Name: face recognition and upside-down faces
Uploaded: 2023-04-30T06:46:13.000Z
Duration: 6 min 13 s
Channel: JoVE
Description: Face recognition is a specialized part of human perception. It often feels effortless, but it actually depends on complex and intensive processing. The brain uses dedicated networks to detect faces and tell them apart.

K12 Standards

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

High School

Life Science

Structure and Function

HS-LS1-2.

The Inverted-face Effect

1. Ekipman ve Uyaranlar
<ol>
	<li>Bu deney bir bilgisayar ve deney komut dosyası oluşturma yazılımı gerektirir. </li>
	<li>Ek olarak, deney, tercihen benzer aydınlatma koşullarına sahip ve duygusal ifadeler içermeyen nispeten büyük bir yüz görüntüleri seti gerektirir. Bu tür görüntülerin birçok veritabanı, araştırma amacıyla çevrimiçi olarak ücretsiz olarak mevcuttur. MIT yüz veritabanı iyi bir kaynaktır: http://web.mit.edu/emeyers/www/face_databases.html#oulu</li>
</ol>
2. Tasarım
<ol>
	<li>80 yüz görüntüsünden oluşan bir set oluşturun. Onları ikiye bölün, 40'ar kişilik iki gruba ayırın. Deneyin tesadüfi maruz kalma bölümünde bir grup kullanın ve diğer grubu test bölümünde folyo olarak kullanmak üzere ayırın.
	<ol>
		<li>İki grubunuzun aynı göreceli erkek ve kadın oranlarına sahip olması gerektiğini unutmayın. Başka bir deyişle, 40 kişilik bir grupta 25 erkek yüz varsa, diğerinde de 25 olmalıdır. </li>
	</ol>
	</li>
	<li>Tesadüfi maruz kalma programı
	<ol>
		<li>Deneyin ilk kısmı, bir katılımcıyı bir kapak görevi aracılığıyla tesadüfen 40 yüzle karşı karşıya bırakmayı içerir. </li>
		<li>Deneme bir 'Hazır' ekranıyla başlar. Boşluk tuşuna basmak pozlamayı başlatır. </li>
		<li>Boşluk tuşuna basıldığında, 40 yüzün her biri 1 saniye boyunca birer birer gösterilir. Her görüntüden sonra "Erkek/Kadın?" yazan bir ekran belirir. (Katılımcının kapak görevi, bir yüzün erkek mi yoksa kadın mı olduğunu bildirmektir.)</li>
		<li>Programı, katılımcı M veya F tuşuna bastıktan sonra bir sonraki yüze ilerleyecek şekilde ayarlayın (Erkek ve Kadın'a karşılık gelir). Şekil 1 deneyin maruz kalma aşamasındaki olayların sırasını şematize eder. </li>
		<li>Deneyin bu aşaması, setteki her yüz için bir tane olmak üzere toplam 40 denemedir. </li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10209/10209fig1.jpg"> 
Şekil 1. Ters yüz etkisini göstermek için tasarlanmış tesadüfi kodlama belleği paradigması için yöntemler. Deney iki bölümden oluşmaktadır. Tesadüfi kodlama aşaması olarak adlandırılan ilk bölümde, katılımcılar 40 yüzü tek tek gözlemler ve her yüzün erkek mi yoksa kadın mı olduğunu basitçe bildirmeleri istenir. İkinci aşamada, katılımcıya sürpriz bir hafıza testi yapılır. Her denemede iki yüz yan yana gösterilir. Her çiftten biri kodlama aşamasında gösterilen yüzlerden biridir ve folyo olarak adlandırılan diğeri, gözlemci tarafından daha önce hiç görülmemiş yeni bir yüzdür. Görev, her bir çiftte hangi yüzün daha önce görülen yüz olduğunu belirtmek için sağ ve sol ok tuşlarını kullanmaktır. En önemlisi, yüz çiftlerinin yarısı baş aşağı görünür. İlgilenilen ölçü, baş aşağı yüzlerle karşılaştırıldığında sağ taraf yukarı için rapor doğruluğudur. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10209/10209fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. </a>
<ol start="3">
	<li>Test aşaması programı
	<ol>
		<li>Deneyin test kısmı ayrıca 40 denemeyi de içeriyor. </li>
		<li>Her deneme için, eski yüzlerden birini ve daha önce ayrılmış yüzlerden birini (aynı cinsiyetten) rastgele seçin. Birini ekranın sol tarafına, diğerini de sağ tarafına yerleştirin. </li>
		<li>Görev, katılımcının bir çiftteki yüzlerden hangisinin daha önce görüldüğünü sol veya sağ ok tuşuyla belirtmesidir. </li>
		<li>Önemli olan manipülasyon, denemelerin yarısında iki yüzün baş aşağı sunulmasıdır. </li>
		<li>Baş aşağı ve sağ taraf yukarı denemelerini rastgele karıştırın. </li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Denemeyi Çalıştırma
<ol>
	<li>Deney başlamadan önce, katılımcıya bilinen herhangi bir görme bozukluğu veya zorluğu olup olmadığını ve özellikle de insanları tanımakta zorluk çekip çekmediklerini sormak iyi bir fikirdir. </li>
	<li>Bir katılımcıyı sunum bilgisayarının monitöründen 60 cm uzağa oturtun. </li>
	<li>Kodlama aşamasını katılımcıya, gelecek test aşamasından bahsetmeden aşağıdaki gibi açıklayın:
	<ol>
		<li>"Bu, yüz algısı ile ilgili bir deney. Her denemede, bir saniye boyunca tek bir yüz göreceksiniz, ardından az önce gördüğünüz yüzün cinsiyetini tanımlamanızın isteneceği bir ekran göreceksiniz. Erkek için M tuşuna ve kadın için F tuşuna basın. Görev çok kolay görünebilir, çünkü bazıları tanımlanması kolay uyaranlar ve bazıları dijital olarak değiştirilmiş, daha zorlu uyaranlar içeren birkaç deneyle bir çalışma yürütüyoruz. Birlikte ele alınan sonuçlar, bir yüzün cinsiyetini tanımak için kullanılan yüz özelliklerini anlamamıza yardımcı olacaktır. Size kolay ya da zor gelse de, lütfen elinizden gelenin en iyisini yapın. Sadece 40 deneme var ve tamamlanması beş dakikadan az sürecek."</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Programı başlatın ve katılımcı deneyin bu aşamasını tamamlarken yanınızda durun. </li>
	<li>Katılımcının işi bittiğinde aşağıdakileri söyleyin:
	<ol>
		<li>"Çalışmanın bu bölümünü tamamladığınız için teşekkür ederiz. Şimdi sizden ikinci bir deney yapmanızı istiyorum, bu deney de sadece beş dakika sürecek. Her denemede, biri ekranın sol tarafında ve diğeri sağ tarafında olmak üzere iki yüz göreceksiniz. Her çiftteki yüzlerden biri az önce gördüğünüz yüzlerden biri olacak, diğeri ise az önce yaptığınız yargılama görevinde görünmeyen yeni bir yüz olacak. Şimdi göreviniz, yargılama görevinde ortaya çıkan 'eski' yüzü tanımlamaktır. Soldaki yüzü belirtmek için sol ok tuşunu ve sağdaki yüzü belirtmek için sağ ok tuşunu kullanın. Bazı denemelerde, iki yüz baş aşağı gösteriliyor. Bunun bir önemi yok, senin görevin her zaman bir kere gördüğünü düşündüğün yüzü tanımlamak için elinden gelenin en iyisini yapmak." </li>
		<li>Katılımcı hafıza testini tamamlarken beklemede kalın. </li>
	</ol>
	</li>
</ol>

Ters çevrilmiş yüzlerin işlenmesinin zor olduğunun keşfinin birçok uygulaması vardır. Örneğin nörogörüntüleme çalışmaları, özel yüz işlemede yer alan beyin bölgelerini tanımlamak için bu etkiden yararlanmıştır. Beyin taramaları, gözlemciler hem dik hem de ters yüzleri gördüklerinde yapılır. Daha sonra iki tür uyarana verilen tepkiler karşılaştırılır. Her iki uyaran seti de genel olarak çok benzer görsel özelliklere sahiptir ve görsel sistemin çoğunda benzer aktiviteye yol açar. Yine de bir beyin bölgesinde, dik yüzler, t...

ters yüz etkisi

Kaynak: Jonathan Flombaum Laboratuvarı—Johns Hopkins Üniversitesi
Algıda, karmaşık uyaranları tanıma ve yorumlama yeteneğinin zahmetsiz hissettirdiği, ancak aslında karmaşık ve yoğun bir işlem gerektirdiği sıklıkla görülür. Bunun nedeni, işlemenin belirli türdeki çok önemli uyaranlar için özelleştirilmiş ve otomatikleştirilmiş olmasıdır. Bu fenomenin en iyi örnekleri arasında yüz işleme yer almaktadır. İnsanlar yüzleri algılamaya ve tanımaya çalışmazlar. Sadece oluyor gibi görünüyor. Bununla birlikte, yüzleri algılamak ve onları birbirinden ayırmak aslında zorlu bir hesaplama görevidir. 

İnsan yüz tanıma yetenekleri, özel hesaplamalara ve özel beyin ağlarına dayanır. Bunun basit bir gösterimi, ters yüz efektidir. Baş aşağı yüzleri tanımak, onları sağ tarafları yukarı bakacak şekilde tanımaktan çok daha zordur, ancak aynı şey diğer birçok görsel nesne türü için geçerli değildir. Ters yüz efekti çeşitli şekillerde gösterilir. Bu videoda, yüz işleme ve ters yüz efektini araştırmak için tesadüfi bir kodlama belleği paradigması gösterilmektedir.

Sonuçları analiz etmek için, baş aşağı (ters) yüzlerle yapılan denemelerde ve sağ tarafı yukarı (dik) olan denemelerde katılımcı tarafından doğru şekilde tanımlanan yüzlerin oranını hesaplamanız yeterlidir. Şekil 2'de gösterildiği gibi bir çubuk grafik kullanarak performansı karşılaştırın. Görsel olarak normal gözlemcilerin çoğu için, doğruluk, ters çevrilmiş yüzlere kıyasla dik olarak çok daha yüksek olacaktır. Ancak bu zor bir iştir ve dik yüzler için bile performansı 0,9'un altında bulabilirsiniz. Ter...

Ters Yüz Etkisi

Source: Laboratory of Jonathan Flombaum&#8212;Johns Hopkins University
In perception, it is often the case that the ability to recognize and interpret ...

Yüzleri algılamaya ve tanımaya çalışmıyoruz, bu sadece tesadüfen oluyor. Etkileyici bir şekilde, başarılı bir tanıma için, ayrı özellikleri uyumlu bir yüze entegre etmek için özel beyin ağlarında karmaşık ve zorlu hesaplamalar yapılmalıdır. Yüzleri sağ tarafı yukarı doğru tanımak nispeten kolay olsa da, onları baş aşağı konumda tanımlamak çok daha zordur, ancak bu diğer görsel nesne türleri için geçerli değildir. Bu genellikle ters yüz etkisi olarak adlandırılır ve yüz tanımanın hem bilişsel hem de beyinde nasıl gerçekleştiğini araştırmak için tasarlanmış deneylerde kullanılır. Bu video, tesadüfi kodlama bellek paradigması aracılığıyla ters yüz etkisini araştıran bir deneyin nasıl tasarlanacağını ve yürütüleceğini ve ayrıca nasıl analiz edileceğini ve yorumlanacağını gösterecektir. Bu deneyde, katılımcılardan erkek ve kadın yüzlerini iki farklı aşamada değerlendirmeleri istenir: tesadüfi maruz kalma ve test. İlk tesadüfi maruz kalma bölümünde, katılımcıya her biri 1 saniye boyunca birer birer olmak üzere 40 yüzden oluşan bir set gösterilir. Her görüntü görüntülendikten sonra, katılımcıdan ilgili tuşa basarak erkek mi yoksa kadın mı olduğunu bildirmesi istenir. Bu süreç, yüzleri işleme konusundaki doğal yeteneğimizi taklit eder, tesadüfen, farkında olmadan. Ardından, ikinci test aşaması için katılımcıya iki yüz yan yana gösterilir. Biri tesadüfi maruz kalma kısmından rastgele seçilir ve folyo olarak adlandırılan diğeri cinsiyete göre eşleştirilir ve katılımcı tarafından daha önce hiç görülmemiştir. Test periyodundaki yüzler de rastgele karıştırılır, bunların yarısı baş aşağı ve diğer yarısı sağ tarafı yukarı bakacak şekilde karıştırılır. Katılımcıdan ikisinden hangisinin daha önce görüldüğünü belirtmesi istenir. Bu durumda, bağımlı değişken, dik ve ters yönelimler boyunca doğru bir şekilde tanımlanan yüzlerin sayısıdır - basit bir bellek doğruluğu ölçüsüdür. Katılımcıların, daha önce görülen yüzleri, ters çevrilmek yerine dik olarak gösterildiklerinde hatırlamada daha iyi performans göstermeleri beklenir. Ters çevrilmiş yüzleri tanımlarken düşük performans, ters yüz efekti olarak bilinir. Deneye başlamadan önce, katılımcının bilinen herhangi bir görme bozukluğu veya insanları tanımada zorluk çekmediğini doğrulayın. Başlamak için katılımcıyı sunum bilgisayarından 60 cm uzağa oturtun. Gelecek test aşamasından bahsetmeden tesadüfi maruz kalma aşaması için talimatları açıklayın. Programı başlatın ve katılımcı deneyin ilk aşamasını gerçekleştirirken ve 5 dakikalık bir süre içinde 40 denemeyi tamamlarken yanında durun. 1 saniye boyunca tek bir yüz gördüklerini ve erkek için 'M' tuşuna veya kadın için 'F' tuşuna basarak yüzün cinsiyetini belirlediklerini unutmayın. İlk aşamayı takiben, katılımcıya çalışmanın bu bölümünü tamamladığı için teşekkür edin ve bir sonraki test aşaması için talimatları bildirin. Bir kez daha, programı başlatın ve 40 denemenin ikinci hafıza aşamasını tamamlarken yanınızda durun. Bu bölümde, katılımcının daha önce hangi yüzün gözlemlendiğini belirtmek için sol veya sağ ok tuşuna bastığını unutmayın. Verileri analiz etmek için, doğru bir şekilde tanımlanan yüzlerin oranını hesaplamanız ve bellek doğruluğunun sonuçlarını deneme türüne göre grafiklendirmeniz yeterlidir: dik ve ters çevrilmiş. Görsel olarak normal katılımcıların çoğu için, ters yüz efektini gösteren, ters çevrilmiş yerine dik olan yüzleri tanımlarken doğruluğun çok daha yüksek olduğuna dikkat edin. Ters çevrilmiş olanlarla düşük performans - neredeyse şans eseri - özel yüz işleme mekanizmalarının, neredeyse her zaman dik bir yönelimde deneyimlendikleri gerçeğinden yararlanmak için ayarlandığını göstermektedir. Artık ters çevrilmiş yüzlerin işlenmesiyle ilgili karmaşıklığı bildiğinize göre, efektin uygulanabileceği ek araştırma senaryolarını inceleyelim. Nörogörüntüleme çalışmaları, özel yüz işlemede yer alan beyin bölgelerini tanımlamak için ters yüz efektini kullanmıştır. Dik yüzler, fusiform yüz bölgesinde veya FFA'da ters çevrilmiş olanlardan daha güçlü bir sinirsel tepki üretir, bu da ters çevrilmiş yüzlerin özel yüz işleme nöronlarını devreye sokmadığını düşündürür. Ek olarak, FFA'ya verilen beyin hasarı, prosopagnozi olarak bilinen bir bozukluğa neden olabilir; kendi yüzleriniz de dahil olmak üzere yüzleri tanıyamama. Bu görev genellikle yüz körlüğünü teşhis etmek için kullanılır, çünkü prosopagnostik bireyler tipik olarak sağ taraf yukarı yüzleri tanımlamada zorluk çekerler, ters çevrilmiş olanlarda olduğu gibi. Az önce JoVE'nin ters yüz efektine girişini izlediniz. Şimdi, bir dizi yüzün kodlanmasını uygulayarak ve tanıdık yüzleri hafızaya alarak bu tür bir deneyin nasıl tasarlanacağını ve yürütüleceğini iyi anlamış olmalısınız. Ayrıca sonuçları nasıl analiz edeceğinizi ve yorumlayacağınızı da bilmelisiniz. İzlediğiniz için teşekkürler!

Education

JoVE Science Education

Psychology

Psikoloji

Sensation and Perception

Duyum ve Algı

face recognition and upside-down faces

Face recognition is a specialized part of human perception. It often feels effortless, but it actually depends on complex and intensive processing. The brain uses dedicated networks to detect faces and tell them apart.

Face Recognition and Upside-Down Faces

color afterimages

Color Opponency and Afterimages

Color afterimages show how the brain uses opponent color signals to process vision. Human color vision can separate millions of hues, even though it depends on fairly simple hardware. A key part of that ability comes from an opponent system in the brain. In an opponent system, the presence of one kind of color signal is treated as evidence for the absence of another. The absence of one signal can also count as evidence for the other. For example, some brain cells respond when blue is present...

finding your blind spot and perceptual filling-in

finding-your-blind-spot-and-perceptual-filling-in

How the Brain Fills In the Blind Spot

The blind spot is a gap in vision created by the retina and optic nerve. The retina contains light-sensitive cells that detect light and send signals to the brain through the optic nerve, a bundle of neural fibers. In each retina, there is one area in the periphery where these outputs collect and the optic nerve exits. That spot has no photosensitivity, so light that lands there does not create a signal. This means humans have a blind spot, or a place in the visual field where incoming stimuli...

perspectives on sensation and perception

Sensory Illusions in Perception

Sensation and perception explain how the brain turns sensory signals into what we see, hear, feel, and taste. Sensation is the process of transducing signals from sensory organs, such as the eyes. Perception is how the brain interprets those messages. This field has a long history that reaches back to the 19th century. During that time, scientists made major progress in understanding the properties of light and how they connect to the visual system. Those findings helped shape modern ideas...

motion-induced blindness

Visual Awareness Through Motion Illusion

Visual awareness and motion-induced blindness show how the brain shapes what people see. In visual perception and sensation, what appears in the world is not a direct copy of physical reality. People may miss real objects, see things that are not there, or see them in a distorted way. Scientists use the word awareness to mean what people actually perceive. To study awareness, vision researchers often rely on illusions and misperceptions. These cases help reveal how the brain builds experience...

the rubber hand illusion

Body Mapping and the Rubber Hand Illusion

The Rubber Hand Illusion shows how the brain builds a map of the body in space. This body map helps people reach for objects, walk without hitting obstacles, and sit down without missing a chair. It depends on proprioception, which is the brain's sense of where the limbs are based on control and feedback signals. The brain does not rely on proprioception alone. It also uses vision, touch, and even sound to represent body parts in space. The classic illusion, first described by Botvinick and...

the ames room

How the Ames Room Warps Depth

The Ames Room is a visual illusion that changes how people judge depth and size. It is built to show how the brain uses assumptions to recover three-dimensional space from a two-dimensional image on the retina. The retina is the light-sensitive tissue inside the human eye. Light from objects in the world reflects onto the retina and creates patterns of stimulation. Objects that are side-by-side in the world usually create side-by-side stimulations on the retina. Distance is harder to recover,...

inattentional blindness

Visual Attention and Missed Objects

Visual attention helps determine which parts of the visual world the brain processes and how well it processes them. Because attention is limited, people cannot take in everything at once, even when an object is right in front of them. Researchers began showing this effect in the 1960s. Ulrich Neisser demonstrated that people can miss visible objects when their attention is distracted. Later, in the 1980s and 1990s, Arien Mack and Irvin Rock built on that work and developed a simple way to...

spatial cueing

Measuring Visual Attention with Cues

Visual attention is the limited ability to focus on some information while ignoring other stimuli in the environment. It is studied in many senses, including vision, hearing, touch, taste, and smell. Researchers most often examine it in vision because it is easy to test with controlled displays. A common method is the spatial cueing paradigm. In this task, a cue appears to guide attention toward one location, and researchers measure what happens when attention is focused there instead of...

the attentional blink

Measuring Visual Attention Lapses

Visual attention is needed to recognize a stimulus. Early in vision, objects are not seen as whole objects. They are processed as features such as lines, corners, texture changes, color, and light. Attention helps later processing combine those features into something the brain can identify. This makes attention a major topic in vision research. A key question is how people sustain attention over time. Sustained attention means keeping focus from moment to moment. It takes effort, especially...

crowding

Peripheral Vision and Letter Crowding

Peripheral vision and letter crowding are shown in this high school science video. The lesson connects how the eye samples light with why objects are harder to recognize at the edge of vision. Human vision depends on light-sensitive neurons in the back of the eye called the retina. These neurons are rods and cones, named for their shapes. They are not spread evenly across the retina. The center region, called the macula, has a dense pack of cones. Cones are especially concentrated in the...

the inverted-face effect

Face recognition is a specialized part of human perception. It often feels effortless, but it actually depends on complex and intensive processing. The brain uses dedicated networks to detect faces and tell them apart.

the mcgurk effect

How Lip Reading Shapes Speech Perception

Speech perception depends on both hearing and vision. In many face-to-face conversations, the mouth gives strong visual clues about what a person is saying. Those clues can help the brain sort out speech sounds that are hard to hear clearly. This reliance on visual input is one reason spoken language is easier to understand when the speaker’s face is visible and close up. The mouth can sometimes provide better information than the sound alone. When the brain combines what it sees with what it...

just-noticeable differences

Measuring Size Changes with JND

Psychophysics studies how physical changes become neural signals and mental ideas about magnitude. A key idea in this field is the just-noticeable difference, or JND. A JND is the smallest change people can perceive. Size is a clear way to study JND. Small changes in a child’s height may go unnoticed from day to day. After a longer absence, such as a return from sleep-away camp or a visit after many weeks, those same small changes can seem obvious because they have added up. Researchers...

the staircase procedure for finding a perceptual threshold

the-staircase-procedure-for-finding-a-perceptual-threshold

Measuring Auditory Thresholds with Staircase Testing

Psychophysics studies how the physical strength of a stimulus relates to what people actually perceive. It focuses on perceptual thresholds, which are the smallest amounts of stimulation a person can sense. Examples include the brightness needed to see a light, the pressure needed to feel touch, and the softness of a sound that can still be heard. The staircase procedure is an efficient method for finding a perceptual threshold. Here, the stimulus is adjusted step by step based on a person’s...

object substitution masking

Visual Masking with Object Substitution

Visual masking describes cases where one image is presented, but an observer does not perceive it because a second image appears. In vision science, this kind of interference helps researchers study how the brain selects and stores visual information. Object substitution masking is a surprising form of visual masking. It became an important topic in vision research after it was discovered relatively recently, around 1997, by Enns and Di Lollo. The effect has been studied because it shows that...

sensation and perception

Bu koleksiyon, beynimizin kompleks duyusal dünyamızı nasıl işlediği ve bilinçli farkındalık yanı sıra görsel, taktil ve işitsel algı ile ilgili problemleri nasıl çözdüğü konularını incelemek için çeşitli prosedürleri araştırmaktadır.

Explore how the brain processes faces and why upside-down faces are harder to recognize. Learn the inverted-face effect through incidental memory testing.

Face Recognition and Upside-Down Faces | JoVE K12

Jonathan Flombaum

Overview

Experimental Design

Running the Experiment

Representative Results

Applications

Summary

Characteristics of Life

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

https://cloudfront.jove.com/files/media/science-education/science-education-thumbs/10647.jpg

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 ...

Cytoplasm

The cytoplasm consists of organelles and a framework of protein scaffolds called the cytoskeleton suspended in an aqueous solution, the cytosol. The ...

The Nucleus

The nucleus is a membrane-bound organelle that acts as a control center in a eukaryotic cell. It contains chromosomal DNA, which controls gene expression ...

The Central Dogma

The DNA Helix

Nucleic Acids

DNA as a Genetic Template

Structure of a Gene

A gene is the fundamental unit of heredity. Every individual has two copies of each gene, one inherited from each parent. Although most people contain the ...

Chromosome Structure

Base-pairing and DNA Repair

What is Gene Expression?

A gene is a stretch of DNA that serves as the blueprint for functional RNAs and proteins. Since DNA is comprised&#160; of nucleotides and proteins are ...

RNA Structure

The basic structure of RNA consists of a string of ribonucleotides attached by phosphodiester bonds. Although most RNA is single-stranded, it can form ...

Types of RNA

Three main types of RNA are involved in protein synthesis: messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), and ribosomal RNA (rRNA). These RNAs perform diverse ...

Transcription

Transcription is the synthesis of RNA from a DNA sequence by RNA polymerase. It is the first step in producing a protein from a gene sequence. ...

Translation

Translation is the process of synthesizing proteins from the genetic information carried by messenger RNA (mRNA). Following transcription, it constitutes ...

Ribosomes

Ribosomes translate genetic information encoded by messenger RNA (mRNA) into proteins. Both prokaryotic and eukaryotic cells have ribosomes. Cells that ...

Protein and Protein Structures

Proteins: From Genes to Degradation

From DNA to Protein

The flow of genetic information in cells from DNA to mRNA to protein is described by the central dogma, which states that genes specify the sequence of ...

Protein Folding

Proteins are chains of amino acids linked together by peptide bonds. Upon synthesis, a protein folds into a three-dimensional conformation, critical to ...

An Overview of Gene Expression

Gene expression is the complex process where a cell uses its genetic information to make functional products. This process is regulated at multiple ...

an-introduction-to-caenorhabditis-elegans

An Introduction to Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans is a microscopic, soil-dwelling roundworm that has been powerfully used as a model organism since the early 1970&rsquo;s.  It was ...

An Overview of Genetic Analysis

An organism&#8217;s physical traits, or phenotype, are a product of its genotype, which is the combination of alleles (gene variants) inherited from its ...

An Introduction to Cell Death

Necrosis, apoptosis, and autophagic cell death are all manners in which cells can die, and these mechanisms can be induced by different stimuli, such as ...

An Overview of Genetic Engineering

Genetic engineering &#8211; the process of purposefully altering an organism&#8217;s DNA &#8211; has been used to create powerful research tools and model ...

An Introduction to Cell Division

Cell division is the process by which a parent cell divides and gives rise to two or more daughter cells. It is a means of reproduction for single-cell ...

An Overview of Genetics and Disease

Many human diseases are associated with mutations or variations in genetic sequences. Some of these genetic variants are heritable, passed down from ...

an-introduction-to-cellular-and-molecular-neuroscience

An Introduction to Cellular and Molecular Neuroscience

Cellular and molecular neuroscience is one of the newest and fastest growing subdisciplines in neuroscience. By investigating the influences of genes, ...

Annexin V and Propidium Iodide Labeling

Staining with annexin V and propidium iodide (PI) provides researchers with a way to identify different types of cell death&#8212;either necrosis or ...

an-introduction-to-developmental-genetics

An Introduction to Developmental Genetics

Development is the complex process through which a single-celled embryo transforms into a multicellular organism. Developmental processes are guided by ...

Bacterial Transformation: Electroporation

The term &#x201C;transformation&#x201D; refers cellular ingestion of foreign DNA.  In nature, transformation can occur in certain types of bacteria.  In ...

an-introduction-to-molecular-developmental-biology

An Introduction to Molecular Developmental Biology

Molecular signals play a major role in the complex processes occurring during embryonic development. These signals regulate activities such as cell ...

bacterial-transformation-the-heat-shock-method

Bacterial Transformation: The Heat Shock Method

Transformation is the process that occurs when a cell ingests foreign DNA from its surroundings. Transformation can occur in nature in certain types of ...

an-introduction-to-saccharomyces-cerevisiae

An Introduction to Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae (commonly known as baker&rsquo;s yeast) is a single-celled eukaryote that is frequently used in scientific research.  S. ...

Cell Cycle Analysis

Cell cycle refers to the set of events through which a cell grows, replicates its genome, and ultimately divides into two daughter cells through the ...

An Introduction to Transfection

Transfection is the process of inserting genetic material, such as DNA and double stranded RNA, into mammalian cells. The insertion of DNA into a cell ...

Chromatin Immunoprecipitation

Histones are proteins that help organize DNA in eukaryotic nuclei by serving as &#8220;scaffolds&#8221; around which DNA can be wrapped, forming a complex ...

An Overview of Epigenetics

Since the early days of genetics research, scientists have noted certain heritable phenotypic differences that are not due to differences in the ...

community-dna-extraction-from-bacterial-colonies

Community DNA Extraction from Bacterial Colonies

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - The University of Arizona
Demonstrating Author: Luisa Ikner
Traditional methods of analysis ...

Cytogenetics

Cytogenetics is the field of study devoted to chromosomes, and involves the direct observation of a cell&#8217;s chromosomal number and structure, ...

embryonic-stem-cell-culture-and-differentiation

Embryonic Stem Cell Culture and Differentiation

Culturing embryonic stem (ES) cells requires conditions that maintain these cells in an undifferentiated state to preserve their capacity for self-renewal ...

DNA Gel Electrophoresis

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 ...

detecting-environmental-microorganisms-with-polymerase-chain-reaction

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.

Face Recognition and Upside-Down Faces

Description

Transcript

Tags

More videos by Standards