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Biology I: yeast, Drosophila and C. elegans

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Overview

사카로미세스 세레비시아는 매우 귀중한 모델 유기체인 효모의 종입니다. 중요한 것은, S. cerevisiae는 인간과 같은 생물학 프로세스의 많은 겪는 단세포 진핵생물입니다. 이 비디오는 효모 세포 주기에 대한 소개를 제공하고, S. cerevisiae는 신진으로 알려진 과정을 통해 무성 및 성적으로 효모를 재현하는 방법을 설명합니다. 대조적으로, 효모는 때때로 인구에 유전 변이를 소개하기 때문에 중요한 성적인 재생산에 참여합니다. 환경적으로 스트레스가 많은 조건에서 S. cerevisiae는 환경 조건이 개선될 때 방출되는 메이오시스를 앓고 haploid 포자를 형성할 것입니다. 성적 재생 하는 동안, 이러한 haploid 포자는 융합, 궁극적으로 diploid zygote 형성. 실험실에서 효모는 세포 주기, 생식, 노화 및 발달의 유전 적 조절을 더 이해하기 위해 유전적으로 조작 될 수 있습니다. 따라서 과학자들은 효모의 번식을 연구하여 인간 생물학에서 중요한 과정에 대한 통찰력을 얻습니다.

Procedure

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간단한 단세포 진핵생물임에도 불구하고, Saccharomyces cerevisiae는 세포 주기와 같은 세포 과정이 우리처럼 높은 순서의 진핵생물에서 발견되는 것과 유사하기 때문에 귀중한 모델 유기체역할을 합니다. 효모 세포 주기에서 세포 성장과 세포 분열은 밀접하게 연결되어 있으며 영양소 농도와 같은 요인에 의존합니다. 환경 단서에 따라 효모는 무성 또는 성적 번식을 거쳐 새로운 세포를 생산할 수 있습니다. 이 비디오는 당신에게 효모 세포 주기와 S. cerevisiae에서 재생의 다른 형태에 대한 개요를 제공합니다.

세포 주기에 대한 우리의 지식을 빠르게 닦아 봅시다. G1, S 및 G2 하위 단계로 구성된 Interphase의 두 가지 주요 단계가 존재합니다. 및 M 단계, 또는 미토시스. 아시다시피, 미토시스는 세포 분열의 중요한 구성 요소이며, 효모는 신진으로 알려진 무성 생식 메커니즘을 통해 비대칭적으로 분열한다는 점에서 특이합니다.

G1 단계에서 세포는 "START" 지점에서 세포 주기에 커밋됩니다. 싹은 S 단계 도중 나타나고 미토시스를 포함하여 세포 주기의 나머지 부분을 통해 계속 성장합니다. 사이토카네시스가 완료되면 세포질의 불평등한 분열은 더 작은 딸 세포를 낳습니다. 불행히도 어머니 세포의 경우 세포 분열 부위에서 눈에 띄는 흉터가 발생합니다. 그러나 다행히도, 세포벽 분대 치틴의 형광 라벨링은 연구원이 효모 세포의 신진 패턴을 검토하고 얼마나 많은 시간을 분할했는지 추정할 수 있게 합니다.

새로 형성된 세포는 특정 조건이 충족되고 세포 주기 체크포인트가 충족될 때까지, 영양소가 있는 G1 단계에서, 또는 "START"에게 불린 제한점에 도달할 것입니다. 세포가 "START"를 통과하면 세포 주기의 나머지 부분에 전념하고 다시 나눕니다. 그러나 이 검사점에 도달하기 전에 효모는 meiosis 및 후속 성적 번식을 겪을 수 있습니다.

그렇다면 효모와 같은 단세포 진핵생물은 왜 성적 번식을 받아야 합니까?

당신이 이미 배운 수 있듯이, 성적 재생산은 생존을 촉진 유기체의 인구에 변화를 소개하는 방법입니다.

짝짓기 효모의 모형은 계란 또는 정액 세포 같이 게놈의 1개의 사본을 포함하는 haploids입니다. 두 개의 haploid 짝짓기 유형이 있다, 매트 A와 매트 알파, 그리고이 세포 싹 과 무성 재생 할 수 있습니다., diploid 효 모 처럼.

이러한 짝짓기 유형은 각각 페로몬을 방출합니다. 매트는 "요인"을 해제하고 매트 알파는 "알파 팩터"를 해제합니다. 페로몬은 반대 짝짓기 유형에 의해 검출되고 haploid 효모가 쉬무 단계를 길게 하고 입력하여 모양을 변경하게 합니다.

이 단계 도중, 2haploids세포 세포 접촉을 달성하기 전까지 서로를 향해 계속 성장합니다. 후속 세포-세포 및 핵 융합은 zygote의 형성을 초래한다. 초기 zygote 다음 다시 진입 미토 세포 주기, 그것의 첫 번째 diploid 싹을 초래. Zygotes는 싹의 유무에 관계없이 아령 모양의 세포로 나타납니다.

당신은 haploids가 처음에 생산되는 방법을 궁금해 할 수 있습니다. 대답은 간단합니다 : meiosis. 당신은 아마 이미 알고, 초기 염색체 중복 다음, meiosis

모세포로 염색체의 절반 수를 가진 딸 세포귀착됩니다. 효모가 환경적으로 스트레스가 많은 조건하에서 발생하는 경우 포자로 알려진 일종의 메이오시스가 일어난다.

포자화 중에, haploid 포자는 각 짝짓기 유형에 대해 생성되고 노란색 원으로 여기에 표시된 바와 같이 아스쿠스라고 불리는 거친 헴브랜구조에 포함되어 있습니다. 환경 조건이 개선되면 포자는 아스쿠스에서 방출됩니다. 거기에서, 그들은 더 매트 A와 매트 알파 haploid 세포로 개발 하 고 다시 한 번 성적 재생 주기를 통해 이동.

이제 효모 생식에 익숙해지면이 과정이 추가 연구에 어떻게 적용 될 수 있는지 살펴 보겠습니다.

효모 생식을 이해하는 것은 유전 실험에서 필수적입니다, 예를 들면, 다중 돌연변이를 가진 효모 긴장을 생성합니다. 이 비디오에서는 한천 판에 두 개의 서로 다른 haploid 균주의 혼합을 볼 수 있습니다. 그런 다음 디플로이드 성장을 허용하는 선택적 미디어에 복제본이 도금됩니다. 디플로이드는 영양 결핍 된 매체로 포화 될 수 있으며, 그 결과 미세 조작기로 해부된 haploid 포자가 매트릭스 패턴의 한천 판에 시드될 수 있습니다. haploid 유전자형은 선택적 매체에 PCR 또는 성장에 의해 확인될 수 있다.

노화 연구는 효모 세포의 복제 수명을 검사하여 수행 될 수있다. 복제 수명은 셀이 수명 동안 통과하는 신진 의 수입니다. 단일 효모 세포는 죽기 전에 30 개 정도의 싹을 생성 할 수 있습니다. 여기서, 소조작기는 시간이 지남에 따라 효모 수명을 분석하기 위해 어머니 세포에서 딸 세포를 분리하는 데 사용되는 것을 볼 수 있습니다. 복제 수명 실험에 의해 생성된 원시 데이터는 각 연령 지점에서 각 어머니 세포에서 생성된 딸 세포에 대응하는 숫자 목록입니다.

단백질 농도와 같은 세포 과정의 기능으로서 세포 형태학의 발달은 신진 효모에서 연구될 수 있다. 여기에서 특정 표현형 특이적 결함을 시각화하기 위한 현미경 검사용 세포의 준비를 볼 수 있습니다. 이 타임랩스 비디오에서다중 싹은 세포가 서로 분리되지 못한다는 것을 나타내며 세포 분열의 결함을 암시한다.

당신은 방금 사카로미세스 세레바시아의 복제에 대한 JoVE의 소개를 지켜보았습니다. 이 비디오에서, 우리는 효모 세포 주기에 대해 이야기하고이 사양의 무성 및 성적 재생 생활 주기에 기초를 만졌습니다. 시청해 주셔서 감사합니다, 당신의 shmoo에 대해 잊지 마세요!

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