkładki, która rozdziela dołki płytki wielodołkowej na górną i dolną komorę. Komórki, których migrację ma być badana, umieszcza się w górnej komorze...

Macierz zewnątrzkomórkowa (ECM) to sieć cząsteczek, które zapewniają strukturę strukturalną dla komórek i tkanek oraz ułatwiają komunikację międzykomórkową. Opracowano trójwymiarowe techniki hodowli komórkowych w celu dokładniejszego modelowania tego środowiska zewnątrzkomórkowego na potrzeby badania in vitro. Podczas gdy wiele procesów komórkowych podczas migracji przez matryce 3D jest podobnych do tych wymaganych do poruszania się po sztywnych powierzchniach 2D, w tym przylegania, migracja...

Komórki mogą pobierać substancje ze środowiska zewnątrzkomórkowego przez endocytozę i aktywnie uwalniać do niego cząsteczki przez egzocytozę. W takich procesach uczestniczą worki lipidowe zwane pęcherzykami. Wiedza na temat architektury molekularnej i mechanizmów obu komórek jest kluczem do zrozumienia prawidłowej fizjologii komórek, a także stanów chorobowych, które powstają, gdy stają się one wadliwe. W tym filmie najpierw pokrótce omówimy kilka kluczowych odkryć w historii badań nad endo- i...

Komórka może regulować ilość poszczególnych białek na błonie komórkowej poprzez endocytozę, po której białka powierzchniowe komórki są skutecznie sekwestrowane w cytoplazmie. Po znalezieniu się w komórce te białka powierzchniowe mogą zostać zniszczone lub "poddane recyklingowi" z powrotem do błony. Test biotynylacji powierzchni komórki zapewnia naukowcom sposób na badanie tych zjawisk. Technika ta wykorzystuje pochodną małocząsteczkowej biotyny, która może znakować białka powierzchniowe, a...

Barwniki FM to klasa cząsteczek fluorescencyjnych, które znalazły ważne zastosowanie w badaniu procesu recyklingu pęcherzyków. Ze względu na strukturę chemiczną cząsteczki te mogą wstawiać się do zewnętrznego płatka dwuwarstwowych błon fosfolipidowych. Po wprowadzeniu błony są one internalizowane do komórki przez pęcherzyki endocytozowane i uwalniane, gdy pęcherzyki te wracają z powrotem do błony. Ponieważ barwniki te silnie fluoryzują w środowisku hydrofobowym w błonach i słabo w przedziale...

W komórkach krytyczne cząsteczki są budowane przez łączenie ze sobą pojedynczych jednostek, takich jak aminokwasy lub nukleotydy, lub rozkładane na mniejsze składniki. Odpowiednio reakcje odpowiedzialne za to określa się jako anaboliczne i kataboliczne. Reakcje te wymagają lub wytwarzają energię, zazwyczaj w postaci "wysokoenergetycznej" cząsteczki zwanej ATP. Razem te procesy składają się na "metabolizm komórkowy" i są cechami charakterystycznymi zdrowych, żywych komórek. Wprowadzenie JoVE do...

U świetlików enzym lucyferazy przekształca związek zwany lucyferyną w oksylucyferynę i w rezultacie wytwarza światło lub "luminescencję". Aby reakcja ta mogła przebiegać, wymaga energii pochodzącej z ATP, dlatego naukowcy wykorzystali interakcję lucyferazy-lucyferyny, aby ocenić poziom ATP w komórkach. Biorąc pod uwagę rolę ATP jako waluty energii komórki, test bioluminescencji ATP może dostarczyć informacji na temat metabolizmu komórkowego i ogólnego stanu zdrowia komórek. W tym filmie JoVE...

Reaktywne formy tlenu to chemicznie aktywne cząsteczki pochodzące z tlenu, zdolne do utleniania innych cząsteczek. Ze względu na ich reaktywny charakter, istnieje wiele szkodliwych skutków związanych z niekontrolowaną produkcją ROS, w tym strukturalne uszkodzenie DNA i innych cząsteczek biologicznych. Jednak ROS mogą być również mediatorami sygnalizacji fizjologicznej. Istnieje coraz więcej dowodów na to, że ROS odgrywają znaczącą rolę we wszystkim, od aktywacji czynników transkrypcyjnych po...

Martwica, apoptoza i autofagiczna śmierć komórki to sposoby, w jakie komórki mogą umrzeć, a mechanizmy te mogą być wywołane przez różne bodźce, takie jak uszkodzenie komórek, niski poziom składników odżywczych lub białka sygnałowe. Podczas gdy martwica jest uważana za "przypadkową" lub nieoczekiwaną formę śmierci komórki, istnieją dowody na to, że apoptoza i autofagia są zarówno zaprogramowane, jak i "zaplanowane" przez komórki. W tym filmie wprowadzającym JoVE podkreśla kluczowe odkrycia...

Jedną z cech charakterystycznych apoptozy jest fragmentacja jądrowego DNA przez nukleazy. Enzymy te są aktywowane przez kaspazy, rodzinę białek, które realizują program śmierci komórki. Test TUNEL to metoda, która wykorzystuje tę cechę do wykrywania komórek apoptotycznych. W tym teście enzym zwany końcową deoksynukleotydylotransferazą katalizuje dodawanie nukleotydów dUTP do wolnych końców 3' pofragmentowanego DNA. Używając dUTP, które są oznaczone znacznikami chemicznymi, które mogą wytwarzać...

Barwienie aneksyną V i jodkiem propidyny (PI) zapewnia naukowcom sposób na identyfikację różnych typów śmierci komórki - martwicy lub apoptozy. Ta technika opiera się na dwóch komponentach. Pierwsza, aneksyna V, jest białkiem, które wiąże pewne fosfolipidy zwane fosfatydyloserynami, które zwykle występują tylko w wewnętrznym, skierowanym do cytoplazmy płatku błony komórkowej, ale zostają "odwrócone" do zewnętrznego płatka we wczesnych stadiach apoptozy. Drugim składnikiem jest cząsteczka...