Клеточная биология

Деление клетки — это процесс, при котором родительская клетка делится и дает начало двум или более дочерним клеткам. Является средством размножения одноклеточных организмов. В многоклеточных организмах деление клеток способствует росту, развитию, восстановлению и образованию репродуктивных клеток (сперматозоидов и яйцеклеток). Деление клеток является строго регулируемым процессом, и аберрантное деление клеток может вызывать заболевания, в частности рак. В книге JoVE «Введение в деление...

Клеточный цикл относится к набору событий, посредством которых клетка растет, реплицирует свой геном и, в конечном итоге, делится на две дочерние клетки в процессе митоза. Поскольку количество ДНК в клетке демонстрирует характерные изменения на протяжении цикла, методы, известные как анализ клеточного цикла, могут быть использованы для разделения популяции клеток в соответствии с различными фазами клеточного цикла, в которых они находятся, на основе их различного содержания ДНК. В этом видео...

Митоз — это форма деления клеток, при которой генетический материал клетки делится поровну между двумя дочерними клетками. Митоз можно разбить на шесть фаз, во время каждой из которых компоненты клетки, такие как ее хромосомы, демонстрируют визуально различимые характеристики. Достижения в области визуализации флуоресцентных живых клеток позволили ученым изучить этот процесс очень подробно, предоставив важную информацию о биологическом контроле этого процесса и о том, как он может пойти не так...

Подвижность и миграция клеток играют важную роль как в нормальной биологии, так и в болезнях. С одной стороны, миграция позволяет клеткам генерировать сложные ткани и органы во время развития, но с другой стороны, те же механизмы используются опухолевыми клетками для перемещения и распространения в процессе, известном как метастазирование рака. Одним из основных клеточных механизмов, которые делают возможным движение клеток, является внутриклеточная сеть молекул миозина и актина, известная...

Миграция клеток в ответ на химические сигналы имеет решающее значение для развития, иммунитета и болезненных состояний, таких как рак. Для количественной оценки миграции клеток в 1961 году доктором Стивеном Бойденом был разработан простой анализ, который теперь известен как анализ трансвелловой миграции или камерный анализ Бойдена. Эта установка состоит из вкладыша, которая разделяет лунки многолуночной пластины на верхний и нижний отсеки. Клетки, миграцию которых необходимо изучать, засеивают...

Внеклеточный матрикс (ВКМ) представляет собой сеть молекул, которые обеспечивают структурный каркас для клеток и тканей и помогают облегчить межклеточную коммуникацию. Трехмерные методы культивирования клеток были разработаны для более точного моделирования этой внеклеточной среды для исследования in vitro. В то время как многие клеточные процессы во время миграции через 3D-матрицы аналогичны тем, которые необходимы для перемещения по жестким двумерным поверхностям, включая адгезив, миграция...

Клетки могут поглощать вещества из внеклеточной среды путем эндоцитоза и активно выделять в нее молекулы путем экзоцитоза. В таких процессах участвуют связанные с липидной мембраной мешочки, называемые везикулами. Знание молекулярной архитектуры и механизмов обоих является ключом к пониманию нормальной физиологии клеток, а также болезненных состояний, которые возникают, когда они становятся дефектными. В этом видео мы сначала кратко рассмотрим несколько ключевых открытий в истории исследований...

Клетка может регулировать количество определенных белков на своей клеточной мембране с помощью эндоцитоза, после чего белки клеточной поверхности эффективно изолируются в цитоплазме. Оказавшись внутри клетки, эти поверхностные белки могут быть либо разрушены, либо «переработаны» обратно в мембрану. Анализ биотинилирования клеточной поверхности дает исследователям возможность изучить эти явления. В этом методе используется производное маломолекулярного биотина, которое может помечать...

FM-красители — это класс флуоресцентных молекул, которые нашли важное применение в изучении процесса переработки везикул. Благодаря своей химической структуре эти молекулы могут встраиваться во внешний листок фосфолипидных бислойных мембран. После введения в мембрану они интернализуются в клетку через эндоцитозированные везикулы и высвобождаются, когда эти везикулы возвращаются обратно в мембрану. Поскольку эти красители сильно флуоресцируют в гидрофобной среде внутри мембран и слабо во...

В клетках критические молекулы либо строятся путем соединения отдельных единиц, таких как аминокислоты или нуклеотиды, либо расщепляются на более мелкие компоненты. Соответственно, реакции, отвечающие за это, относят к анаболическим и катаболическим. Эти реакции требуют или производят энергию, как правило, в форме «высокоэнергетической» молекулы, называемой АТФ. Вместе эти процессы составляют «клеточный метаболизм» и являются отличительными признаками здоровых, живых клеток. Во введении в...

У светлячков фермент люцифераза превращает соединение под названием люциферин в оксилюциферин и в результате производит свет или «люминесценцию». Для протекания этой реакции требуется энергия, полученная из АТФ, поэтому исследователи использовали взаимодействие люциферазы и люциферина для измерения уровня АТФ в клетках. Учитывая роль АТФ в качестве энергетической валюты клетки, биолюминесцентный анализ АТФ может дать представление о клеточном метаболизме и общем здоровье клеток. В этом видео...

Активные формы кислорода — это химически активные молекулы, полученные из кислорода, способные окислять другие молекулы. Из-за их реакционноспособной природы существует множество вредных эффектов, связанных с неконтролируемой продукцией АФК, включая структурные повреждения ДНК и других биологических молекул. Тем не менее, АФК также могут быть медиаторами физиологической сигнализации. Накапливаются доказательства того, что АФК играют важную роль во всем, начиная от активации факторов...

Некроз, апоптоз и аутофагическая гибель клеток — все это способы, при которых клетки могут погибать, и эти механизмы могут быть вызваны различными стимулами, такими как повреждение клеток, низкий уровень питательных веществ или сигнальных белков. В то время как некроз считается «случайной» или неожиданной формой гибели клеток, существуют доказательства того, что апоптоз и аутофагия программируются и «планируются» клетками. В этом вступительном видео JoVE рассказывает о ключевых открытиях,...

Одним из признаков апоптоза является фрагментация ядерной ДНК нуклеазами. Эти ферменты активируются каспазами, семейством белков, которые выполняют программу клеточной смерти. Анализ TUNEL — это метод, который использует эту функцию для обнаружения апоптотических клеток. В этом анализе фермент, называемый терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазой, катализирует добавление нуклеотидов dUTP к свободным 3'-концам фрагментированной ДНК. Используя dUTP, помеченные химическими метками, которые могут...

Окрашивание аннексином V и йодидом пропидия (PI) дает исследователям возможность идентифицировать различные типы гибели клеток — либо некроз, либо апоптоз. Эта методика опирается на две составляющие. Первый, аннексин V, представляет собой белок, который связывается с определенными фосфолипидами, называемыми фосфатидилсеринами, которые обычно встречаются только во внутреннем, обращенном к цитоплазме листке клеточной мембраны, но «переворачиваются» во внешний листок на ранних стадиях апоптоза.