Inligting

Lesing 16: Selsiklus en Seldeling - Biologie

Lesing 16: Selsiklus en Seldeling - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Lesing 16: Selsiklus en Seldeling

Lesing 1: Inleiding

Laai die video van iTunes U of die internetargief af.

Onderwerpe gedek: Inleiding

Instrukteurs: Prof. Robert A. Weinberg

Lesing 10: Molekulêre Biolo.

Lesing 11: Molekulêre Biolo.

Lesing 12: Molekulêre Biolo.

Lesing 13: Geenregulering

Lesing 14: Proteïen Localiz.

Lesing 15: Rekombinante DNA 1

Lesing 16: Rekombinante DNA 2

Lesing 17: Rekombinante DNA 3

Lesing 18: Rekombinante DNA 4

Lesing 19: Selsiklus/Teken.

Lesing 26: Senuweestelsel 1

Lesing 27: Senuweestelsel 2

Lesing 28: Senuweestelsel 3

Lesing 29: Stamselle/Klon.

Lesing 30: Stamselle/Klon.

Lesing 31: Molekulêre Medic.

Lesing 32: Molekulêre Evolu.

Lesing 33: Molekulêre Medic.

Lesing 34: Menslike Polimorf.

Lesing 35: Menslike Polimorf.

Soos ek vandag herhaaldelik gaan argumenteer, het biologie oor die afgelope 50 jaar 'n wetenskap geword. En as gevolg daarvan kan ons oor 'n paar basiese beginsels praat. Ons kan oor sommige wette praat en dit dan op baie interessante biologiese probleme begin toepas.

En dus is ons algemene strategie hierdie semester, soos dit in die verlede was, om rofweg die eerste helfte van die semester te spandeer om te praat oor die basiese wette en reëls wat alle vorme van biologiese lewe op hierdie planeet beheer. En jy kan van die spesifieke soorte probleme sien, insluitend die probleem van kanker, hoe kankerselle abnormaal begin groei, hoe virusse versprei, hoe die immuunstelsel funksioneer, hoe die senuweestelsel funksioneer, stamselle en hoe hulle werk en hul impak op moderne biologie, molekulêre medisyne, en uiteindelik miskien die toekoms van biologie en selfs sekere aspekte van evolusie. Die feit van die saak is dat ons nou baie van hierdie dinge verstaan ​​op maniere wat 50 jaar gelede ondenkbaar was. En nou kon ons begin praat oor dinge waarvan mense 50 jaar gelede nie kon droom nie. Toe ek hierdie kursus gevolg het, en ek het dit in 1961 geneem, het ons nie omtrent 80% geweet van wat ons nou weet nie. Jy kan dit nie sê oor meganika in fisika nie, jy kan dit nie sê oor stroombaanteorie in elektronika nie, en jy kan dit natuurlik nie sê oor chemie nie.

En ek noem dit vir jou bloot omdat hierdie veld oor die daaropvolgende vier dekades geweldig verander het. Ek sal nie vir jou sê watter graad ek in 7. 1 gekry het nie, want as ek sou, en jy sal dit dalk later in die semester uit my uitpluk, sal jy waarskynlik nooit weer in die lesing opdaag nie.

Maar in elk geval, weet asseblief dat dit 'n gebied van enorme fermentasie was. En die rede waarom dit in so 'n enorme fermentasie was, is die ontdekking in 1953 deur Watson en Crick van die struktuur van die DNS-dubbelheliks. Verlede jaar het ek gesê dat ons so naby aan hierdie ontdekking was dat beide Watson en Crick lewendig en met ons is en metabolies aktief is, en meer as 50 jaar, wel, presies 50 jaar na die ontdekking. Ongelukkig is 'n paar maande gelede een van die twee karakters, Francis Crick, dood tot ver in sy tagtigs, en hy is dus nie meer met ons nie. Maar ek wil die idee op jou beïndruk dat ons oor 200 jaar van nou af oor Watson en Crick sal praat op dieselfde manier as wat mense oor Isaac Newton praat in terme van fisika. En dit sal so wees omdat ons eers begin om die gevolge van hierdie enorme rewolusie wat deur hul ontdekking veroorsaak is, waar te neem. Dit is die veld van molekulêre biologie en genetika en biochemie wat ons persepsies van hoe lewe op aarde eintlik georganiseer is, totaal verander het.

Baie van die biologie waaraan jy tot nou toe blootgestel was, was 'n hoogs beskrywende wetenskap. Dit wil sê jy het dalk kursusse op hoërskool gehad waar jy die name van verskillende organismes moes memoriseer, waar jy moes verstaan ​​hoe evolusionêre filogenieë georganiseer is, waar jy die name van verskillende organelle moes leer, en dit was biologie vir jou , 'n veld van memorisering. En een punt wat ons, hopelik suksesvol, hierdie semester wil huis toe ry, is die idee dat biologie nou 'n logiese en rasionele samehang bereik het wat ons in staat stel om 'n hele stel reëls te verwoord wat verduidelik hoe alle lewensvorme op hierdie planeet georganiseer is. Dit is nie meer net 'n versameling deurmekaar feite nie. Inderdaad, as 'n mens hierdie molekulêre en genetiese beginsels bemeester, kan 'n mens in beginsel 'n groot aantal prosesse wat in die biosfeer bestaan, verstaan ​​en jou molekulêre biologie begin toepas om nuwe probleme in hierdie arena op te los.

Een van die belangrike idees waarna ons hierdie semester herhaaldelik sal verwys, is die feit dat baie van die biologiese eienskappe wat ons nou besit reeds baie lank gelede ontwikkel is vroeg in die begin van lewe op hierdie planeet. So as ons kyk na die geskiedenis van die aarde, hier word die geskiedenis van die aarde gegee as 5 biljoen jaar, dit is natuurlik in duisende. Die aarde is seker nie so oud nie.

Dit is waarskynlik 4,5 of 4 of 3 biljoen jaar, maar in elk geval, dit is toe dat die planeet die eerste keer saamgevoeg het, sover ons weet.

Mens glo dat daar miskien die eerste halfmiljard jaar geen lewe bestaan ​​het nie, maar na 'n halfmiljard jaar, wat baie tyd is om seker te maak, begin daar reeds spore van lewensvorme op die oppervlak van hierdie planeet wees. En dit self is 'n buitengewone getuigskrif, 'n getuigskrif van hoe evolusionêre prosesse plaasvind. Ons weet nie hoeveel planete daar in die heelal is waar soortgelyke dinge gebeur het nie.

En ons weet nie of die oplossing wat deur ander lewensisteme op ander plekke in die heelal bereik is, wat ons dalk of nie ooit mag ontdek nie, dieselfde oplossings was as dié waartoe hier gekom is nie.

Dit is byvoorbeeld duidelik dat tot die mate wat Darwinistiese Evolusie die ontwikkeling van lewensvorme op hierdie planeet beheer, dit nie 'n artefak van die Aarde is nie. Darwinistiese Evolusie is 'n logika wat van toepassing is op alle lewensvorme en alle biosisteme wat in die heelal mag bestaan, selfs die wat ons nie ontdek het nie.

Daar is egter spesifieke oplossings waartoe gekom is tydens die ontwikkeling van lewe op Aarde wat eie aan die Aarde kan wees.

Die struktuur van die DNS-dubbelheliks.

Die gebruik van ribose in deoksiribose. Die keuse van aminosure om proteïene te maak. En daardie spesifieke oplossings is dalk nie universeel nie.

Of hulle universeel is in die sin dat hulle in alle lewensvorme regoor die planeet bestaan, die feit is dat baie van die biochemiese en molekulêre oplossings wat vandag in ons eie selle verteenwoordig word, hierdie oplossings, hierdie probleme is reeds 2 en 3 miljard opgelos. jare terug. En sodra hulle opgelos is, is hulle vir die tussenliggende 2 of 3 miljard jaar byna onveranderd gehou en bewaar. En daardie sterk mate van bewaring beteken dat ons kan begin uitvind wat hierdie beginsels vroeg in die evolusie van lewe op hierdie planeet was en dit op alle moderne lewensvorme kan begin toepas.

Uit die oogpunt van evolusie is byna alle diere identies in terme van hul biochemie en in terme van hul fisiologie.

Die molekulêre biologie van alle eukariotiese selle, dit is alle selle wat kerne in het, is amper dieselfde.

En daarom gaan ons nie veel in hierdie kursus hierdie semester fokus op spesifieke spesies nie, maar eerder fokus op algemene beginsels wat ons in staat sal stel om die selle en die weefsels en die fisiologiese prosesse wat van toepassing is op alle spesies op die oppervlak te verstaan van die planeet. Kom ons kyk net hier en kry vir ons 'n bietjie perspektief hieroor, want die feit van die saak is, is dat meersellige lewensvorme, soos onsself, ons het, die gemiddelde mens het ongeveer drie of vier of vyf keer tien tot die dertiende selle in die liggaam. Dit is 'n interessante figuur.

Die gemiddelde mens gaan deur ongeveer tien tot die sestiende seldelings in 'n leeftyd, dit wil sê tien tot die sestiende keer in jou liggaam sal daar selle wees wat verdeel, groei en verdeel.

Elke dag in jou liggaam is daar ongeveer tien tot die elfde selle wat groei en verdeel. Dink daaraan, tien tot die elfde.

En jy kan dit deel deur die aantal minute in 'n dag en vorendag kom met 'n verstommende graad van sellulêre replikasie aan die gang.

Al hierdie prosesse kan teruggevoer word na oplossings wat baie vroeg in die evolusie van lewe op hierdie planeet bereik is, miskien 550, 600 miljoen jaar gelede toe die eerste veelsellige lewensvorme begin ontwikkel het. Voor daardie tyd, dit wil sê voor 500 tot 600 miljoen jaar gelede, was daar enkelsel-organismes.

Baie van hulle oorleef byvoorbeeld tot vandag toe. Daar was gisagtige organismes. En daar was bakterieë. En ons maak een groot en groot onderskeid tussen die twee belangrikste lewensvorme op die planeet in terme van selle. Een is die prokariotiese selle. En dit is die selle van bakterieë, ek sal jou binnekort 'n beeld van hulle wys, wat nie kerne het nie.

En die eukariotiese selle wat kerne inhou en inderdaad 'n hoogs komplekse sitoplasma en algehele sellulêre argitektuur het.

Ons dink dat die prokariotiese lewensvorme op hierdie planeet die eerste keer ontwikkel het, waarskynlik in die orde van 3 miljard jaar gelede, miskien 3.

miljard jaar gelede, en dat sowat 1. miljard jaar gelede selle ontwikkel het wat kerne bevat het. Weereens, ek sal hulle binnekort vir jou wys. En hierdie kernselle, die eukariote het toe in enkelselvorm bestaan ​​vir miskien die volgende 700 of 800 miljoen jaar totdat multi-sellulêre aggregate van eukariotiese selle eers saamgevoeg het om die voorouers te word van die multi-sellulêre plante en die multi-sellulêre diere wat bestaan ​​vandag op die oppervlak van die aarde. Om dit in perspektief te plaas, is ons spesie net vir ongeveer 150 00 jaar op die planeet. So ons was almal hier vir daardie tydperk.

En 'n 150 000 klink na 'n lang tyd, in een sin, maar dit is net "'n knipoog in die oog van die Here" soos 'n mens sê in terme van die geskiedenis van lewe op hierdie planeet, en natuurlik die geskiedenis van die heelal wat iewers is tussen 13 en 15 miljard jaar oud.

Jy kan begin sien dat die voorkoms van mense 'n baie klein segment van die hele geskiedenis van lewe op hierdie planeet verteenwoordig.

En hier kan jy rofweg die manier waarop lewe gedurende hierdie tydperk ontwikkel het uit die fossielrekord sien. Jy sien dat baie plante eintlik 'n redelike tyd teruggaan, maar nie meer as miskien 300 of 400 miljoen jaar nie. Hier is die Metazoa.

En dit verteenwoordig -- Wel, kan jy my hoor? Sjoe, 614 het handig te pas gekom.

OK. As ons dus van 'n ander hoofafdeling praat, praat ons van protosoë en metasoa. Die agtervoegsel zoa verwys na diere, soos in 'n dieretuin. En die protosoë verteenwoordig enkelsel-organismes.

Die metazoa verteenwoordig multi-sellulêre organismes. En ons gaan hierdie semester grootliks op die biologie van metazoïese selle fokus, en ons gaan amper geen tyd aan plante spandeer nie.

Dit is nie dat plante nie belangrik is nie. Dis net dat ons nie tyd het om alles te dek nie. En inderdaad, die molekulêre biologie wat jy hierdie semester leer, sal jou uiteindelik in staat stel om baie te verstaan ​​oor die fisiologie van multi-sellulêre plante wat toevallig metafita genoem word, 'n term wat jy dalk nooit weer in jou hele lewe ná vandag sal hoor nie. Dit herinner my, terloops, dat ek en dr. Lander soms groot woorde gebruik.

En mense kom elke jaar daarna elke semester na my toe en sê professor Weinberg, hoekom praat jy nie eenvoudig nie, hoekom praat jy nie soos ons dinge op hoërskool gehoor het nie?

En verstaan ​​asseblief dat as ek soms groot woorde gebruik, dit is om jou woordeskat te verbreed sodat jy groot woorde kan leer.

Een van die dinge wat jy behoort te kan, een van die groot take-huis lesse van hierdie kursus moet wees dat jou woordeskat uitgebrei word.

Nie net jou wetenskaplike woordeskat nie, maar jou algemene werkende Engelse woordeskat. Miskien is die grootste doel van hierdie kursus, terloops, nie dat jy die name van al die organelle en selle leer nie, maar dat jy leer hoe om op 'n wetenskaplike en rasionele manier te dink. Nie net as gevolg van hierdie kursus nie, maar dat hierdie kursus jou help om dit te doen. En as sodanig lê ons nie soveel klem op memorisering nie, maar om logies oor wetenskaplike probleme te kan dink. Hier kan ons die verskillende soorte metazoa, die diere, begin sien. Hier is die metafita en hier is die protosoë, verskillende woorde vir al hierdie.

En hier sien ons ons eie filum, die chordates. En weereens, hou in gedagte dat hierdie lyn hier onder ongeveer 550 tot 600 miljoen jaar gelede is, net om vir jou 'n tydskaal te gee vir wat aangaan, op hierdie planeet.

Een punt waarna ons herhaaldelik deur die semester sal terugkeer, is dat alle lewensvorme op hierdie planeet aan mekaar verwant is.

Dit is nie asof lewe verskeie kere op hierdie planeet uitgevind is nie en dat daar verskeie onafhanklike uitvindings is in die mate dat lewe meer as een keer op hierdie planeet ontstaan ​​het, en dit mag ook. Die ander alternatiewe of kompeterende lewensvorme is spoedig 3 biljoen jaar gelede deur ons voorouers, ons enkelsellige voorouers, uitgewis.

En daarom verteenwoordig alles wat vandag op hierdie planeet bestaan ​​die afstammelinge van daardie suksesvolle groep selle wat baie lank gelede bestaan ​​het. Hier het ons al hierdie stamboom van die verskillende metazoïese vorme wat deur die bloeiende hand van evolusie geskep is. En ons gaan nie daardie filogenieë bestudeer bloot omdat ons beginsels wil verstaan ​​wat almal verduidelik nie.

Nie net hoe hierdie of daardie spesifieke organisme in staat is om sy voedsel te verteer of in staat is om voort te plant nie. Hier is nog iets waaroor ons nie gaan praat nie. Ons gaan nie oor ingewikkelde lewensvorme praat nie. Ons gaan nie baie, eintlik amper glad nie, oor ekologie praat. Dit is net een so iets, soos 'n parasiet in staat is om, 'n lintwurm in staat is om mense te besmet.

Dit is weer, ek wys jou dit om nie te sê dit is waaroor ons gaan praat nie, ons gaan nie daaroor praat nie.

Ons gaan nie daaroor praat nie. Daar is 'n magdom detail wat bekend is oor die manier waarop lewe in die biosfeer bestaan, waarop ons eenvoudig ons rug gaan draai deur op 'n paar basiese beginsels te fokus.

Ons gaan ook nie oor anatomie praat nie. Hier is in 'n vinnige volgorde 'n paar van die anatomieë wat jy dalk op hoërskool geleer het, en ek gee dit vir julle elkeen met 'n drie-sekonde minuut, 'n drie-sekonde vertoning om te sê ons gaan nie dit alles doen nie .

En eerder net om ons fokus te versterk, gaan ons onsself beperk tot 'n baie beperkte deel van die biosfeer.

En hier is een manier om die biosfeer uit te beeld. Dit is natuurlik 'n arbitrêre manier om dit te doen, maar dit is nogal illustratief.

Hier begin ons van molekules. En om die waarheid te sê, ons sal soms afgaan na submolekulêre atome. En hier is die volgende dimensie van kompleksiteit, organelle. Dit is hierdie gespesialiseerde klein organe in selle. Ons gaan ook op hulle fokus. Ons gaan op selle fokus. En wanneer ons by sneesdoekies begin uitkom, gaan ons begin om nie so baie daaroor te praat nie.

En ons gaan nie praat oor organismes en organe of hele organismes of hoër komplekse ekologiese gemeenskappe nie.

En die rede waarom ons dit doen, is dat daar vir 40 jaar in hierdie departement, en toenemend in die res van die wêreld, die aanvaarding is van die idee dat as ons verstaan ​​wat hier onder aangaan in hierdie eerste drie stappe, ons kan verstaan byna alles anders in beginsel.

Natuurlik kan ons in die praktyk dalk nog nie daardie beginsels toepas op hoe 'n organisme werk of op hoe die menslike brein werk nie.

Miskien sal ons nooit. Maar in die algemeen, as 'n mens hierdie beginsels hier onder begin verstaan, kan 'n mens baie verstaan ​​oor hoe organismiese embriologiese ontwikkeling plaasvind, 'n mens kan baie verstaan ​​oor 'n hele verskeidenheid siekteprosesse, mens kan verstaan ​​hoe 'n mens siektevatbaarheid erf, en 'n mens kan verstaan ​​hoekom baie organismes lyk soos hulle lyk, dit wil sê die proses van ontwikkelingsbiologie.

En so, hou in gedagte dat as jy van al hierdie dinge kom hoor, ons jou in die steek gaan laat. Dit is nie waaroor dit gaan nie. Dit dikteer ook die dimensies van die heelal waaroor ons gaan praat, want ons gaan onsself beperk tot die baie, baie klein en nie tot die mikroskopiese nie. By sommige geleenthede sal ons ons beperk tot items wat so klein is dat jy dit nie in die ligmikroskoop kan sien nie. By ander geleenthede kan ons ons blik wyer om te kyk na dinge wat so groot soos 'n millimeter is, maar basies bly ons baie, baie klein. Weereens, want ons sien, reg of nie, die feit dat die groot prosesse verstaan ​​kan word deur te delf in die molekulêre besonderhede van wat onsigbaar gebeur en nie gesien kan word deur die meeste maniere om dinge te visualiseer nie, insluitend die lig en dikwels selfs die elektronmikroskoop. Hou in gedagte dat ons 50 jaar gelede niks hiervan geweet het nie, vir alle praktiese doeleindes, of baie min hiervan. En hou in gedagte dat ons so naby aan hierdie rewolusie is dat ons nie regtig die gevolge daarvan verstaan ​​nie.

Ek stel my voor dat dit nog 50 jaar sal duur voordat ons die uitval, die langtermyngevolge van hierdie revolusie in biologie wat 51 jaar gelede begin het, regtig begin waardeer. En so jy is deel daarvan en jy gaan dit baie meer ervaar as wat my generasie ervaar het.

En inderdaad een van die redes waarom MIT so 10 of 12 jaar gelede besluit het dat elke MIT voorgraadse student minstens een semester biologie moet hê, is dat biologie, op dieselfde manier as fisika en chemie en wiskunde, 'n integrale deel van elke opgevoede persoon se kennisbasis in terme van hul vermoë om die wêreld op 'n rasionele manier te hanteer. In terme van openbare beleid, in terme van allerhande etiese kwessies, moet hulle verstaan ​​wat werklik aan die gang is. Baie van die kwessies waaroor mens vandag oor bio-etiek praat, word verwoord deur mense wat nie die vaagste idee het waaroor ons hierdie semester praat nie.

Jy sal baie meer weet as wat hulle sal weet, en hopelik 'n rukkie verder, wanneer jy meer en meer invloedryke stemme in die samelewing word, sal jy in staat wees om by te dra wat jy hier verstaan ​​het, wat jy hier geleer het tot daardie bespreking.

Op die oomblik word baie van bio-etiese besprekings aangevuur deur mense wat nie die vaagste idee het wat 'n ribosoom of mitochondrion of selfs 'n geen is nie, en daarom is dit dikwels 'n bespreking van wedersyds gedeelde onkunde wat jy kan versprei deur sommige basiese beginsels te leer, deur sommige te leer. van die noodsaaklikhede. Hier is die kompleksiteit van die sel waarop ons hierdie semester grootliks gaan fokus, dit wil sê die eukariotiese eerder as die prokariotiese sel.

En dit is net om jou 'n gevoel te gee vir die algehele dimensies van die sel en verwys na baie van die landmerke wat herhaaldelik in die loop van hierdie semester na vore gebring sal word.

Hier is die kern. Die term karion kom van die Grieks wat 'n saad of 'n pit beteken. En die kern is wat die eukariotiese sel sy naam gee. Binne die kern, hoewel nie hier getoon nie, is die chromosome wat DNA dra.

Jy het dit dalk lankal geleer.Buite die kern is hierdie hele groot verskeidenheid organelle wat van die kernmembraan af gaan, en ek wys daarop net hier, tot by die buitekant van die sel. Die buite-beperkende membraan, die buitenste membraan van die sel word die plasmamembraan genoem.

En tussen die kern en die plasmamembraan vind daar 'n enorme hoeveelheid biologiese en biochemiese aktiwiteit plaas.

Hier is byvoorbeeld die mitochondria. En die mitochondria, soos 'n mens geleer het, is die bronne van energieproduksie in die sel. En daarom sal ons hulle baie kortliks aanraak. Dit is 'n kunstenaar se opvatting van hoe 'n mitochondrion lyk. Byna altyd het kunstenaars se opvattings oor hierdie dinge net vae ooreenkomste met die werklikheid.

Maar jy kan in elk geval 'n gevoel begin kry vir wat 'n mens oor hul voorkoms dink. Hier is mitochondria wat deur die hand van die kunstenaar oopgesny is. En, interessant genoeg, mitochondria het hul eie DNA in hulle. Mens aanvaar nou die feit dat mitochondria die afstammelinge is van bakterieë wat hulself in die sitoplasmas van groter selle geïnsinueer het, rofweg 1,5 biljoen jaar gelede, en 'n gespesialiseerde werk begin doen het wat toenemend die werk van energieproduksie binne selle geword het. Tot vandag toe behou mitochondria 'n paar rudimentêre eienskappe van die bakteriese voorouers wat aanvanklik die sitoplasma van die sel gekoloniseer of geparasiteer het.

As ek sê geparasiteer, kan jy jou voorstel dat die mitochondria voordeel trek uit die sel.

Maar in werklikheid verteenwoordig die mitochondria die noodsaaklike bronne van energieproduksie in die sel. Sonder ons mitochondria, soos jy dalk leer deur byvoorbeeld sianied te neem, leef jy nie vir baie minute nie. En die oorblyfsels van bakteriële oorsprong van mitochondria is steeds duidelik in die feit dat mitochondria steeds hul eie DNA-molekule, hul eie chromosoom, het. Hulle het steeds hul eie ribosome en proteïensintetiese apparaat, alhoewel die oorgrote meerderheid van die proteïene binne mitochondria vanaf die sitoplasma ingevoer word, dit wil sê, hierdie vestigiale bakterieë maak nou staat op proteïene wat deur die sel in die algemeen gemaak word wat in die mitochondrion ingevoer word om aan te vul die klein aantal vestigiale bakteriese proteïene wat steeds hier binne die mitochondrion gemaak word en vir noodsaaklike funksie in energieproduksie gebruik word. Hier is die Golgi-apparaat.

En die Golgi-apparaat hierbo word gebruik vir die vervaardiging van membrane.

Soos 'n mens regdeur die semester sal leer, is die membrane van 'n sel in konstante vloed en word dit ingetrek en hermodelleer en geregenereer. Die Golgi-apparaat is baie belangrik daarvoor.

Hier is die growwe endoplasmiese retikulum. Dit is belangrik vir die sintese van proteïene wat op die oppervlak van selle vertoon gaan word, jy sien hulle nie hier uitgebeeld nie, of gaan afgeskei word in die ekstrasellulêre ruimte.

Hier is die ribosome, wat ek dalk voorheen kortliks genoem het. En hierdie ribosome is die fabrieke waar proteïene gemaak word.

Weereens, ons gaan baie oor hulle praat. En, laastens, verskeie ander aspekte, die sitoskelet. Die fisiese integriteit, die argitektuur van die sel word in stand gehou deur 'n komplekse netwerk van proteïene wat saam as die sitoskelet beskou word. En hulle stel die sel in staat om 'n mate van styfheid te hê, om trekkragte te weerstaan ​​en eintlik te beweeg.

Selle kan eintlik van een plek na die ander beweeg.

Hulle het beweeglike eienskappe. Hulle kan van een plek na 'n ander beweeg. Die proses van selmotiliteit, as dit 'n woord is wat jy graag wil leer.

Hier is hoe 'n prokariotiese sel daarenteen lyk.

En ek wil jou net 'n gevoel gee. Eerstens lyk dit min of meer soos 'n mitochondrion wat ek voorheen bespreek het. Maar jy sien dat daar die afwesigheid van 'n kernmembraan is. Daar is die afwesigheid van die hoogs komplekse sito-argitektuur. Sito verwys altyd na selle.

Daar is die afwesigheid van die komplekse sito-argitektuur wat 'n mens met eukariotiese selle assosieer. Trouens, al wat 'n bakterie het, is hierdie area in die middel. Dit word die nukleoïed genoem, 'n term wat jy ook waarskynlik nooit in jou leeftyd sal hoor nie.

En dit verteenwoordig bloot 'n aggregaat van die DNA van die chromosome van die bakterie. En in die meeste bakterieë bestaan ​​die DNS slegs uit 'n enkele DNA-molekule wat verantwoordelik is om die genetiese inligting van die bakterieë te dra. Daar is geen membraan om hierdie nukleoïed nie. En buite hierdie area waar die DNA gehou word, is grootliks ribosome wat belangrik is vir proteïensintese. Daar is 'n membraan aan die buitekant hiervan wat die plasmamembraan genoem word, baie soortgelyk aan die plasmamembraan van eukariotiese selle. En daarbuite is 'n meshwork wat die buitenste membraan genoem word, dit word soms die selwand van die bakterie genoem, wat bloot daar is om strukturele rigiditeit aan die bakterie te verleen om seker te maak dat dit nie ontplof en dit bymekaar hou nie. En dan is daar ander weergawes van eukariotiese selle. Hier is hoe 'n plantsel lyk.

En dit is amper identies aan die selle in ons liggaam, behalwe vir twee hoofkenmerke. Ten eerste, dit het chloroplaste in wat ook, glo 'n mens nou, die oorblyfsels van parasitiese bakterieë is wat die sitoplasma van eukariotiese selle binnedring. Dus, bykomend tot mitochondria wat verantwoordelik is vir energieproduksie in alle eukariotiese selle, het ons hier die chloroplaste wat verantwoordelik is vir die oes van lig en die omskakeling daarvan in energie in plantselle. Die res van die sitoplasma van 'n plantsel lyk omtrent dieselfde.

Een kenmerk wat ek nie regtig genoem het toe ek oor 'n diersel gepraat het nie, is in die middel van die kern, hier kan jy sien, is 'n struktuur wat 'n nukleolus genoem word. En 'n nukleolus, of die nukleolus in die eukariotiese sel, is verantwoordelik vir die maak van die groot aantal ribosome wat vanaf die kern na die sitoplasma uitgevoer word. En, soos ek net voor genoem het, is die ribosome verantwoordelik vir proteïensintese.

Dit blyk dat dit 'n groot sintetiese poging aan die kant van die meeste selle is. Selle, soos ons eie, het tussen 5 en 10 miljoen ribosome in die sitoplasma. Dit is dus 'n enorme hoeveelheid biomassa in die sitoplasma wie se enigste funksie is om proteïene te sintetiseer.

Soos ons ook sal leer, bly proteïene wat deur die ribosome gesintetiseer word, nie vir ewig rond nie. Sommige proteïene het lang lewens.

Sommige proteïene het lewenstye van 15 minute voordat hulle afgebreek word, voordat hulle omgedraai word. Een ander onderskeid tussen ons selle, dit is die selle van metazoa en metaphyta, is die selwande, analoog aan die selwande van bakterieë, hierdie groen ding aan die buitekant. Soos ek voorheen gesê het, ons het nie selwande om ons selle nie. En ons sal, soos die semester aangaan, in die eerste helfte van die semester in meer en meer besonderhede oor verskillende aspekte van hierdie sito-argitektuur ingaan. Hier is byvoorbeeld 'n kunstenaar se uitbeelding van die endoplasmiese retikulum.

Hoekom dit so 'n komplekse naam het, kan ek jou nie sê nie, maar dit doen.

Dit word die ER in die patois van die straat genoem. Die ER.

En die endoplasmiese retikulum is 'n reeks membrane.

Hou in gedagte, nie die enigste membraan in die sel is die plasmamembraan nie.

Binne die sitoplasma is daar letterlik honderde membrane wat op verskillende maniere opgevou is.

Hier sien jy hulle uitgebeeld. En een stel van hierdie membrane, dikwels is hulle baie soos buise georganiseer, verteenwoordig die membrane van die endoplasmiese retikulum wat óf nie ribosome het wat daaraan geheg is nie óf hierdie ribosome daaraan geheg is wat veroorsaak dat dit die growwe endoplasmiese retikulum genoem word om na te verwys. sy growwe struktuur wat geskep word deur die stut van ribosome op die oppervlak.

Soos ons sal leer, net om jou 'n gevoel te gee vir die geografie van waaroor ons hierdie semester gaan praat, is hierdie ribosome op die oppervlak van die endoplasmiese retikulum toegewy aan die taak om hoogs gespesialiseerde proteïene te maak wat óf gaan om na die oppervlak van die sel gestuur te word waar hulle op die sel se oppervlak vertoon sal word of eintlik in die ekstrasellulêre ruimte afgeskei sal word. Baie van die proteïene wat vir ons liggaam bestem is, word nie binne selle gehou nie, maar word vrygestel in die ekstrasellulêre ruimte waar hulle belangrike funksies dien, en daarom gaan ons baie daarop fokus.

Hier is eintlik hoe sommige van hierdie dinge in die elektronmikroskoop lyk om te sien of ons die verbeelding van die kunstenaars óf kan glo óf ten volle kan diskrediteer. Hier is die growwe endoplasmiese retikulum wat ek jou voorheen in skematiese vorm gewys het. En jy kan sien hoekom dit rof genoem word. Al hierdie swart kolletjies is ribosome wat aan die buitekant geheg is. Hier is die Golgi-apparaat.

Jy sien hierdie vesikels hier aangedui. En 'n vesikel, net om 'n nuwe woord te gebruik, is bloot 'n vliesagtige sak.

En hou terloops in gedagte dat ons nie die semester met hierdie hoogs beskrywende besprekings gaan deurbring nie.

Ons bedoeling vandag is om baie van hierdie beskrywende besprekings uit die pad te kry sodat ons in 'n algemene spreektaal kan begin praat oor baie van die dele, die molekulêre dele van selle en organismes.

Hier is die mitochondrion wat ons voorheen gesien het.

Dit lyk soortgelyk aan, maar nie identies aan die kunstenaar se beskrywing daarvan nie. En hou in gedagte dat die mitochondrion in ons selle, soos ek voorheen gesê het, die afstammelinge van parasitiese bakterieë is. Hier is die endoplasmiese retikulum, en hoe dit sal lyk, soos dit in sekere dele van die sel lyk wanneer dit nie al hierdie ribosome op die oppervlak het nie. Die endoplasmiese retikulum is hier betrokke by die maak van membrane.

Die endoplasmiese retikulum hier is betrokke by die sintese en uitvoer van proteïene na die sel se oppervlak en vir afskeiding, soos ek voorheen genoem het. Baie van waaroor ons oor die volgende dae gaan praat, gaan gefokus wees op die kern van die sel, dit is op die chromosome op die sel en op die materiaal wat chromatien genoem word wat die genetiese materiaal dra.

Die term chromatien word dus in biologie gebruik om bloot te verwys na die mengsel van DNA en proteïene, wat saam die chromosome vorm. So chromatien het DNA binne dit, dit het proteïen, en dit het 'n bietjie RNA in.

En ons gaan hoofsaaklik op die DNS in die chromatien fokus, want as ons kan begin verstaan ​​hoe die DNS werk en funksioneer, sal baie ander aspekte daaruit voortvloei.

Ek het die sel se oppervlak genoem, en ek wil jou net die feit indruk dat die plasmamembraan van 'n sel baie meer ingewikkeld is as wat uitgebeeld is in hierdie tekeninge wat ek jou net tevore gewys het.

As ons 'n manier gehad het om die plasmamembraan van 'n sel te visualiseer, sou ons ontdek dat dit uit lipiede gevorm word. Ons sien sulke lipiede daar, fosfolipiede, baie van hulle. Ons sal binnekort oor hulle praat. Dat daar aan die buitekant van die sel baie proteïene is, jy sien hulle hier, wat hul pad deur die plasmamembraan ryg, 'n ekstrasellulêre en intrasellulêre deel het.

En hierdie transmembraanproteïene, wat van buite na binne reik, verteenwoordig 'n baie belangrike manier waarop die sel sy omgewing waarneem. Hierdie plasmamembraan, soos ons na sal terugkeer, verteenwoordig 'n baie effektiewe versperring om te skei wat binne die sel is van wat buite die sel is om konsentrasies van sekere biochemiese entiteite te verhoog.

Maar terselfdertyd skep dit 'n hindernis vir kommunikasie.

En een van die dinge wat selle oor die afgelope 700 tot 800 miljoen jaar moes oplos, is maniere waarop die buitekant van die sel sekere seine kan stuur en daardie inligting na die binnekant van die sel kan oordra. Terselfdertyd moes selle 'n aantal verskillende gebruik, 'n aantal verskillende proteïene uitvind, waarvan sommige hier aangedui word, wat in staat is om materiaal van die buitekant van die sel na die sel te vervoer, of andersom. Die bestaan ​​van die plasmamembraan verteenwoordig dus 'n seën vir die sel in die sin dat dit in staat is om te skei wat aan die binnekant is van wat aan die buitekant is.

Maar dit verteenwoordig 'n belemmering vir kommunikasie wat opgelos moes word, sowel as 'n belemmering vir vervoer. En baie van hierdie transmembraanproteïene is toegewy aan die oplossing van daardie spesifieke probleme.

Hier sien jy, weereens 'n kunstenaar se uitbeeldingsvorm, aspekte van die sitoskelet van die sel. En wanneer ons oor die sitoskelet praat, praat ons van hierdie netwerk van proteïene wat, soos ek voorheen gesê het, die sel styfheid gee.

Hou in gedagte dat die voorvoegsel sito of die agtervoegsel sit altyd na selle verwys. Laat die sel vorm hê. En hier kan jy hierdie netwerk sien soos op een manier uitgebeeld, maar hier word dit eintlik baie meer dramaties uitgebeeld. En hier begin jy die kompleksiteit sien van wat binne die sel bestaan. Hier is hierdie proteïene.

Dit is polimere van proteïene genoem vimentien wat in baie mesenchimale selle voorkom. Hier is mikrotubuli gemaak van 'n ander soort proteïen. Hier is mikrofilamente, in hierdie geval gemaak van die molekule aktien. En as ons na individuele molekules aktien kyk, sou hulle onsigbaar wees.

Dit is end-tot-end polimerisasie van baie aktienmolekules.

En ons kyk hier onder die mikroskoop van die een kant van die sel na die ander kant van die sel. En jy kan sien hoe hierdie molekules styfheid skep, en dit stel die sel ook in staat om saam te trek en te beweeg. Sommige mense dink dalk dat die binnekant van die sel net water is met sommige molekules wat om hulle dryf. Maar as jy eintlik kyk na wat in die sel teenwoordig is, word meer as 50% van die volume deur proteïene opgeneem.

Dit is nie bloot 'n waterige oplosmiddel waar alles vrylik rondbeweeg nie.

Dit is 'n baie viskose slush, 'n pap. En dit is nogal moeilik daar vir baie selle om van een deel van die sel na die ander rond te beweeg. Hier begin jy nou 'n gevoel kry vir hoe die verband, wat ons binnekort in groot detail sal versterk, tussen individuele molekules en die sitoskelet.

En hier sien jy hierdie aktienvesels. Ek het hulle net 'n paar oomblikke gelede vir jou gewys en strek van die een kant van die sel na die ander.

En elkeen van hierdie klein bolletjies is 'n enkele aktienmonomeer wat end-tot-end polimeer en dan multi-string aggregate vorm om die aktien sitoskelet te skep. Hier is 'n intermediêre filament en hier is die mikrotubuli wat gevorm word, wat ons weereens die indruk gee dat die sel eintlik hoogs georganiseer is en dat daardie hoë mate van organisasie in staat is om dit 'n fisiese struktuur en vorm en vorm te gee. Ek dink ons ​​gaan vandag twee minute vroeg afsluit. Jy sal waarskynlik nie beswaar maak nie.


Lesing 30: Stamselle/Kloning 2

Laai die video van iTunes U of die internetargief af.

Onderwerpe gedek: Stamselle/Klonering 2

Instrukteurs: Prof. Robert A. Weinberg

Lesing 10: Molekulêre Biolo.

Lesing 11: Molekulêre Biolo.

Lesing 12: Molekulêre Biolo.

Lesing 13: Geenregulering

Lesing 14: Proteïen Localiz.

Lesing 15: Rekombinante DNA 1

Lesing 16: Rekombinante DNA 2

Lesing 17: Rekombinante DNA 3

Lesing 18: Rekombinante DNA 4

Lesing 19: Selsiklus/Teken.

Lesing 26: Senuweestelsel 1

Lesing 27: Senuweestelsel 2

Lesing 28: Senuweestelsel 3

Lesing 29: Stamselle/Klon.

Lesing 30: Stamselle/Klon.

Lesing 31: Molekulêre Medic.

Lesing 32: Molekulêre Evolu.

Lesing 33: Molekulêre Medic.

Lesing 34: Menslike Polimorf.

Lesing 35: Menslike Polimorf.

Goeie more klas. Lekker om julle hier te sien, julle lojale houers, die staatmakers wat nie vroeg huis toe gegaan het vir Thanksgiving nie. Jy onthou dat ons laas oor die Matevoidiese stelsel gepraat het, en dat baie van die rasionaal vir die bestudering daarvan spruit uit twee redes. Eerstens word dit in formele sin gerekapituleer wat tydens embriogenese gebeur, dws 'n mens het relatief ongedifferensieerde stamselle wat in staat is om in 'n aantal verskillende rigtings te differensieer deur hulself tot óf die myeloïede óf limfoïede kompartement te verbind, en dan weer af te gaan. paaie, meer gedetailleerde paaie om 'n hele verskeidenheid seltipes te genereer.

Tweedens, ons verstaan ​​regtig die differensiasie-weë van Matevoisis beter as wat ons enige weefsel in die liggaam verstaan, in geen geringe mate nie, want dit is baie makliker om die oplosbare selle in die bloed en in die immuunstelsel te bestudeer as wat dit is om te bestudeer hoe hierdie prosesse gebeur in normale weefsels. Maar as ek dit gesê het, wil ek die feit beklemtoon dat daar in elkeen van ons weefsels oligopotensiële stamselle is. As ek sê oligopotensiaal, bedoel ek dat hulle verskeie verskillende paaie kan gaan. Onthou daar bo op daardie diagram het ons gepraat oor pluripotensiaal wat veelvuldig beteken, en vandag gaan ons 'n bietjie praat oor todipotensiële stamselle, wat in staat is om afstammelinge in al die verskillende differensiasie-afstammelinge in die liggaam te versprei.

Aan die einde van ons laaste lesing het ons op die rooibloedselle gefokus. En dit word soms eritropoïese genoem, dit wil sê die proses waardeur rooibloedselle gegenereer word.

Ons het die konsep van homeostase genoem, en homeostase verwys net na die feit dat al hierdie sisteme in baie delikate balans is sodat die liggaam op enige tydstip op die fisiologiese behoeftes van die organisme kan reageer. Ons het gepraat oor die feit dat wanneer daar byvoorbeeld 'n massiewe infeksie in die liggaam is, die homeostatiese meganismes 'n toename in hierdie soort immuunselle toelaat om die infeksie teë te kom.

En aan die einde van ons laaste lesing het ons gepraat oor hierdie spesifieke tak, en hoe homeostase eintlik daar gehandhaaf word.

En wat ons hier sien, is 'n reeks toegewyde stamvaders.

So wanneer ek oor toegewyde stamvaders praat, verwys ek na selle wat reeds die verbintenis gemaak het om een ​​of ander pad af te gaan. Hulle is nog nie ten volle gedifferensieer nie.

Soos jy hier kan sien, het ons eerste-vormende selle en kolonievormende selle. Ons hoef nie al die verskillende afkortings te onthou nie, behalwe om te sê dat hierdie selle hier in 'n relatiewe ongedifferensieerde toestand is. En die enigste eindstadium differensiasie kom heel aan die einde hier wanneer ons by rooibloedselle kom. Ons het in die algemeen gesê dat dit so is dat die meeste hoogs gedifferensieerde selle post-mitoties is, wat wil sê dat hulle nooit weer in die groei- en delingsiklus van die sel gaan ingaan waaroor ons vroeër in die semester gepraat het nie.

En dit word natuurlik hier gedikteer deur die feit dat hierdie eritrosiet nie 'n kern het nie, dws tydens die finale stadium van differensiasie, benewens die ophoping van groot hoeveelhede hemoglobien in sy sitoplasma, spring hierdie sel eintlik sy kern uit, en dit verteenwoordig natuurlik 'n onherroeplike verandering in daardie sel kan nooit weer in groei- en delingsiklus ingaan nie. Die onmiddellike voorloper van 'n eritrosiet word dikwels 'n eritroblast genoem. En die term ontploffing verwys hier na 'n sel met embrioniese voorkoms. Ontploffing word dikwels gebruik om aan te dui, ons sal dit binnekort weer noem, 'n sel wat baie primitief lyk, en embrionies en ongedifferensieerd. En dit eindig in 'n eritrosiet, wat ons gesê het is eintlik 'n sinoniem vir 'n rooibloedsel, 'n RBC, 'n rooibloedsel.

En ons het gepraat oor die feit dat hierdie vordering eintlik in stand gehou en bevorder word deur die stimulus van die verbinding genaamd eritropoïetien. So, ons gebruik sommige van dieselfde woorde oor en oor. En eritropoïetien is in wese 'n groeifaktor wat die eindstadiumdifferensiasie van die eritroblast in die eritrosiet stimuleer.

Epo, soos eritropoïetien dikwels afgekort word, word eintlik in die niere gemaak. En dit word in die niere gemaak in reaksie op die fisiologiese stimulus van hipoksie. Hipoksie beteken onvoldoende oksigenasie van die weefsels. Jy kan dalk vra, wel, hoekom word rooibloedselkontraksies beheer, soos dit is, in die nier?

En die feit is, ons weet nie regtig hoekom evolusie die nier gekies het as die plek om die mate van oksigenasie van die bloed te monitor nie. En in reaksie op hipoksie begin dit eritropoïetien, of Epo, uitskakel. Jy kan aan eritropoïetien dink as 'n ekstrasellulêre liggon net soos 'n groeifaktor.

Dit het sy eie verwante reseptor op die oppervlak van die eritroblast, en wanneer Epo wat deur die nier vrygestel word 'n eritroblast in die konteks van die beenmurg tref, het dit eintlik twee effekte.

Dit is toevallig so dat ongeveer selfs 95% van die eritroblaste wat gereeld gemaak word, gedwing word om onder roetine-toestande in apitose te gaan. So, dit is 'n uiters verkwistende stelsel, dit wil sê soos elke oomblik wat ons praat, 90 of 95% van die eritroblaste wat in jou beenmurg-apitose ontstaan ​​het.

Hulle gaan nooit in eindstadiumdifferensiasie nie.

Maar wanneer Epo daar is, gee Epo 'n sterk anti-apoptotiese sein aan die rooi bloed en red sommige en miskien selfs al die eritroblaste van hul normale lot om apitose te ondergaan.

So hier, as ons ons voorstel dat daar eintlik twee lotgevalle is, is een om 'n eritrosiet te word, en die ander is om apitose, waar die aptisose paradoksaal genoeg die dominante lot van die sel is, die oomblik dat 'n Epo op die toneel kom, dit blokkeer hierdie alternatiewe lot, wat hierdie selle toelaat om volwasse te word. Epo stimuleer terselfdertyd die eritroblast om te differensieer. Nou kan jy jouself die vraag stel, hoekom is daar hierdie uiters ondoeltreffende proses?

’n Enorme poging word aangewend om groot, astronomiese getalle eritroblaste uit die weg te ruim, en tog word die meeste van hulle vermors selfs voordat hulle die kans gehad het om eindstadiumdifferensiasie te ondergaan.

En die rasionaal hier is soos volg. Dit is 'n wonderlike stelsel om die vlak van rooibloedselle in jou sirkulasie vinnig te verhoog, want hier kan 'n mens binne 'n kwessie van 'n dag of twee verhoog, eintlik binne 'n kwessie van ure, jy kan die produksietempo verhoog van rooibloedselle met miskien selfs 'n faktor van tien.

In plaas daarvan om 90% van die eritroblaste apitose te hê, kom ons sê 0% van hulle doen dit, en daarom, in plaas daarvan dat 10% van die eritroblaste rooibloedselle word, sal 100% van hulle dit doen.

En daarom het jy die feitlik wonderbaarlike reaksie dat as jy van hier af hoog in die rotsagtige berge op tien of 12 000 voet gaan, binne 'n kwessie van twee of drie dae, jou rooibloedselkonsentrasie eintlik vergoed het, gestyg het om te skep die suurstofversorgingsvermoë wat jou in staat stel om die dun suurstof te hanteer, met die lae suurstofspanning wat op hoë hoogtes teenwoordig is. Nou, dit gesê, die feit is dat daar 'n Epo-reseptor op die oppervlak van die eritroblast is, en wat ons daar sien is die volgende.

Kom ons praat oor die eritroblast en blaas dit net 'n bietjie op.

So, hier is die eritroblast. Dit is die ongedifferensieerde voorloper. En terloops, die eritroblast is eintlik nog 'n witbloedsel. Dikwels noem ons 'n witbloedsel 'n leukosiet. Jy weet dalk dat gluco wit beteken. So, 'n leukosiet, dit is nog steeds wit. En nadat die eritropotent dit raak, is een van die dinge wat dit begin doen om die hemoglobien te maak, wat dit in 'n rooibloedsel verander.

Op hierdie stadium is dit nog wit. Op die oppervlak van die eritroblast is hierdie Epo-reseptore. Ek sal hulle net so afkort, Epo-reseptor, en sodra dit die liggon Epo bind net soos die groeifaktorreseptore, het ons vroeg in die reseptore gepraat, seine word in die eritroblast gestuur om beide differensiasie te stimuleer en om die aanvang van die sel te voorkom selfmoordprogram wat ons apitose noem. Interessant genoeg is een van die dinge wat normaalweg gebeur die volgende, dat wanneer hierdie seine inkom, daar 'n ensiem is wat 'n fosfotase genoem word wat na die reseptor aangetrek word. Die Epo-reseptor werk soos 'n tirosienkinase-groeifaktorreseptor waaroor ons vroeër in die semester gepraat het. En hier het ons 'n ensiem, 'n fosfotase, wat eintlik die funksie van die tyrosienkinases teëwerk. So, nadat die Epo-reseptor sy liggon gebind het, hier is die plasmamembraan, dit het 'n hele reeks Ek sal Y hier teken vir tyrosine.

Dit het 'n hele reeks fosfate wat daaraan geheg is as gevolg van die aksies van tyrosienkinase-ensieme wat met sy sitoplasmiese domein indirekte analogie geassosieer word met waaroor ons gepraat het in die geval van groeifaktorreseptore. Maar een van die dinge wat gebeur, is dat hierdie fosfotase, wat fosfate verwyder, dan so op die reseptor glom. Dit gryp sommige van hierdie tyrosienkinases vas. En wat hierdie fosfotase doen, is om rond te reik. Dit reik rond en dit begin al hierdie fosfate afsnoei, want dit is wat 'n fosfaat doen.

Dit sny al die fosfate weg, en keer daardeur die vorige aksies van die tyrosienkinase wat tot die vorming van hierdie fosfate gelei het direk om, en dit laat stroomaf seine plaasvind. Dit is natuurlik 'n funksionele negatiewe terugvoerlus, dit wil sê wanneer daar 'n agonis is, wil jy 'n antagonis hê. Wanneer daar ook al 'n stimulus is wat in die liggaam geïnduseer word, moet daar 'n inhiberende sein wees, en dit is deel van die hele kwessie van homeostase, die balans tussen vorentoe en agtertoe. Interessant genoeg is daar 'n familie in Finland, glo ek, wat 'n mutante reseptor het.

En hul mutante reseptor het nie hierdie tyrosine nie.

En wat as gevolg daarvan gebeur, is dat daardie spesifieke tirosien nie gefosforoleer word nie. Omdat daardie tirosien nie gefosforoleer word nie, kan die fosfotase nie na die reseptor aangetrek word nie, want daar is nie 'n tirosien daar nie.

Daar is 'n ander aminosuurresidu. Ek weet nie wat dit is nie.

Dit is nie belangrik nie, maar dit is nie 'n tyrosine nie. En dit kan nie gebeur nie, want hulle het nie hierdie tyrosine nie. Hierdie fosfotase kon nie na die reseptor aangetrek word om dit af te sluit soos dit normaalweg sou wees nie. So normaalweg is homeostase ongebalanseerd, en verskeie lede van hierdie familie het Olimpiese langlaufski-wenners geword. Hulle het Olimpiese kampioene geword.

Hoekom? Omdat hul Epo-reseptor hiperaktief is. Omdat die Epo-reseptor hiperaktief is, het hulle hoër as normale vlakke van rooibloedselle in die sirkulasie, en dit laat hulle duidelik beter funksioneer in landloop, wat soos jy weet 'n baie fisiek veeleisende taak is.

Weereens, ek sê nie dit is noodwendig 'n goeie ding vir hulle nie.

Daar is ander dinge in die lewe behalwe, glo dit of nie, om landloop Olimpiese kompetisies te wen, want soos ek laas genoem het, met te veel rooibloedselle in jou sirkulasie, is daar 'n nadeel daaraan, naamlik dat jy 'n baie groter neiging het om het afsluitings, om bloedklonte in jou sirkulasie te hê wat natuurlik nie 'n baie goeie ding is om te hê nie.

O, so is daar 'n drempel van Epo-reseptoraktivering voordat fosfotase dit afskakel?

Hierdie dinge word nie regtig goed verstaan ​​nie, word nie goed bestudeer nie.

Die feit is dat jy dalk kan sê dat ons 'n wiskundige model van al hierdie verskillende stroombane moet maak. Maar die feit is as jy 'n wiskundige model wil maak, moet jy van die konstantes ken. Jy moet van die parameters, die bindingskonstantes, ken. En om die waarheid te sê, vir die meeste van die seininteraksies het niemand dit ooit regtig in so groot detail bestudeer nie. So, mens weet regtig nie hoeveel fosfaat jy hier nodig het voordat die fosfotase regtig aktief word nie. En so, daar is nie 'n baie goeie wiskundige model van hierdie terugvoerlus nie, al weet ons sonder enige twyfel dat dit bestaan. So, ek wil ingaan op ander kwessies wat verband hou met die hele kwessie van opgehoopte differensiasie-eienskappe soos 'n mens op hierdie pad beweeg.

Weereens, ons het dit gebruik as 'n model vir hoe differensiasie in die hele liggaam plaasvind. Die geloof wat die afgelope 20 of 30 jaar in hierdie soort skema implisiet was, is dat hierdie verkryging van verskillende soorte fenotipes nie gepaard gaan met genetiese veranderinge nie, dit wil sê in die genome van hierdie selle. D.w.s. 'n mens kan hierdie verskillende soorte differensiasie bewerkstellig nie deur gene te herrangskik nie, maar net deur transkripsieprogramme te herrangskik, en dat die DNA-volgorde van hierdie selle soos hulle prolifereer en differensieer, heeltemal onveranderd is. En dit is 'n kwessie van geloof, want jy kan vir my sê, hoe weet jy dat dit regtig waar is. Die feit is dat mense na gene in baie soorte seltipes gekyk het, maar dit is in wese onmoontlik, of dit was ten minste tot onlangs, om die moontlikheid uit te sluit dat as selle met hierdie differensiasiebane afbeweeg, hulle die nukleotiedvolgorde begin verander van verskillende van hul gene. Trouens, ek het jou al vertel van een geval waar dit duidelik die geval is. En dit is in die differensiasie van die B-selle van die immuunstelsel, wat toevallig hier bo op hierdie grafiek is, want soos jy onthou uit ons bespreking ten opsigte van immunologie, herrangskik die B-selle eintlik hul gene in volgorde om DNS-volgordes saam te voeg wat hulle in staat stel om teenliggaampies te maak wat op spesifieke antigene kan reageer. Daar is dus geen twyfel dat daar 'n somatiese herrangskikking van die gene is nie, wat somaties beteken dat dit nie 'n kiemlynverandering is nie. Dit gebeur in die soma buite die kiemlyn. Daar is 'n somatiese mutasie.

Dit is nie 'n mutasie wat skadelik is nie, maar eerder gerig op 'n fisiologies normale en wenslike eindpunt.

Maar byvoorbeeld, hoe weet jy dat wanneer jy dinge in die brein onthou, 'n deel van die geheue nie afkomstig is van die verandering van die DNS-volgorde en verskillende neurone in die brein nie?

Wat is die molekulêre basis van geheue? Kan dit wees dat ons elke keer 'n paar dinge leer dat daar verskillende nukleotiedvolgordes is, kritieke nukleotiedvolgordes, wat in neurone in die brein verander word, en dat daardie nukleotiedvolgordeveranderinge 'n belangrike basis verteenwoordig om te verseker dat geheue oor dekades van tyd behoue ​​bly . Of, eerder as om genetiese veranderinge in die brein te hê, kan dit alles epigeneties wees, d.w.s. . al die ander veranderinge wat met die sel gebeur, behalwe die verandering van DNS-volgordes in die chromosomale DNS.

So, hier het ons te doen met die dialektiek tussen epigeneties en geneties. En, het ons hier oor DNA-metilering gepraat? Ja, so ons het oor DNA-metilering gepraat, en onthou jy of het jy die feit bespreek dat wanneer DNA gemetileer word, dit die transkripsie van 'n geen onderdruk.

Maar dit verander nie die nukleotiedvolgorde nie, en die metileringskonfigurasie van 'n geen kan na een selgenerasie na die volgende oorgedra word. Dit is oorerflik, maar dit is nie geneties in die strengste sin van die term nie, m.a.w.

dit behels nie 'n verandering in nukleotiedvolgorde nie, en dit is waarna ons hierdie term wil beperk om te verwys.

Dus, epigenies kan al die veranderinge in die sel verteenwoordig, insluitend DNA-metilering, veranderinge in transkripsie, en alle ander stroomaf gebeure wat veranderinge in die sel tot gevolg het.

En hoe kan mens dit aanspreek? Wel, daar is verskillende maniere om hierdie vraag aan te spreek of die moontlikheid aan te spreek dat daar in werklikheid veranderinge in die nukleotiedvolgorde van die geen is.

Een manier om dit te doen is die volgende. En dit is om selle van 'n vroeë embrio te neem, en hier sien ons 'n vroeë gewerwelde embrio.

Dit lyk regtig meer soos 'n padda-embrio of 'n effens ander vorm, en hier sien ons 'n vroeë embrio. Dit is ná 'n blastula. Dit word 'n blastosist genoem. Hier het ons weer die woord ontploffing.

Wat van een vraag per lesing? Ons moet 'n bietjie ekwiteit hier hê.

Ander mense kan vrae vra. Dit is goed om vrae te vra, maar wat van een per lesing wat regverdig en billik is.

Goed, so hier is 'n vroeë gewerwelde embrio.

Hier sien ons die blastosist. Dit kom ná die vroeëre stadiums in die embrio, en hier sien ons die binneste selmassa.

En soos dit blyk, gaan die binneste selmassa die voorloper wees van baie van die weefsels van die uiteindelik ontstaande embrio.

En hier kan 'n mens 'n interessante eksperiment doen. Mens kan selle uit die binneste selmassa haal. En mens kan hulle in kultuur begin propageer. En waarmee mens opeindig is embrioniese stamselle.

En die intrinsieke belangstelling van embrioniese stamselle is veelvuldig.

Vir een ding, jy kan embrioniese stamselle neem en jy kan hulle geneties verander. Jy kan 'n nuwe geen insit, in die geval van 'n muis, of jy kan 'n ander geen uithaal.

En wat jy dan kan doen, is dat jy die geneties veranderde embrioniese stamsel in die blastosist van 'n ander embrio kan spuit.

So kom ons sê ons haal die selle uit die binneste selmassa.

Ons ontwikkel embrioniese stamselle. Ons kan hulle ES-selle noem. Dit is wat hulle in die handel genoem word, ES selle. Ons haal hulle uit. Ons kan hulle in kultuur propageer. En dan, wat ons kan vind, is dat ons 'n genetiese merker in daardie ES-selle sal plaas. Kom ons sê ons plaas in daardie embrioniese stamselle die merker vir die geen beta-galaktosidase.

En beta-galaktosidase in die teenwoordigheid van 'n behoorlike aanwyser, as jy 'n behoorlike aanwyser sit en 'n sel blou laat word.

So nou het ons 'n ES-sellyn wat die beta-galaktosidase-ensiem produseer. Die beta-galaktosidase-ensiem beta-gal self het geen effek op die biologie van die selle nie. Dit is net 'n merker. En nou, ons neem daardie ES-selle, en ons spuit hulle in 'n ander embrio, 'n wilde tipe embrio wat nie hierdie beta-gal merker het nie.

En wat ons kan sien, is dat ons die ES-selle in hierdie blastosist inspuit. Die ingespuite ES-selle sal nou hulself insinueer, sal nou binnedring in die massiewe selle in hierdie embrio waarin ons die ES-selle ingespuit het, en hulle sal deel word van die hele embrio-genese wat volg. D.w.s. binnekort sal hierdie vreemde ES-selle hul weg in hierdie binneste selmassa inslinger.

En hulle sal gevestig raak en funksioneel ekwivalent word aan die binneste selmassaselle wat voor hierdie inspuiting daar woonagtig was. En wat jy dan kan doen, is om die daaropvolgende lot van, in hierdie geval, 'n muis te volg. En wat dikwels sal gebeur, is dat jy blou selle oral in die muis kan vind soms in die pote, soms in die jas. Kom ons stel ons voor dat die hare blou sal word, wat in werklikheid nie die geval is nie. Maar kom ons verbeel ons die hare sal blou word. So hier is die muis, gelukkig want dit is deel van 'n belangrike eksperiment.

En wat jy soms sal sien, is dat, wel, onthou dat kuns nie my sterkpunt was nie. In elk geval, hier sal jy dalk strepe blou selle op die vel sien. Die hare sal nie eintlik blou word nie, maar die vel kan dalk as jy dit die regte aanduiding gee.

En wat dit aandui, is dat in hierdie geval die selle wat in die blastosist ingespuit is, deel kan word van afstammelinge wat hulself daartoe verbind het om velselle te word.

Of die selle in die brein kan blou wees. Of die selle in die ingewande kan blou wees. Of onder sekere omstandighede kan die selle in die ingewande blou wees. Deur dit vir jou te sê, bedoel ek om aan te dui dat die selle wat ons in hierdie blastosist ingespuit het, wat beta-gal dra, totipotent was.

Hulle kon al die weefsels van die muis onder die regte omstandighede skep. Die regte toestande word natuurlik in hierdie baie spesiale omgewing geplaas waarin allerhande differensiasie-induserende seine, wat ons nie regtig verstaan ​​nie, hierdie sel kan veroorsaak om homself te verbind om in die een of ander differensiasie-lyn te tree. En in beginsel kan jy 'n hele organisme uit 'n ES-sel maak. ES-sel het soveel plastisiteit, soveel buigsaamheid, as 'n bevrugte eiersel.

Dit het nog nie die vermoë verloor om al die dele van die liggaam te maak nie.

By sommige geleenthede sal die ES-sel selfs in die gonades van die muis kom, wat iewers hier onder is. En as dit so is, as die ES-sel wat jy ingespuit het die vorming van hierdie selle hier onder kon saai, dan wat sal gebeur is dat óf die sperm óf die eiersel wat van hierdie muis kom, nou die blou geen sal oordra. En nou, in die volgende generasie, sal al die muise die blou beta-galaktosidase-geen in al hul selle erf, want nou sal dit in die kiemlyn ingegaan het.

As hierdie blou selle toevallig die testes, die eierstok of die testes koloniseer, sal hierdie blou selle voorouers van die sperm of die eiersel word. En nou, in die volgende generasie, sal muise 'n blou geen in al hul selle erf.

En nou is hierdie muis regtig gelukkig, want dit is nou deel van 'n uiters belangrike eksperiment, want nou sal al sy selle blou word, nadat hulle hulle geërf het as deel van die oösiet wat tot sy vorming gelei het. In hierdie soort dier noem ons hierdie dier 'n soort hersenskim. Chimera is 'n mitiese dier wat, kom ons sê, half mens en half perd of so iets is. Of 'n chimera beteken dit het geneties verskillende dele in. Dit is nie te sê dat hierdie dele wat die blou geen dra, noodwendig gebrekkig is nie, hulle verskil net geneties, die een van die ander. Maar hulle kan deelneem aan embriogenese op 'n manier wat nie van die nie-blou selle onderskei kan word nie. Hulle doen net alles wat hulle veronderstel is om te doen, en hulle maak asof hulle in hierdie embrio was van die begin af, van die begin af, vanaf die oomblik van bevrugting. Hulle is dus totipotent.

Daar is 'n alternatiewe eksperiment wat jy kan doen, en jy kan die ES-selle neem, en jy kan hulle onder die vel van 'n muis inspuit, kom ons sê. So nou, jy plaas hulle in 'n baie onbekende omgewing. En wat jy dan by baie geleenthede sien, is dat jy eintlik 'n gewas kan kry. Jy kan wat 'n embrionale karsinoom genoem word, kry.

Nou sal jy sê, wel, so wat? Dis nie so interessant nie. Maar dit is baie interessant. Hoekom?

Want as jy kyk na die genoom van daardie embrionale karsinoomselle wat ons EC-selle kan noem as jy wil, is daardie selle geneties vol wilde tipe. En tog, ons kry 'n gewas hier.

Dus, dit beteken dat hierdie selle, wat in 'n heeltemal onbekende omgewing onder die vel of in die maag van 'n muis geplaas is, 'n gewas sal begin vorm. En in werklikheid verteenwoordig hulle die enigste tipe sel waarvan ons weet waar 'n sel met 'n wilde tipe genoom jou eintlik 'n gewas kan gee.

Soos jy uit ons vorige besprekings gesien het, moet alle ander soorte menslike kankerselle waarvan ons weet mutante gene hê sodat hulle as 'n maligniteit kan groei. Hierdie selle is volledig wildtipe en kan groei as 'n embrionale karsinoom. Hulle is baie primitief.Hierdie selle het nogal 'n bietjie outonomie. Hulle reageer nie so op al die groeifaktore wat normaalweg deur baie selle deur die soma van 'n dier deur die weefsels vereis word nie.

Dit stel ons dus in staat om aan te beweeg en ander soorte vrae te vra.

Byvoorbeeld, jy kan hierdie embrionale karsinoomselle neem.

Jy sit hulle in 'n Petri-bak, en jy kan hulle eintlik oorreed om in vitro in verskillende seltipes te differensieer.

Hoe kan jy dit doen? Wel, ons begin net leer hoe om dit te doen. Ons weet nie regtig hoe om dit te doen nie.

Maar as jy vir hulle die regte skemerkelkie van groeifaktore gee, kan hulle spierselle begin vorm. As jy vir hulle nog 'n skemerkelkie van groeifaktore gee, kan hulle pankreas-ooglidselle begin gee wat insulien vorm, of in hierdie geval kraakbeenselle.

En vermoedelik, die skemerkelkie van groeifaktore wat jy aan elkeen van hierdie selle in vitro voorsien, dit wil sê in die Petri-skottel, boots die groeifaktor-omgewing na wat elkeen van hierdie seltipes in die embrio ervaar. Met ander woorde, selle in verskillende dele van die embrio ervaar verskillende kombinasies van groeifaktore wat hulle oorreed om hulself daartoe te verbind om hierdie soort selle, hierdie soort selle en hierdie soort selle te word. En daarom is een van die beloftes van embrioniese stamselnavorsing die moontlikheid om verskillende soorte weefsel te kan regenereer op 'n manier wat ek jou net hier gewys het. Maar hierdie hele eksperiment in die geval van mense is eties uiters omstrede.

Hoekom? Omdat die eksperiment begin om hierdie ES-selle hier te maak, en as ons met 'n vroeë embrio soos hierdie wil begin, begin met 'n blastosist, in die geval van 'n menslike blastosist, het hierdie menslike blastosist die potensiaal onder die regte toestande van om 'n pasgebore mens te word. En daarom het ons hierdie enorme etiese konflik in hierdie land.

Is hierdie blastosist reeds 'n mens? Kan jy reeds op hierdie stadium van ontwikkeling bekostig om die lewe van hierdie blastosist af te kap, en is jy daarmee besig om menselewe uit te doof, of is hierdie organisme, as jy dit so wil noem, reeds veels te primitief om dit te beskou om gelyk te wees aan menselewe?

En hier sou ek nie, anders as my politieke sienings, vorentoe genoeg wees om 'n mening te waag nie, want dit is regtig iets waaroor niemand werklik op enige objektiewe manier kan stry nie.

Dit is alles 'n kwessie van opinie. Is dit reeds 'n mens, of is dit bloot 'n lewelose tros, 'n klomp selle?

Nou, in hoofsaak, hoe kon ons dit doen?

Hoe kan ons eintlik hierdie soort weefselterapie skep?

Want die feit is, soos jy ouer word, begin jou weefsel uitmekaar val. Jy het dit nie ervaar nie.

Maar ek het. En die feit is dat selfs al probeer jy in vorm bly, begin dinge net uitmekaar val. En hoe ouer jy word, hoe meer val hulle uitmekaar. Selfs mense wat goed eet, wat ek doen, en goed oefen, wat ek nie doen nie, selfs hulle val uitmekaar.

En dus is die vraag, is daar manier om weefsel te vervang en te herstel? En dit sou in beginsel een so 'n strategie verteenwoordig, want dit beteken dat jy moontlik vervangingselle in 'n agentweefsel kan inspuit en selle kan genereer wat dan kan herstel en herlewingsfunksie wat op een of ander manier onvermydelik oor die dekades versleg het. Wel, dit laat die vraag ontstaan ​​hoe jy eintlik 'n blastosist kan kry, hoe jy 'n blastosist soos hierdie kan maak. Om 'n ooglopende ding te noem wat jy dalk reeds intuïtief kon hê, kom ons sê jy het sulke selle gehad wat van verskillende seltipes gedifferensieer is wat jy in iemand se spiere of in hul lewer wil inspuit as hulle diabetes gehad het en hul beta-selle verloor het, of in hul kraakbeen as hulle hul knie gestamp het tydens basketbaloefening of so iets, of draf, wat na bewering goed vir jou is.

Wie weet? Hoe kon jy dit hanteer? Wel, die feit is, kom ons verbeel ons daar was so 'n blastosist wat ons op hierdie manier sou vervaardig dat ons so onderskei het.

OK, dit is nou die volgorde van gebeure. Daar is 'n belangrike oorweging wat ons in ag moet neem, en dit is as hierdie blastosist van 'n ander persoon as jy kom, en ons het hierdie selle geïnduseer om te differensieer, en ons het daardie differensiasie-selle in jou spiere ingespuit, dinge sou nie werk nie. Hoekom? Omdat hierdie selle, as die blastosist in 'n ander persoon as jy ontstaan ​​het, geneties van jou sou verskil, en as vreemde weefsel deur jou immuunstelsel herken sou word. So al het jy 'n inspuiting van selle gekry wat jou spiere perfek kon regenereer, sou daardie selle nooit 'n kans gegee word om hulself te vestig en te floreer nie, en om die weefsel eenvoudig te rekonstrueer omdat die immuunstelsel daardie selle as vreemdelinge sou beskou en sou agter hulle aan gaan hamer en tang en probeer om van hulle ontslae te raak op dieselfde manier wat dit probeer om van allerhande vreemde indringers ontslae te raak. D.w.s. die enigste manier waarop jy dit kan vermy, is as hierdie blastosist geneties identies aan jou was.

Maar hoe kan jy 'n blastosist maak wat geneties identies aan jou is? Wel, ek is bly ek het daardie vraag gevra. Dit is regtig die groot uitdaging wat ons hier het, want ons wil nie 'n situasie skep waar ons iemand se weefsels moet herstel nie, maar die enigste manier waarop ons dit kan herstel, is om hulle vir die res van hul lewens immuunonderdruk te laat. As ek sê immuunonderdrukte bedoel ek ons ​​moet verhoed dat hul immuunstelsel al hierdie selle wat ons in hulle ingespuit het, hierdie vreemde selle, aanval op dieselfde manier as wat ons die immuunstelsel van enige persoon wat 'n oorplanting van 'n ander individu insluitend dikwels beenmurgoorplantings. In alle gevalle het ons ten minste 'n rukkie om te verhoed dat hul immuunstelsel hierdie ingeënte selle aanval en uitskakel. En dit is waar die hele strategie kom vir die hele proses van kloning. Jy kan die geval van Dolly omtrent vyf jaar gelede onthou, en laat ons onthou wat hier gebeur het, want dit sou 'n belangrike eksperiment in soogdierbiologie wees.

Dit het die vraag gevra, regtig, as jy selle van 'n somatiese weefsel neem, van hier, of hier, of hier, is daardie selle in beginsel nog totipotent, dit wil sê is die kern, is die genoom van daardie selle totipotent, of het die genoom, die chromosomale komplement van selle in hul selle een of ander soort onherroeplike, onomkeerbare verandering ondergaan het, wat verhoed dat daardie selle ooit totipotent word? Wel, om die waarheid te sê, as jy melkepiteelselle van die bors van 'n mens of uit die bors van 'n ooi neem en jy sit dit in die blastosist, gaan niks gebeur nie. Die ingevoerde melkepiteelselle sal hulle nie in die blastosist kan vestig nie.

En ons sal nie in staat wees om hulself te midde van die binneste selmassa te insinueer nie, en hulle sal nie aan embriogenese kan deelneem nie. Dit lyk dus of die epigenetiese program in hierdie somatiese selle onherroeplik ingestel is om die deelname van die reeds gedifferensieerde melkepiteelselle in daaropvolgende embriogenese te verhoed. Daarom kan jy nie hierdie eksperiment van voor af doen om selle in die binneste selmassa in te voer soos ek sopas hier beskryf het nie, om hulle hierin te spuit.

Maar tog, dit beantwoord nie die vraag nie. Die kwessie is nie of die melkepiteelsel onherroeplik daartoe verbind is om 'n melkepiteelsel te wees nie. Die kwessie: is sy genoom in staat om onder die regte omstandighede 'n vroeë embrioniese sel te word.

En daarom, wat gedoen is, is die volgende. 'n Mens het melkepiteelselle geneem, in hierdie geval uit Dolly se aanhaling sonder aanhaling "moeder, een het kerne van hierdie selle voorberei, hulle uit die sitoplasma gehaal, en dan het 'n mens bevrugte eiers gekry of eiers wat geïnduseer is om te word.

So hier is 'n oösiet. 'n Oösiet is 'n onbevrugte eiersel.

In beginsel kan jy 'n oösiet aktiveer deur 'n sperm in te sit, of dit is eintlik beter as jy die oösiet neem en jy flous dit om te dink dit is bevrug deur dit met verskillende soute, hoë kaliumkonsentrasie, ensovoorts te behandel.

En dit sal die eiersel laat sê ek is bevrug.

Ek beter met embriogenese begin. Maar wat jy in hierdie geval doen, is die volgende. Die eier het sy eie haploïede kern hier, en jy kan 'n klein naald neem. En, jy suig daardie kern reg uit die eier. So, jy het dit ontken.

Dit is wat jy gedoen het, en nou is die eier ontkiem.

Dit het nie 'n kern in nie. Maar hou in gedagte, baie van wat tydens vroeë embriogenese gebeur, word nie net deur die gene geprogrammeer nie, maar deur alle reeks sitoplasmiese proteïene wat deur die eiersel teenwoordig is, en wat 'n kritieke rol speel in die bepaling van die daaropvolgende verloop van embriogenese.

Wat jy dus nou kan doen, is om die kern van 'n melkepiteelsel in hierdie enukleêre oösiet in te spuit.

Die melkepiteelsel is natuurlik hoogs gedifferensieerde.

Dit is daar om melk te maak. Ons sal dit 'n LUR noem as jy wil, en jy sit dit daar, en onder sekere omstandighede, en dan kan jy dit met 'n bietjie sout behandel om die fisiologiese stimulus na te boots wat kom nadat die sperm die eiersel getref het.

En nou sal hierdie eiersel dink dit is bevrug.

En nou sal dit begin verdeel. Maar hou in gedagte, die genoom van hierdie aanhaling sonder aanhaling "onbevrugte eiersel" kom nie van die sperm en die voorafbestaande kern van die eiersel nie. Dit kom omdat die kern van 'n melkepiteelsel ingespuit is.

'n Ervaring oor die afgelope 30 jaar het aangedui dat dit nooit sal werk nie. Maar uiteindelik het iemand in Skotland, 'n man met die naam Ian Wilmouth genoeg gepeuter met die toestande van hierdie selle dat hy dit eintlik nie so gereeld kon laat werk nie, miskien een, twee, of drie keer uit 100 drieë. Maar op daardie voorwaardes sou hierdie ding begin verdeel. Die kern sou sy diploïed begin verdeel. Hou in gedagte dat wanneer 'n sperm in 'n eiersel kom, die eiersel haploïed is. Die sperm is haploïed. Saam maak hulle 'n diploïede genoom. Dit het genomus diploïed ingebring, en die vraag is, die kritieke vraag is, kan die gene in hierdie ingevoerde kern hul transkripsieprogram totaal herrangskik sodat alhoewel hierdie gene almal ongeskonde kan wees in terme van nukleotiedvolgorde, die hele oneindig komplekse reeks van DNA-geassosieerde proteïene, Dws die proteïene wat die chromatien uitmaak, wat nie net die histone is nie, maar ook die transkripsiefaktore, die TF's, kan almal opspring en wegspring soos hulle moet om die spektrum van transkripsiefaktore na te boots en te repliseer wat normaalweg teenwoordig is kort nadat 'n eiersel is bevrug?

As hulle dit kan doen, kan hierdie embrio begin repliseer, en kan uiteindelik ontwikkel tot 'n volledige embrio.

As hulle nie kan nie, sal embriogenese kort daarna afgekap word, miskien by die tweeselstadium, by die vierselstadium, by die 16-selstadium, maar kort daarna, nie omdat die DNS-volgordes gebrekkig is nie, maar omdat die spektrum van transkripsie faktore is op en af ​​reguleer sekere gene is in werklikheid nie in staat was om hulself te her-assorteer in reaksie op wat?

Aanvanklik, in reaksie op die seine wat van die sitoplasma kom, want 'n mens kan jou voorstel, korrek so, dat die kern hierbinne seine van die sitoplasma kry wat dit vertel, in werklikheid, wat hierdie kern vertel, moet jy funksioneel optree asof jy die kern is van 'n bevrugte eiersel. Met ander woorde, die omgewing van proteïene hier beïnvloed die gedrag van hierdie kern. Dit gaan terug na ons normale manier van dink, want onthou dat ons normale vektore manier van dink is dat die kern die sitoplasma beïnvloed.

Dit is die rigting van inligtingvloei. Maar hier het ons 'n ander situasie. Hier vertel die sitoplasma vir hierdie ingespuite kern, wel, jy was vroeër 'n melkepiteelselkern, maar nou moet jy 'n ander werk aanpak. En ons gaan jou dwing om dit te doen. En in die mate wat dit gebeur, kan 'n mens in beginsel uiteindelik 'n normale embrio hê.

En dit het eintlik by seldsame geleentheid gebeur dat dit gewerk het.

Hier het hulle werklike elektriese stimulus eerder as sout gebruik om die kern te laat verdeel. Hierdie elektriese stimulus, weer, was om die stimulus na te boots wat die sperm wat die eiersel binnegaan normaalweg verskaf, en sodoende die eiersel aktiveer en die hele bevrugte eiersel dwing om te prolifereer.

En so, sodra dit begin ontwikkel, kom ons sê, die blastosist stadium, hier het ons 'n blastosist. Jy kan die binneste selmassa weer hier sien. Dit kan na 'n skyndragtige ooi oorgedra word. Pseudo-dragtig beteken jy neem 'n vroulike ooi en jy spuit dit met 'n reeks hormone wat haar voortplantingstelsel, insluitend prolaktien, en progesteroon, of estrogeen, haar voortplantingstelsel, haar baarmoeder, oortuig dat sy dragtig is. Jy spuit hierdie vroeë embrio in haar in, en hierdie vroeë embrio sal dan in die wand van haar baarmoeder inplant en begin ontwikkel. En as dit alles goed werk, kry jy 'n Dolly is gebore. Jy kry 'n nuwe skaap wat hieruit kom.

Dit werk nie so dikwels nie, een, twee, drie, vier keer na uit 'n honderd, en baie dikwels in die oorgrote meerderheid van gevalle is daar misgeboortes, miskrame, wat in die middel van embriogenese plaasvind. So, byna in die oorgrote meerderheid van gevalle, misluk dit. Op een of ander manier gaan die herprogrammering van hierdie kern, waarvan ons praat, dit in terme van sy transkripsieprogram, skeef. En daarom gebeur slegte dinge. Die feit dat dit by 'n seldsame geleentheid reeds hier kom en slaag, is uiters interessant omdat dit onherroeplik bewys dat die genoom van 'n melkepiteelsel in beginsel bevoeg is om hele embrioniese ontwikkeling te programmeer.

En dit beteken dat tydens die ontwikkeling van Dolly se ma, ons haar hier sal plaas, aangesien sy van een sel in 1, 00 of 10 000 biljoen selle ontwikkel het, aangesien daardie ontwikkeling plaasgevind het, het die DNS-volgordes wat van die bevrugte eiersel na haar gegaan het. verander nie regtig nie. D.w.s. die DNS-volgordes wat in een van haar melkepiteelselle was, was ongeskonde, en in beginsel net so in staat om die volwaardige ontwikkeling te loods as wat 'n bevrugte eiersel sou wees. En dit is terloops een van die bewyse dat differensiasie in werklikheid nie, met 'n paar seldsame uitsonderings, veranderings in DNS-volgorde behels nie.

Dit word op sy beurt weer verbind met die hele kwessie van embrioniese stamselle. Kom ons sê ek wou my spiere laat regenereer, alhoewel hulle nog redelik goed is.

So, ek neem 'n velsel van my, en ek spuit die velsel in.

Ek haal die kern uit en spuit dit in 'n oösiet.

En toe laat ek die oösiet ontwikkel tot op hierdie stadium.

En ek sit nie die oösiet terug in 'n skaap of 'n ander vrou nie, hoewel ek in beginsel kon. Ek haal eintlik die selle uit die binneste selmassa. Dit is ES-selle, en ek begin hulle gebruik om my spiere te regenereer om hierdie strategie te doen. So, die selle word, in hierdie geval, nie vir voortplantingskloning gebruik nie, wat is wat dit hier is.

Hulle word gebruik vir terapeutiese kloning, waar in plaas daarvan om hierdie selle en die ES-selle te neem en hulle toe te laat om 'n hele embrio te vorm, word hulle gebruik om 'n sellyn van ES-selle van die blastosist uit die binneste selmassa te vorm. Waaroor ons voorheen gepraat het, hier sien jy die blastosist met die binneste selmassa hier.

Jy sien dit weer. Maar nou, eerder as om hierdie blastosist toe te laat om voort te gaan met ontwikkeling, onttrek ons ​​eenvoudig selle daaruit en skep weer ES-selle. Ek kan dus in beginsel ES-selle skep wat geneties identies is aan al die selle in my liggaam, en enige een van julle kan ook.

En hier is daar nie net een nie, maar daar is twee etiese komplikasies.

Eerstens, hier begin ons menselewe met die doel om dit baie vroeg af te kap, en tweedens, waar gaan die oösiete vandaan kom? Wel, jy kan sê dat jy dit by sommige vroue kan kry, maar om oösiete van 'n menslike vrou te produseer is nie so maklik nie. Jy moet haar met allerhande stimulerende hormone, choreogramatatrofiese hormone, inspuit. Dit is 'n onaangename prosedure. Gewoonlik word vroue $5, 00 of $10 000 betaal om sommige oösiete te produseer. Wel, sê jy, dis OK, maar is dit OK? Ek weet nie.

Is dit reg om 'n vrou te betaal om haar oösiete te skenk om haarself in 'n oösietfabriek te maak? Ek weet nie. Jy moet oordeel.

Ek dink daar is argumente daarvoor en daarteen.

Dit is duidelik dat enige een van ons buitengewoon naïef sou wees as ons dink dat dit 'n prosedure is wat geen etiese beswarings daarin het nie.

En jy moet self daaroor dink. Tog is die potensiaal enorm, en daarom bestaan ​​die vraag.

Sal daar in die toekoms maniere wees om gedifferensieerde selle uit 'n mens se weefsel te neem, en in werklikheid op hierdie maniere te gebruik om ES-selle te maak sonder om deur 'n oösiet te gaan, en sonder om die potensiaal te hê om menslike lewe te skep. Die alternatief hiervoor was om die volgende te doen, om in ons normale weefsels in te gaan en volwasse stamselle uit te trek. Wat bedoel ek met volwasse stamselle?

Dit is nie stamselle wat totipotent is nie. Dit is stamselle wat in my spiere is en spiermassa regenereer, wat gebeur glo dit of nie. Dit is stamselle wat in my vel kan wees en is voortdurend besig om velselle te herstel.

Hou in gedagte dat daar in die instandhouding van al ons normale weefsels stamselle is waarvan die konfigurasie formeel so uitgebeeld kan word met die transiteversterkende selle waarvan ons voorheen gepraat het.

En miskien, as 'n mens die stamselle hier uit 'n volwasse weefsel haal, as ons 'n manier gehad het om hulle te onttrek, kan dit in vitro gepropageer word, en dan weer ingespuit word. Dit is sogenaamde volwasse stamselle. En die individue wat teen hierdie soort manipulasie van menslike embrio's ensovoorts is, sê dat volwasse stamselle werklik die oplossing is. Jy haal stamselle uit 'n mens se weefsel, jy brei hulle uit. Ex vivo beteken uit die liggaam, in vitro, en dan gebruik jy hulle. Jy spuit hulle in iemand se weefsel om hul weefsel te regenereer.

Daar is net een probleem daarmee. Dit is natuurlik eties baie minder beswaard, maar dit werk nie so goed nie. Trouens, sommige mense dink dit werk amper glad nie, dat die uitsonderings eintlik taamlik ver en min is tussenin. En so, hierdie kwessie sal lank gedebatteer word of aanhou word. Maar dit verteenwoordig natuurlik 'n baie nuwe en opwindende area van biomediese navorsing. En interessant genoeg raak dit ook op 'n heeltemal onverwagte manier kanker, want hierdie hele paradigma van stamselle, blyk dit, is ook van toepassing op kankerselle. As jy my twee of drie jaar gelede sou gevra het, hoe het die selle in die gewas gelyk? Ek sou 'n prentjie soos hierdie teken, dat dit 'n reeks eksponensieel groeiende selle is sodat al die kankerselle, al die neoplastiese selle in die tumormassa biologies gelykstaande is aan mekaar.Hulle het almal dieselfde mutante genoom, en hulle is almal in staat om eksponensieel te vermenigvuldig.

Maar dit blyk dat werk in die Matavoidic-stelsel op Matevoidiese gewasse soos leukemieë, en nou op borskankers, heel ander resultate lewer, want dit blyk dat die manier waarop die gewasse georganiseer is so lyk. Die gewasse is ook georganiseer in hierdie hiërargiese reeks net soos normale weefsel.

Hoe weet ons dit? Weereens, ek is bly ek het daardie vraag gevra.

Want as jy hierdie selle uit die gewas haal en in 'n ander muis sit, kom ons sê, jy kry 'n nuwe gewas.

Hierdie selle is tumorogenies, d.w.s. hulle gee 'n nuwe gewas toe.

As jy hierdie selle uit die gewas neem, het hulle dieselfde mutante genoom. Hulle vorm die grootste deel, die groot massa van die kankerselle in 'n gewas. Jy sit dit in 'n muis, en hulle is nie-tumorogeen.

En in sommige soorte gewasse kan die tumorogeniese selle slegs 1 of 2% van die totale massa kankerselle in die gewas verteenwoordig.

En hieruit begin ons besef dat jy binne-in gewasse kyk: die gewasse wyk minimaal af van die organisasie van normale weefsel. Hulle is ook afhanklik van self-hernuwing stamselle wat transit amplifying selle kan maak en kan eindstadium selle gee, wat alhoewel hulle neoplasties, het baie van die gedifferensieerde eienskappe van die normale weefsel waaruit hulle ontstaan ​​het. En dit het enorme implikasies vir byvoorbeeld terapieë teen gewasse.

As jy iemand vra, hoe ontwikkel jy en hoe beoordeel jy die sukses van 'n kankerbehandeling? Jy praat met iemand soos van die farmaseutiese industrie. En kom ons sê dit is maklik.

As jy 'n nuwe middel het, en daardie middel verminder die massa van 'n gewas met 50%, beteken dit dat jy iets regtig goed gedoen het.

Maar kom ons kyk wat gaan hier aan. As hierdie selle 99% van die gewas is in terme van die massa en hierdie selle is 1% van die gewas, kom ons sê jy het 'n nuwe middel uitgevind wat al hierdie selle uitvee, maar nie aan hierdie selle raak nie. Die grootste deel van die gewas het gekrimp en almal sal sê, eureka, ons het daarin geslaag om kanker te genees. Maar hou in gedagte dat die selfvernuwingsvermoë van die gewas in hierdie selle rus. En as hierdie selle toegelaat word om te oorleef, sal hulle weer begin prolifereer en die hele tumormassa regenereer. En jy sal nie regtig weet dat jy enige sukses gehad het nie, want hierdie selle lyk soos al die ander tumorselle onder die mikroskoop. Maar biologies verskil hulle baie. En daarom moet die toekoms van kankerterapie, en dit sal vyf of tien jaar neem om dit te doen, begin fokus om ontslae te raak van hierdie selfvernuwende stamselle wat hierdie enorme regeneratiewe kapasiteit van gewasse skep.


Lesing 17: Genome en DNA-volgordebepaling

Professor Martin praat oor DNS-volgordebepaling en hoekom dit nuttig is om die DNS-volgorde te ken, gevolg deur koppelingskartering en dan die verskillende metodes van volgordebepaling van DNS.

Instrukteur: Adam Martin

Lesing 1: Welkom Inleiding.

Lesing 2: Chemiese binding.

Lesing 3: Strukture van Am.

Lesing 4: Ensieme en Meta.

Lesing 5: Koolhidrate an.

Lesing 9: Chromatin Remode.

Lesing 11: Cells, The Simpl.

Lesing 16: Rekombinante DNA.

Lesing 17: Genome en DNA.

Lesing 18: SNP's en Human .

Lesing 19: Selhandel.

Lesing 20: Selseine .

Lesing 21: Selseine .

Lesing 22: Neurone, Aksie.

Lesing 23: Selsiklus en .

Lesing 24: Stamselle, Apo.

Lesing 27: Visualisering van Lif.

Lesing 28: Visualisering van Lif.

Lesing 29: Selbeelding Te.

Lesing 32: Aansteeklike siekte.

Lesing 33: Bakterieë en An.

Lesing 34: Virusse en Mier.

Lesing 35: Reproduktiewe Cl.

PROFESSOR: En vandag gaan ek praat oor DNA-volgordebepaling. En ek wil begin deur net 'n voorbeeld te illustreer van hoe die kennis van die DNS-volgorde nuttig kan wees. So jy onthou in die laaste lesing, ons het gepraat oor hoe 'n mens 'n geen deur funksionele komplementering kan identifiseer. En hierdie proses het behels die maak van 'n DNS-biblioteek wat verskillende fragmente van DNS in verskillende plasmiede gekloneer het en dan behels die vind van die naald in die hooimied waar jy die geen vind wat 'n defek in 'n mutant wat jy het kan red.

So as hierdie lyn wat ek hier trek genomiese DNA is, en dit kan genomiese DNA wees van, kom ons sê, 'n prototroof vir LEU2, die leucine geen. Dit is dus van 'n prototroof.

Dan kan jy die DNA met EcoRI opsny. En as daar nie 'n beperkingsplek in hierdie LEU2-geen is nie, kry jy 'n fragment wat die LEU2-geen bevat. En dan kan jy dit kloneer in een of ander soort plasmied wat repliseer in die organisme waarin jy dit inbring en voortplant.

En so dit sal jou toelaat om dan te toets of hierdie stukkie DNS wat jy het 'n LEU2-auxotroof komplimenteer of nie, OK?

Nou een ding wat ek wil uitwys, is dat omdat hierdie EcoR1-plekke, hierdie taai punte, hierdie EcoR1-eenkant of hierdie EcoR1-punt sou herken, kan jy jou voorstel dat hierdie geen-- as die geen so lees na hierdie manier-- dit kan op hierdie manier in die plasmied invoeg. Of dit kan in die teenoorgestelde rigting insit. Dit kan dus omgekeer word. Dit sou dus 'n soort oorsprong van replikasie en 'n soort kiesbare merker hê.

Maar as u dieselfde beperkingswerf het, kan dit een of ander manier invoeg. Dit is net een ding wat ek wou uitwys.

Kom ons sê nou eerder as leucine, jy stel belang in fietsry-afhanklike kinase, en jy het 'n mutante eind-CDK gehad en jy het hierdie volgorde van jou gis CDK-geen gehad. Wel, eerder as om deur 'n hele biblioteek van stukkies DNA vir die CDK-geen te moet grawe, visvang jy basies vir daardie naald in die hooimied. As jy die volgorde van die menslike genoom geken het, sou jy soortgelyke gene deur volgorde homologie kon identifiseer.

En jy kan dan 'n meer direkte benadering volg, waar jy neem—kom ons sê jy het nou 'n stukkie menslike DNA, dubbelstrengs DNA, en dit het die CDK geen. Jy kan menslike DNA met hierdie CDK geen neem. En jy het 'n unieke volgorde rondom die CDK geen, wat jou sal toelaat om hierdie DNA te denatureer. En as jy die DNA denatureer, sal jy twee enkelstringe DNA kry. En jy kan dan primers ontwerp wat unieke rye herken wat die CDK-geen flankeer.

So jy kan jou voorstel jy sal 'n onderlaag hier hê en 'n onderlaag hier. En dan kan jy PCR gebruik om spesifiek CDK geen te versterk van, dit kan die genoom wees of van een of ander biblioteek. En dan kry jy hierdie fragment hier, wat CDK insluit. Om dus die volgorde van die genoom te ken, sal jou toelaat om vinniger te gaan van miskien 'n geen wat jy geïdentifiseer het as belangrik in een organisme, en die menslike ekwivalent te vind wat dalk iets soortgelyks in mense doen. So hierdie stap hier is basies PCR.

En kom ons sê die CDK-geen het beperkingsplekke gehad. Kom ons kyk, ons sal hier beperkingswerf K en A sê. As jy dan hierdie beperkingsplekke in jou DNA-fragment het, kan jy daardie stukkie DNA met hierdie beperkingsendonukleases verteer of sny. En dan kry jy 'n fragment van CDK wat K en A taai punte het. Ons sal maak asof albei hierdie taai punte het.

En nou het jy unieke taai punte tussen K en A. En jy het dalk 'n vektor wat ook hierdie twee plekke het. En jy kan hierdie vektor met hierdie twee ensieme verteer. En dit sal jou toelaat om die spesifieke geen in hierdie plasmied in te voeg.

En as jy twee unieke webwerwe het, omdat K net K hier herken en A net A herken, dan sal dit inskakel. Maar jy kan dit met 'n spesifieke oriëntasie doen, want jy het twee verskillende beperkingswerwe. So ek hoop julle sien almal hoe dit gaan met een beperkingswebwerf teenoor twee.

Goed. Kom ons sê nou jy wil iets meer ingewikkeld as dit doen. Kom ons sê eerder as om net die geen te identifiseer wat by seldeling betrokke is, wil jy 'n nuwe geen ontwerp om te bepaal waar hierdie spesifieke proteïen, CDK, in die sel lokaliseer. So ons het CDK, wat van gis of mens kan wees, dit maak nie saak nie. En jy wil basies 'n nuwe proteïen ontwerp wat jy kan sien.

So onthou professor Imperiali het vroeër die jaar groen fluoresserende proteïen bekend gestel. En hierdie groen fluoresserende proteïen is van 'n geen van jellievisse. So nou kan ons, met behulp van wat ek jou vertel het, 'n geen rekonstrueer of ingenieur wat DNA van drie verskillende organismes het, om 'n CDK-variant te maak wat ons in die sel kan sien.

Onthou dus, 'n groen fluoresserende proteïen is soos 'n baken, as dit aan 'n proteïen geheg is. As jy blou lig daarop skyn, straal dit groen lig uit. En dus kan jy 'n fluoresserende mikroskoop gebruik om dit te sien.

In hierdie geval, kom ons sê daar is ook 'n ander beperkingsplek hier, R. En kom ons sê jy het 'n fragment van GFP wat twee beperkingsplekke het, A en R. Jy kan dan hierdie fragment en hierdie fragment met hierdie beperkingsensieme A en R sny En jy kan GFP by die C-terminus van die CDK-geen invoeg. Jy kan dus 'n geen hê wat CDK GFP in 'n bakteriese vektor het.

Nou watter een van hierdie aansluitingsplekke dink jy sal die sensitiefste wees om hierdie tipe eksperiment te doen? Daar is dus drie aansluitingsterreine. Daar is hierdie een, hierdie een, en hierdie een. Aan watter een gaan jy waarskynlik die meeste dink wanneer jy hierdie eksperiment doen?

ADAM MARTIN: Die A-werf. Miles is presies reg. Hierdie een gaan belangrik wees. En hoekom het jy daardie webwerf gekies?

GEHOOR: Van die drie webwerwe is twee half insetsel, half oorspronklikes [ONHOORBAAR]. Maar by A is albei kante daarvan insetsels. Dus [onhoorbaar] versigtig.

ADAM MARTIN: En as jy probeer om 'n samesmeltingsproteïen te maak, wat gaan 'n belangrike eienskap hiervan wees? Malik, HET jy 'n punt gehad?

GEHOOR: Wel, hulle probeer om [onhoorbaar] ons sal moet seker maak dat die [onhoorbaar].

ADAM MARTIN: Uitstekende werk. Malik het dus net twee baie belangrike dinge uitgewys. Om dit 'n samesmeltingsproteïen te maak, het jy twee verskillende oop leesrame. Hierdie twee oop leesrame moet in raam met mekaar wees.

So hierdie aansluiting hier moet in raam wees waar GFP in raam met CDK is, wat beteken dat jy dieselfde drielingkodons vir GFP lees, daar in dieselfde raam as CDK. Jy wil ook seker maak dat daar geen stopkodon hier is nie. Want as jy 'n stopkodon hier gehad het, gaan jy net 'n CDK-proteïen maak. En dan gaan dit stop en dan sal jy dit nie aan GFP laat saamsmelt nie.

En julle sal meer hiervan in die huiswerk deurwerk. So jy sal 'n sin daarvan kan kry.

So nou vir die res van hierdie lesing en ook vir Maandag se lesing, wil ek met jou deur 'n probleem gaan. Basies, as jy 'n gegewe siekte het wat oorerflik is, hoe kan jy gaan van die wete dat die siekte oorerflik is om uit te vind watter geen verantwoordelik is vir daardie gegewe siekte? En dit gaan behels om oor verskillende vlakke van resolusie te dink, in terme van kaarte.

So die hoogste resolusiekaart wat jy vir 'n genoom kan hê, is die volgorde. Jy kan die volle nukleotiedvolgorde van 'n genoom hê. En dit is die hoogste moontlike resolusie, want jy het 'n enkele nukleotied resolusie oor wat elke enkele basispaar is. Maar dit is soos om te weet soos jou woonstelnommer en jou straatnommer en basies alles te weet. Maar om te begin, wil jy dalk weet op watter vasteland dit is, of in watter land dit is.

En dus moet jy eers die moontlike liggings vir 'n gegewe siektegeen beperk. En dit sal eers behels om vas te stel aan watter chromosoom en watter streek van 'n chromosoom 'n gegewe siekte-alleel gekoppel is. En dit behels die maak van in wese 'n koppelingskaart, waar jy vasstel waar 'n siektegeen geleë is, gebaseer op sy koppeling aan bekende merkers wat in die genoom teenwoordig is.

Dit gaan nou vereis dat jy twee weke gelede teruggedenk toe ons oor koppeling en herkombinasie gepraat het. En jy sal onthou dat ons gekyk het na die verband tussen gene en vlieë en gene en gis. Een verskil tussen daardie tipe koppelingskartering en menslike koppelingskartering is dat ons nie regtig duidelike eienskappe het wat deur enkele gene gedefinieer word nie. Jy kan nie net haarkleur neem en die haarkleurgeen karteer om dit aan 'n siektegeen te koppel nie. Omdat haarkleur deur baie, baie verskillende gene bepaal word.

So in vrugtevlieë kan jy wit oë neem en kyk of dit met geel liggaamskleur verband hou, want albei word deur enkele gene bepaal. Ons het dus iets anders nodig as om net fenotipiese eienskappe te hê wat ons kan naspoor. Ons benodig wat bekend staan ​​as molekulêre merkers om koppelingskartering te kan uitvoer.

En so wat ons nodig het in hierdie molekulêre merkers - wel, as ons net dink of ons die koppeling tussen die A- en B-gene wou bepaal. En as jy hierdie kruising gedoen het, sou jy koppeling kon bepaal?

Georgia, jy het 'n mosie gemaak wat korrek was. Vertel my. Hoekom het jy jou kop geskud nee?

GEHOOR: Hulle sal almal heterosigoties wees.

ADAM MARTIN: Ja, hulle sal almal heterosigoties wees. Omdat hierdie individu dieselfde alleel op albei chromosome het, gaan jy nie een chromosoom van die ander kan onderskei nie. En so die punt wat ek wil maak, is dat om koppeling te sien, wat jy nodig het, is variasie.

Ons moet dus variasie hê. En 'n ander term vir genetiese variasie is polimorfisme. Ons benodig dus polimorfisme, of genetiese variasie, tussen hierdie molekulêre merkers.

Ons het ook genetiese variasie in die siekte nodig. Maar ons het dit. Ons het individue wat deur 'n siekte geraak word en individue wat nie deur 'n siekte geraak word nie. Ons het dus variasie in allele daar. Maar om dit met 'n molekulêre merker te karteer, om koppeling aan 'n molekulêre merker te karteer, het jy ook variasie hier nodig. So die probleem met hierdie kruis is hier moet jy heterosigoot hê. Daar moet variasie in hierdie individu wees, waar beide hierdie allele heterosigoties is.

So nou wil ek praat oor sommige van hierdie molekulêre merkers wat ons kan gebruik, en hoe hulle verskil tussen individue en tussen chromosome. Nou gaan dit dalk die kaart met die laagste resolusie wees. Maar ek praat hier van hierdie skakelkaart. En jy kan uitgelig sien dat die onderste hier verskeie tipes polimorfismes is wat ons kan gebruik om 'n gegewe siekte-alleel aan 'n spesifieke chromosoom en 'n spesifieke plek op chromosoom te koppel.

Ek sal dus begin met die eerste een, wat 'n eenvoudige reeksherhaling is. Dit gaan onder baie name. Maar ek sal hou by wat op die skyfie is.

Dus staan ​​'n eenvoudige reeksherhaling ook bekend as 'n mikrosatelliet. So jy sal dalk daardie term sien rondsweef, as jy hieroor lees. En wat 'n eenvoudige reeksherhaling is, soos die naam aandui, dit is 'n eenvoudige reeks. Dit kan 'n dinukleotied wees, soos CA. En dit is net 'n dinukleotied wat oor en oor herhaal word.

So op 'n chromosoom het jy dalk 'n unieke volgorde, wat ek net as 'n lyn sal teken. , En dan kan jy 'n CA dinukleotied hê wat 'n paar keer herhaal word, N. En dan word dit gevolg deur 'n ander unieke volgorde. En dit is wat daarin aanwesig is.

So dit sou een string wees. En dan in die teenoorgestelde string, sal jy 'n unieke volgorde hê, die komplement van CA, wat GT is, en dan, weer, unieke volgorde. En so is daar variasie in die aantal herhalings van die CA. En so is daar polimorfisme. Ons kan dit dus gebruik om 'n verband tussen hierdie merker en 'n fenotipe te vestig, soos 'n siekte-fenotipe.

So, hoe kan jy die aantal herhalings wat hier teenwoordig is opspoor? Het iemand 'n idee van 'n instrument wat ons bespreek het wat hier gebruik kan word? So een wenk wat ek jou gegee het, is dat die volgorde hier uniek is en die volgorde hier uniek is. Is daar dus 'n manier waarop ons daardie unieke volgorde kan gebruik om te bepaal of daar 'n verskil in die aantal herhalings is?

Wat is 'n tegniek wat ons bespreek het wat behels dat 'n komponent van die tegniek 'n unieke volgorde herken? Ja, Natalie?

ADAM MARTIN: Wel, CRISPR Cas9 is 'n moontlikheid. Jeremy, het jy 'n idee gehad?

ADAM MARTIN: PCR-- so dit is waar. Jy kan dit kry om dit te erken. Maar dan moet jy dit op een of ander manier opspoor. Dus wat meer algemeen gebruik word, is PCR. Dit is albei goeie idees. Maar deur PCR te gebruik, kan jy 'n onderlaag hier ontwerp en 'n onderlaag hier. En jy kan hierdie herhaalde volgorde versterk. En die aantal herhalings sal die grootte van jou PCR-fragment bepaal.

So as jy PCR gedoen het, sal jy 'n PCR-fragment kry wat die primers aan elke kant het, maar dan hierdie sekere grootte het op grond van die aantal herhalings. So in daardie geval het ons 'n soort instrument nodig wat ons in staat stel om die grootte van 'n spesifieke DNS-fragment te bepaal. En daarom gaan ek net een so 'n instrument aan jou voorstel, wat gelelektroforese is.

En gelelektroforese behels die neem van DNS wat jy gegenereer het, deur óf PCR óf deur DNS met 'n beperkingsensiem op te sny, en dit in 'n jel wat agarose bevat te laai. Miskien is dit saamgestel uit agarose. Dit kan uit poliakrielamied bestaan. En dan omdat DNA negatief gelaai is, die ruggraat, as jy 'n stroom daardeur laat loop, soos die positiewe elektrode aan die onderkant is, dan gaan die DNA deur hierdie jel slang.

Nou sal ons 'n vinnige demonstrasie doen, as julle twee kon opkom. Ek benodig een vrywilliger. Ori, vind 10 van jou vriende en bring hulle af. Goed. Dit is seker goed. Ja.

Goed, Hannah, hoekom maak jy nie-- julle moet skakel, OK? Bly hier. Ons sal by hierdie einde begin. Dit is die negatiewe elektrode hier. Die positiewe elektrode gaan daar onder wees. En Jackie gaan ons enkele nukleotied wees. Julle skakel soos - ja. Jy hoef nie te doen-si-doen, of so iets nie.

Goed. Nou wat ek wil hê julle moet doen, is ek wil hê julle moet deur hierdie keëls slalom asof dit alles agarose gel is. Sodat jy na die ander kant toe gaan. En ek gaan nou die stroom aanskakel. So gaan. Goed, stop.

Goed. Kyk hoe die korter DNS-fragment makliker deur die keëls kan navigeer en verder kan kom. Dit was dus ietwat gemanipuleer. Ek weet. Maar ek het net een of ander manier nodig gehad om seker te maak dat jy altyd onthou dat die korter nukleotied, of die korter fragment, vinniger gaan migreer.

Julle kan teruggaan. Dankie vir jou deelname. Kom ons gee hulle applous.

Goed. So wat jy sopas gesien het, is dat hoe langer DNA-fragmente, hulle meer geïnhibeer gaan word deur deur die jel te beweeg. En dus gaan hulle stadiger beweeg en dus nie so ver in die jel beweeg nie. Terwyl die klein fragmente baie vinniger gaan beweeg omdat hulle baie vinniger deur hierdie jel kan maneuver. Daar gaan dus 'n omgekeerde proporsionaliteit wees tussen die grootte van die DNS-ketting en sy bewegingstempo. Jy gaan altyd sien hoe die korter DNS-fragment vinniger beweeg.

So hoe een van hierdie gels eintlik lyk, word hier gewys. Dit is dus 'n DNA-gel wat agarose is. En DNS is in hierdie verskillende monsters uitgevoer.En wat jy sien, is dat hierdie jel daarna gekleur word met 'n kleurstof, soos etidiumbromied, wat jou toelaat om die individuele DNA-fragmente te visualiseer. En so dui 'n band op hierdie jel 'n hele klomp DNS-fragmente aan wat almal omtrent dieselfde lengte is. So in wese kan jy DNA-lengte meet met behulp van hierdie tegniek.

Wat hier aan die einde van die jel is, dit is waarskynlik 'n soort DNA-leer, waar jy DNA-fragmente van bekende lengte het wat jy kan gebruik om die lengte van hierdie bande hier te kalibreer. So dit is hoe jy DNA-lengte meet. En ons gaan dit oor en oor gebruik, terwyl ons praat oor DNA en volgordebepaling.

So nou, laat ons dink oor hoe dit ons gaan help om 'n verband te vestig tussen 'n spesifieke merker in die genoom en 'n genetiese siekte. So as ons aan hierdie mikrosatelliet-herhalings dink, het ek vir jou gesê hulle is polimorf. Hulle vertoon baie variasie in grootte. En so hier is 'n voorbeeld wat vir jou 'n wyfie wys wat twee intermediêre grootte mikrosatelliete het. En as jy hierna kyk - as jy PCR gedoen het en die grootte hiervan gemeet het, kry jy twee verskillende bande omdat daar twee verskillende allele van verskillende lengte hier is.

So jy kan sien hierdie individu het twee tussenliggende lengte herhalings. En hierdie persoon het kinders gehad met 'n individu wat 'n kort en 'n lang mikrosatelliet het. En jy kan dit op die jel sien, hier.

Nou word hierdie wyfie deur een of ander siekte aangetas. En hierdie twee individue het kinders. En jy kan sien dat 'n aantal van daardie kinders deur die siekte geraak word. So, watter manier van oorerwing lyk dit? As jy jou keuse gehad het tussen outosomaal resessief, outosomaal dominant, seksgekoppelde dominant en seksgekoppelde resessief, hoe lyk dit? O, Carmen.

GEHOOR: Outosomaal resessief.

ADAM MARTIN: Outosomaal resessief? Hoekom gaan jy met resessief? Ja, gaan voort.

GEHOOR: Omdat daar 'n mannetjie is wat aangetas is. Maar nie albei ouers word geraak nie. Dit lyk dus of die pa heterosigoties is en die ma homosigoties resessief is.

ADAM MARTIN: Dit is moontlik. Dit is presies die logika wat ek wil sien. Is daar 'n ander moontlikheid? Ja, Jeremy.

GEHOOR: Outosomaal dominant.

ADAM MARTIN: Dit kan ook outosomaal dominant wees. So jy is reg. Jy's reg. As dit nie 'n seldsame siekte was nie, kan daardie mannetjie sorg 'n draer wees en kan dit aan die helfte van die kinders oordra. So dit is goed. Jy sal in wese meer inligting nodig hê om te onderskei tussen outosomaal resessief en outosomaal dominant.

Vir die doeleindes hiervan gaan ons met outosomale dominant gaan. En wat jy sien, is dat jy na die geaffekteerde individue wil kyk en kyk of die siekte-fenotipe gekoppel is aan een van hierdie mikrosatelliet-allele. So as ons kyk na - ons basies PCR DNA van al hierdie individue. En as jy kyk na wie geraak word, het elkeen van die individue hierdie M dubbele prima-band. En nie een van die onaangeraakte individue het dit nie.

So natuurlik sal dit beter wees om meer stambome en meer data te hê om werklik betekenis tussen hierdie koppeling te bepaal. Maar dit is net 'n eenvoudige voorbeeld, wat wys wat jy moontlik kan sien as jy een van hierdie molekulêre merkers het wat aan 'n spesifieke siekte-alleel gekoppel is. So daardie soort vestig die beginsel.

Kom ons dink nou aan wat is 'n paar ander molekulêre merkers wat moontlik is? So 'n ander tipe merker, en dit is een wat die algemeenste een is, as ek hierheen gaan. So hier, jy sien hier is 'n skakelkaart, hier. En jy sien die meeste van hierdie bande is groen. En die groen merkers, hier, is wat bekend staan ​​as enkelnukleotiedpolimorfismes, of SNP's.

So enkelnukleotied polimorfismes-- en dit word afgekort SNP. En wat 'n enkele nukleotied polimorfisme is, is dit is 'n variasie van 'n nukleotied op 'n enkele posisie in die genoom. Dit is dus net 'n een basispaar verskil by 'n posisie. Daar is dus variasie van enkele nukleotied op 'n gegewe posisie, op 'n posisie in die genoom. En omdat dit 'n redelik algemene definisie is, is daar tonne hiervan in die genoom.

Nou een ding om na te dink is dat jy 'n mutasie in 'n individu kan hê wat 'n SNP skep. So jy kan 'n de novo vorming van 'n SNP hê. Maar as jy 'n SNP het en dit word by die gamete van 'n individu geïnkorporeer, dan gaan daardie variant na die volgende generasie oorgedra word. Dit is dus iets wat de novo kan voorkom. Maar dit is ook oorerflik. En as dit oorerflik is, kan jy dit volg en dit gebruik om te bepaal of 'n gegewe variant aan 'n gegewe fenotipe, soos 'n siekte, gekoppel is.

Om dus 'n enkele nukleotiedpolimorfisme te identifiseer, is dit nuttig om die DNS te kan orden. En ek sal praat oor hoe ons dit in net 'n minuut kan doen. Maar voordat ek aangaan, wil ek net 'n subklas van SNP's uitwys wat sonder opeenvolging gevisualiseer kan word. En dit word beperkingsfragmentlengte-polimorfismes genoem.

So beperking fragment - so dit gaan 'n soort beperking ensiem verteer lengte polimorfisme behels. Dis 'n lang woord. Maar dit is afgekort RFLP. En wat dit is, is dat dit 'n variasie van 'n enkele nukleotied is. Maar dit is 'n subklas van SNP. Want dit is wanneer die variasie in 'n beperkingsplek vir 'n beperkingsensiem plaasvind.

So as jy jou goeie vriend EcoR1 onthou, herken EcoR1 die nukleotiedvolgorde GAATTC. En EcoR1 klief net DNA-volgorde wat GAATTC het. So as daar 'n enkele nukleotiedvariasie in die volgorde was, so dat dit nou GATTTC is, of so iets, wat die EcoR1-plek vernietig. En dus sal EcoR1 nie meer hierdie terrein in die genoom kan herken en dit sny nie.

So jy kan jou voorstel dat as jy een individu in die genoom het met drie EcoR1-plekke, as jy hierdie streek verteer, jy twee fragmente sou kry. Maar as jy die een in die middel vernietig het, dan as jy hierdie stukkie DNA verteer, dan sal jy net een fragment kry. En dis iets. Omdat dit verskillende groottes fragmente tot gevolg het, is dit iets wat jy kan sien net deur DNA-elektroforese te doen. En miskien sal jy een of ander metode gebruik om hierdie spesifieke streek op te spoor, sodat jy nie na al die DNA in die genoom kyk nie, maar jy koppeling met hierdie spesifieke area vestig.

Jy kan PCR gebruik. Jy kan PCR-primers hier en hier hê. En jy kan dan met EcoR1 sny. In een geval sal jy twee fragmente kry. In hierdie geval sal jy twee fragmente kry. In hierdie geval, as jy hierdie streek van die genoom versterk en met EcoR1 sny, sal jy net een fragment kry. So jy sal in staat wees om tussen daardie moontlikhede te onderskei.

GEHOOR: Wanneer jy PCR gebruik, is daar [ONHOORBAAR]?

GEHOOR: Is daar [onhoorbaar]?

ADAM MARTIN: O. Jy sê wat veroorsaak dat dit stop? Dis 'n goeie vraag, Malik. Ja.

So aanvanklik gaan dit nie ophou nie. Dit is heeltemal reg. Maar omdat elke stap, elke keer as jy herhaal, dit dan met 'n ander onderlaag gevul word. So jy sal so iets herhaal wat te lank is. Maar dan sal die omgekeerde primer so herhaal. En dit sou stop.

So as jy teruggaan na my skyfie van die vorige lesing, kyk daardeur en kyk of dit sin maak hoe dit eindig. Want as jy dit 30 keer doen, sal jy regtig verryk vir 'n fragment wat stop en eindig by die twee primers, of begin en eindig by die twee primers, moet ek sê. Goeie vraag. Dankie.

Goed. Nou, kom ons praat oor DNA-volgordebepaling. Want soos ek jou gewys het, natuurlik, hierdie SNPs, omdat daar so baie van hulle is, is waarskynlik die mees bruikbare van hierdie merkers om te vernou in op waar jou siekte geen is. En om 'n SNP op te spoor, moet ons DNS kan orden.

So ek gaan begin met 'n ouer metode vir DNA-volgordebepaling, wat konseptueel baie soortgelyk is aan hoe ons vandag DNS-volgordebepaling doen. En so sal dit my punt illustreer. En dan aan die einde, sal ek praat oor meer moderne tegnieke vir volgordebepaling.

Die tegniek wat ek dus aan jou gaan voorstel, word Sanger-volgordebepaling genoem. En dit is omdat dit geïdentifiseer is deur 'n individu genaamd Fred Sanger. En ek gaan net 'n baie eenvoudige DNS-volgorde neem, om te illustreer hoe Sanger-volgordebepaling werk.

So kom ons neem 'n reeks wat regtig eenvoudig is. Dit is baie, baie eenvoudig, en dan meer volgorde hier. So kom ons sê ons wil die nukleotied bepaal wat by elke posisie van hierdie DNS-fragment is. So een manier waarop ons dalk konseptueel kan dink om dit te doen, is om te probeer om DNA-polimerase vir ons te vertel waar gegewe nukleotiede is. En as ons DNA-polimerase gaan gebruik, wat gaan ons nodig hê om hierdie proses te vergemaklik? Ja, Rachel.

ADAM MARTIN: Jy gaan beslis nukleotiede nodig hê. So ons gaan nukleotiede nodig hê. Wat nog? Om mee te begin, wat gaan jy nodig hê? Myle?

ADAM MARTIN: Jy gaan presies 'n onderlaag nodig hê. Goeie werk. So jy het 'n onderlaag nodig. So hier is 'n primer.

En nou gaan ons probeer om DNS-polimerase te kry om ons te vertel wanneer daar ook al 'n gegewe nukleotied in hierdie DNS-volgorde is. En so dink saam met my. Kom ons sê ons kon DNA-polimerase laat stop wanneer daar ook al 'n sekere nukleotied was.

So as ons deur net 'n paar nukleotiede gaan, kom ons sê, eers wil ons hê dat DNA-polimerase moet stop wanneer daar 'n A is. So kom ons sê daar was 'n moontlikheid dat dit by hierdie A sou stop. As dit by hierdie A gestop het, d genereer 'n fragment van hierdie lengte. Maar as dit deur daardie A lees, is daar nog 'n moontlikheid dat dit by hierdie A sal stop.

So ons kyk soort van wanneer hierdie stop. En die laaste moontlikheid is dat dit aanhou en stop by hierdie A. So as hierdie DNA-polimerase net by As stop, sal jy fragmente kry wat hierdie drie afsonderlike lengtes is.

Kom ons kyk nou na 'n ander moontlikheid. So pienk hier is stop by A. En in blou gaan ek teken wat sou gebeur as dit by T stop. So hulle begin almal van dieselfde plek af. As dit by T stop, sal dit net een nukleotied verder as hierdie A stop in hierdie eenvoudige volgorde. So in blou hier, dit is stop by T.

Maar as dit net 'n moontlikheid is, stop dit. En sommige van die polimerases kan verder as hierdie T gaan en na die volgende T gaan en hier stop. En weer, dit sou een nukleotiedlengte langer wees as hierdie pienk een, hier. En die laaste een sou—ek sal dit net hier afteken—— by hierdie laaste T sou uitkom, hier.

So wat jy sien, is as ons DNA-polimerase kon kry om by hierdie afsonderlike posisies te stop, ons 'n ander grootte fragmente sou kry, of dit nou by een nukleotied teenoor die ander nukleotied stop. Julle sien almal hoe dit verskillende fragmentlengtes tot gevolg het. Ja, Andrew.

GEHOOR: Hoe sou jy 'n patroon skep [onhoorbaar]?

ADAM MARTIN: Daar is nou maatskappye. Jy kan basies nukleotiede neem en hierdie primers chemies sintetiseer, sonder om DNA-polimerase te gebruik.

GEHOOR: Ek sê hoe sal jy weet watter onderlaag om te gebruik, as jy nie die volgorde ken nie?

ADAM MARTIN: O, in hierdie geval sal jy moet begin met een of ander volgorde wat jy ken. So in die meeste opeenvolgingstegnologieë maak jy soort van 'n DNA-biblioteek, waar jy die volgorde van die vektor ken. En dan sal jy die vektorvolgorde as 'n primer gebruik om in die onbekende volgorde te volg. Goeie vraag. Goeie werk.

Goed. So wat ons nou nodig het, is 'n soort instrument of vermoë om DNA-polimerase te stop wanneer daar 'n sekere nukleotiedbasis is. En om dit te doen, kan ons hierdie tipe molekule gebruik, hier, wat bekend staan ​​as 'n dideoksinukleotied. Onthou, vir DNA-polimerase om 'n ketting te verleng, vereis dit dat die laaste basis 'n drie-prime hidroksiel het.

En wat hierdie dideoksienukleosiedtrifosfaat is, is dat dit 'n nukleosiedtrifosfaat is wat nie 'n drie-prime hidroksiel het nie. Hier, ek sal dit uitlig.

So jy sien hierdie man? Jy sien dit bout die hoogtepunt H? Daar is 'n waterstof daar op die drie primêre koolstof, eerder as die normale hidroksielgroep. As hierdie basis dus in 'n verlengde ketting opgeneem word, sal DNA-polimerase nie kan voortgaan nie.

So hierdie metode waar jy 'n sekere dideoksinukleosiedtrifosfaat kan byvoeg om kettingverlenging te stop, staan ​​bekend as 'n kettingterminasiemetode. So jy kry kettingbeëindiging. En jy kry hierdie kettingbeëindiging met 'n spesifieke dideoksinukleosiedtrifosfaat. So hierdie dideoksinukleotiedtrifosfate, as hulle in die DNA opgeneem word, gaan die sintese van daardie DNA-string stop.

So as ons ons voorbeeld hier neem, kan dit 'n reaksie wees wat dideoksitimidientrifosfaat het. As ons dus dideoksitimidientrifosfaat in hierdie monster gehad het en dit is besig om te verleng, dan is daar 'n moontlikheid dat dit die dideoksinukleosiedtrifosfaat sal inkorporeer wanneer die polimerase hierdie punt bereik. En as dit 'n dideoksinukleosiedtrifosfaat is, sal daar nie 'n drie-prime hidroksiel wees nie.

En DNA-polimerase sal net wees, o, ek kan nie aangaan nie! Omdat dit nie 'n drie-prime hidroksiel gaan hê nie. Dit gaan dus nie met die volgende nukleotied kan voortgaan nie. Dit staan ​​dus bekend as kettingbeëindiging.

So laat ek jou deur 'n voorbeeld neem, hier. Goed. So hier is 'n voorbeeld waarvan jy 'n skyfie het. En weereens, daar is 'n sjabloonstring, wat die boonste string is. En hierdie metode vereis dat jy 'n onderlaag het. En wat dikwels gedoen word, is dat jy die onderlaag benoem.

So die eerste stap is dat jy jou DNA moet denatureer. Jy moet dus van dubbelstrengs DNS na 'n enkelstrengs DNS gaan. En dan meng jy die dubbelstrengs DNS met eerste, hierdie benoemde primer, sodat die primer dan kan toegee aan die enkelstring DNS. Jy het DNA-polimerase nodig, soos ek genoem het. En soos, glo ek, Rachel voorheen genoem het, het jy die boustene van DNA nodig. So jy benodig die vier dideoksinukleosiedtrifosfate.

Jy het dus altyd die vier dideoksinukleotiedtrifosfate. Maar wat hier spesiaal is, is dat jy verskeie reaksies met een van die dideoksinukleosiedtrifosfate gaan verhoog. So jy verhoog die reaksie met 'n klein hoeveelheid van een van jou dideoksinukleosiedtrifosfate.

So kom ons sê jy het 'n reaksie, hier. En hierdie hierdie een hier het dideoksiedenosientrifosfaat. Dan sal polimerase hierdie string kry totdat daar 'n timidien op die sjabloon is. En dan is daar 'n moontlikheid dat dit hierdie dideoxy NTP sal inkorporeer. En as dit wel gebeur, kry jy kettingbeëindiging. En jy kry 'n fragment van hierdie lengte.

Maar die ander moontlikheid, omdat daar steeds die deoksievorm van die NTP teenwoordig is, is dit moontlik dat dit 'n deoksiedenosientrifosfaat daar inkorporeer. En hou aan, en inkorporeer dan 'n dideoksie ATP later op, waar jy nog 'n T het. En so sal die polimerase in wese lukraak stop by hierdie verskillende timidienresidu, afhangende van of 'n dideoksinukleosiedtrifosfaat ingesluit is of nie. En dit beteken vir 'n gegewe reaksie, een waarin jy dideoxy ATP het, jy kry 'n sekere patroon van bande wat die lengte van fragmente verteenwoordig, waar jy, in hierdie geval, 'n timidienbasis het.

En dan doen jy dit vir al vier basisse, waar jy vier reaksies het, elk met 'n ander basis wat dideoxy is. So wanneer jy dit byvoeg, gaan jy vier reaksies doen, een met dideoxy ATP ingevoeg, een met dideoxy TTP, een met dideoxy CTP, en die laaste met dideoxy GTP. En omdat hierdie nukleotiede in verskillende posisies langs die volgorde teenwoordig is, gaan jy 'n duidelike bandpatroon vir elk van hierdie reaksies kry. Maar deur daardie bandpatroon te gebruik, kan jy dan die volgorde van DNA wat op die sjabloonstring teenwoordig is, aflees.

So dit is hoe volgordebepaling vir baie, baie jare gedoen is. Deesdae word dit goedkoper en vinniger gemaak. En wat nou dikwels gebruik word, is volgende generasie volgordebepaling. En een van die pyn in die gat oor volgordebepaling voorheen is dat jy baie radioaktiwiteit sal gebruik. Jou primer sal radioaktief wees, sodat jy hierdie bande kan opspoor. Op die oomblik word alles met fluoressensie gedoen, wat dit baie mooier maak, dink ek.

En dus in die volgende generasie volgordebepaling, is jou sjabloon DNA aan 'n soliede substraat geheg, sodanig dat dit op 'n soort substraat geïmmobiliseer word. En dan voeg jy elk van die vier nukleosiedtrifosfate by. In hierdie geval word hulle met 'n kleurstof gemerk, sodat elkeen 'n ander kleur het. Maar die kleurstof funksioneer ook om verlenging te voorkom, sodat dit weer hierdie kettingbeëindiging is. Wanneer jy een van hierdie inkorporeer, kan die polimerase net nie langs die DNA loop nie. Dit inkorporeer een en stop dan.

So as jy jou eerste nukleotied inkorporeer, sal dit een van hierdie vier inkorporeer. En dit sal fluoresserend wees op 'n sekere golflengte, wat jy met 'n toestel of mikroskoop kan sien. En wat jy dan doen, is om hierdie basis chemies te verander, sodat jy die kleurstof verwyder en dit toelaat om nog een basispaar uit te brei. En so gaan jy een nukleotied op 'n slag. En jy lees die patroon van fluoressensie uit wat verskyn. En dit gee jou die volgorde van DNS op hierdie molekule wat aan jou substraat vas is.

En jy kan dit parallel doen. Jy kan tonne, baie verskillende stringe DNA hê. En jy kan die volgorde van elkeen van hierdie stringe parallel lees.

Groot. Enige vrae oor DNA-volgordebepaling? OK. Baie goed. Ek sien jou Maandag. Lekker naweek.


Waarom verdeel selle?

Selle verdeel om baie redes. Byvoorbeeld, wanneer jy jou knie vel, verdeel selle om ou, dooie of beskadigde selle te vervang. Selle verdeel ook sodat lewende dinge kan groei. Wanneer organismes groei, is dit nie omdat selle groter word nie. Organismes groei omdat selle verdeel om meer en meer selle te produseer. In menslike liggame verdeel byna twee triljoen selle elke dag.

Kyk hoe selle verdeel in hierdie tydsverloopvideo van 'n diersel (bo) en 'n E. coli-bakterie-sel (onder). Die video druk 30 uur se mitotiese seldeling saam in 'n paar sekondes. (Video deur die Nasionale Instituut vir Genetika)


Tipes selverdeling

Prokariotiese selafdeling

Prokariote repliseer deur 'n tipe seldeling bekend as binêre kernsplitsing. Prokariote is 'n eenvoudige organisme, met slegs een membraan en geen interne verdeling nie. Dus, wanneer 'n prokariote verdeel, repliseer dit eenvoudig die DNA en verdeel dit in die helfte. Die proses is 'n bietjie meer ingewikkeld as dit, aangesien DNA eers deur spesiale proteïene afgewikkel moet word. Alhoewel die DNA in prokariote gewoonlik in 'n ring voorkom, kan dit taamlik verstrengel raak wanneer dit deur die sel gebruik word. Om die DNS doeltreffend te kopieer, moet dit uitgerek word. Dit laat ook toe dat die twee nuwe ringe DNA wat geskep is, geskei word nadat hulle geproduseer is. Die twee stringe DNA skei in twee verskillende kante van die prokariote sel. Die sel word dan langer, en verdeel in die middel. Die proses kan in die prent hieronder gesien word.

Die DNA is die verstrengelde lyn. Die ander komponente is gemerk. Plasmiede is klein ringe DNA wat ook gekopieer word tydens binêre kernsplitsing en kan in die omgewing opgetel word, van dooie selle wat uitmekaar breek. Hierdie plasmiede kan dan verder gerepliseer word.As 'n plasmied voordelig is, sal dit in 'n bevolking toeneem. Dit is deels hoe antibiotika weerstandigheid in bakterieë gebeur. Die ribosome is klein proteïenstrukture wat help om proteïene te produseer. Hulle word ook gerepliseer sodat elke sel genoeg kan hê om te funksioneer.

Eukariotiese Selafdeling: Mitose

Eukariotiese organismes het membraangebonde organelle en DNA wat op chromosome bestaan, wat seldeling moeiliker maak. Eukariote moet hul DNA, organelle en selmeganismes herhaal voordat hulle verdeel. Baie van die organelle verdeel met behulp van 'n proses wat in wese is binêre kernsplitsing, wat wetenskaplikes gelei het om te glo dat eukariote gevorm is deur prokariote wat binne-in ander prokariote leef.

Nadat die DNS en organelle gerepliseer word tydens interfase van die selsiklus kan die eukarioat die proses van mitose begin. Die proses begin tydens profase, wanneer die chromosome kondenseer. As mitose voortgaan sonder dat die chromosome kondenseer, sou die DNA verstrengel raak en breek. Eukariotiese DNA word geassosieer met baie proteïene wat dit in komplekse strukture kan vou. Soos mitose voortgaan om metafase die chromosome is in die middel van die sel in lyn. Elke helfte van 'n chromosoom, bekend as suster chromatiede omdat hulle gerepliseerde kopieë van mekaar is, word in elke helfte van die sel geskei soos mitose voortduur. Aan die einde van mitose het 'n ander proses genoem sitokinese verdeel die sel in twee nuwe dogterselle.

Eukariotiese Selafdeling: Meiose

By seksueel voortplantende diere is dit gewoonlik nodig om die genetiese inligting voor bevrugting te verminder. Sommige plante kan met te veel kopieë van die genetiese kode bestaan, maar in die meeste organismes is dit hoogs nadelig om te veel kopieë te hê. Mense met selfs een ekstra kopie van een chromosoom kan nadelige veranderinge aan hul liggaam ervaar. Om dit teë te werk, ondergaan seksueel voortplantende organismes 'n tipe seldeling bekend as meiose. Soos voor mitose, word die DNA en organelle gerepliseer. Die proses van meiose bevat twee verskillende seldelings, wat rug-aan-rug gebeur. Die eerste meiose, meiose I, skei homoloë chromosome. Die homoloë chromosome teenwoordig in 'n sel verteenwoordig die twee allele van elke geen wat 'n organisme het. Hierdie allele word herkombineer en geskei, dus het die resulterende dogterselle slegs een alleel vir elke geen, en geen homoloë pare chromosome nie. Die tweede afdeling, meiose II, het die twee kopieë van DNA geskei, baie soos in mitose. Die eindresultaat van meiose in een sel is 4 selle, elk met net een kopie van die genoom, wat die helfte van die normale getal is.

Organismes verpak tipies hierdie selle in gamete, wat in die omgewing kan reis om ander gamete te vind. Wanneer twee gamete van die regte tipe ontmoet, sal die een die ander bemes en 'n produseer sigoot. Die sigoot is 'n enkele sel wat mitose sal ondergaan om die miljoene selle te produseer wat nodig is vir 'n groot organisme. Die meeste eukariote gebruik dus beide mitose en meiose, maar in verskillende stadiums van hul lewensiklus.


CH 16: Die Selsiklus - (Sleutelterme) Flitskaarte Voorskou

Fase van Mitose waartydens Suster Chromatiede SKEID + BEWEEG na OOREENSTAANDE Pole van die Spil.

Anafase-bevorderende kompleks/siklosoom

'n Ubiquitin-ligase wat vordering van metafase na anafase veroorsaak deur die agteruitgang van siklien B + kohesiene aan te dui.

Proteïenkinase wat beskadigde DNA HERKEN + LEI TOT Selsiklus-STANDSTELLING.

Proteïenkinase verwant aan OTM wat lei tot Selsiklus-STANDSTELLING in reaksie op DNA-skade.

Aurora Kinase

Familie van Proteïenkinase betrokke by Mitotiese Spilvorming, Kinetochore Funksie, + Sitokinese.

'n Lid van 'n familie van siklien-afhanklike proteïenkinases wat die selsiklus van eukariote beheer.

Cdk inhibeerder

Lid van 'n familie van proteïene wat Cdk's bind en hul aktiwiteit inhibeer.

'n Proteïen-serien/treonienkinase wat 'n sleutelreguleerder van mitose in eukariotiese selle is.

selfiklus kontrolepunt

'n Regulerende punt wat toegang tot die volgende fase van die selsiklus verhoed totdat die gebeure van die voorafgaande fase afgehandel is.

’n Gespesialiseerde chromosomale streek wat susterchromatiede verbind en aan die mitotiese spil vasheg.

Die mikrotubuli-organiserende sentrum in dierselle.

Kontrolepunt Kinase

Proteïenkinase (Chk1 of Chk2) wat selsiklus-STEMSTING BRING in reaksie op beskadigde DNA.


Welkom!

Dit is een van meer as 2 400 kursusse op OCW. Verken materiaal vir hierdie kursus op die bladsye wat aan die linkerkant geskakel is.

MIT OpenCourseWare is 'n gratis en oop publikasie van materiaal van duisende MIT-kursusse, wat die hele MIT-kurrikulum dek.

Geen inskrywing of registrasie nie. Blaai vrylik deur en gebruik OCW-materiaal teen jou eie pas. Daar is geen aanmelding nie, en geen begin- of einddatums nie.

Kennis is jou beloning. Gebruik OCW om jou eie lewenslange leer te lei, of om ander te leer. Ons bied nie krediet of sertifisering vir die gebruik van OCW nie.

Gemaak om te deel. Laai lêers af vir later. Stuur aan vriende en kollegas. Verander, hermeng en hergebruik (onthou net om OCW as die bron aan te haal.)


Spleet- en Blastula-stadium

Die ontwikkeling van meersellige organismes begin by 'n eensellige sigoot, wat vinnige seldeling ondergaan om die blastula te vorm. Die vinnige, veelvuldige rondtes van seldeling word splitsing genoem. Splyting word geïllustreer in (Figuur 24.24 a ). Nadat die splitsing meer as 100 selle geproduseer het, word die embrio 'n blastula genoem. Die blastula is gewoonlik 'n sferiese laag selle (die blastoderm) wat 'n vloeistof- of eiergeel-gevulde holte (die blastocoel) omring. Soogdiere vorm in hierdie stadium 'n struktuur wat die blastosist genoem word, gekenmerk deur 'n binneste selmassa wat verskil van die omliggende blastula, getoon in Figuur 24.24 b . Tydens splitsing verdeel die selle sonder 'n toename in massa, dit wil sê, een groot eensellige sigoot verdeel in verskeie kleiner selle. Elke sel binne die blastula word 'n blastomeer genoem.

Figuur 24.24. (a) Tydens splitsing verdeel die sigoot vinnig in veelvuldige selle sonder om in grootte toe te neem. (b) Die selle herrangskik hulself om 'n hol bal te vorm met 'n vloeistof- of eiergeel-gevulde holte wat die blastula genoem word. (krediet a: wysiging van werk deur Gray's Anatomy krediet b: wysiging van werk deur Pearson Scott Foresman, geskenk aan die Wikimedia-stigting)

Splitsing kan op twee maniere plaasvind: holoblasties (totale) klowing of meroblasties (gedeeltelike) splitsing. Die tipe splitsing hang af van die hoeveelheid eiergeel in die eiers. By plasentale soogdiere (insluitend mense) waar voeding deur die moeder se liggaam verskaf word, het die eiers 'n baie klein hoeveelheid eiergeel en ondergaan holoblastiese splitsing. Ander spesies, soos voëls, met baie eiergeel in die eier om die embrio tydens ontwikkeling te voed, ondergaan meroblastiese splitsing.

By soogdiere vorm die blastula die blastosist in die volgende fase van ontwikkeling. Hier rangskik die selle in die blastula hulself in twee lae: die binneste selmassa, en 'n buitenste laag genoem die trofoblast. Die binneste selmassa staan ​​ook bekend as die embrioblast en hierdie massa selle sal voortgaan om die embrio te vorm. Op hierdie stadium van ontwikkeling, geïllustreer in Figuur 24.25, bestaan ​​die binneste selmassa uit embrioniese stamselle wat sal differensieer in die verskillende seltipes wat deur die organisme benodig word. Die trofoblast sal bydra tot die plasenta en die embrio voed.

Figuur 24.25. Die herrangskikking van die selle in die soogdierblastula tot twee lae – die binneste selmassa en die trofoblast – lei tot die vorming van die blastosist.


Epidemies in die Westerse samelewing sedert 1600

Hoofstuk 1. Malaria: Verwantskappe tussen siektes en genetika [00:00:00]

Professor Frank Snowden: Ek wil jou graag terug verwelkom en hoop dat julle almal baie goeie breek gehad het. Ons sal hierdie week praat oor malaria, beide vandag en Woensdag. En ek dink ek sê dalk 'n paar dinge wat jy dalk verbasend sal vind. Ek veronderstel - dit kan 'n aanname wees - dat wanneer ek malaria noem, die meeste van julle daaraan dink as 'n eksotiese tropiese siekte, en waarskynlik dink dat dit baie ver van ons af is, en relatief min met die moderne wêreld te doen het. , of met moderne geskiedenis, en waarskynlik niks met die Verenigde State en met dié van ons hier te doen nie. Maar die punt wat ek hierdie keer en volgende wil maak, is dat die realiteit van malaria heeltemal anders is as dat wanneer ons oor hierdie siekte kom praat het, ek kan sê dat van alle menslike siektes dit een is. van die oudste en een of ander vraag, 'n vraag wat sommige van julle my kan vra, is van al die siektes in ons verloop, wat die een is wat in totaal die meeste menslike lyding en dood veroorsaak het? En ek dink dat van al die siektes in ons kursus, dit’s waarskynlik malaria wat daardie voorrang het.

Die verhouding van mense met malaria was so naby, en so omvattend, dat ons ook kan sê dat ons, as 'n spesie, en malaria, as 'n siekte, saam ontwikkel het, en dat die menslike genoom die stempel van ons ervaring dra. met malaria. Goeie voorbeelde daarvan is 'n paar genetiese siektes wat ek wil noem, een wat dalk ook aan jou bekend is, een is sekelselanemie, 'n tweede is thalassemie, en 'n derde wat Duffy negatiwiteit genoem word. Nou, al hierdie is genetiese siektes, en hulle het in gemeen die kenmerk dat daar’s 'n verskil tussen die eienskap wat - dit’s'n resessiewe in al drie gevalle, die resessiewe kenmerke.

En dus, 'n heterosigoot - dit wil sê 'n persoon wat net een X-chromosoom het, eerder as X en Y, wat die eienskap van die siekte uitdruk - geniet beskerming teen malaria. Maar as jy in werklikheid 'n homosigoot is en dit op beide X- en Y-chromosome het, en jy ontwikkel die sindroom vir sekelselanemie, het jy eerder 'n verskriklike siekte wat lei tot - dit veroorsaak sekelsel - dit beïnvloed die kwaliteit van die hemoglobien en die rooi selle, en daarom lei dit tot bloedarmoede, afsluiting van bloedvate, soms hipoksie en ernstige respiratoriese siektes. So, dit’s 'n dodelike siekte in baie gevalle. Maar as jy die eienskap het, dan het jy in 'n hoogs malariagebied 'n groot selektiewe voordeel om 'n groot mate van weerstand of immuniteit te geniet.

Wat menslike evolusie betref, was daar in intense malariagebiede 'n sterk Darwinistiese druk vir die behoud van die sekelsel-eienskap. Dieselfde sal waar wees van talassemie, wat nie die kwaliteit van die rooi selle beïnvloed nie, maar eerder hul hoeveelheid, en lei tot weer verskriklike komplikasies in homosigote, en met asma en verskriklike bloedarmoede, of Duffy negatiwiteit, wat nog 'n genetiese siekte is wat weer lei. tot verskriklike siektes.

Hoofstuk 2. Omvang [00:04:45]

Nog 'n kenmerk van malaria, afgesien van die feit dat ons genoom eintlik sterk beïnvloed is deur ons geskiedenis met malaria, is dat dit tot baie onlangs min of meer oor die wêreld uitgebrei het, wat nie net die trope in Afrika, Asië en Suid-Amerika beïnvloed het nie, maar ook die noorde, insluitend die grootste deel van Europa en Noord-Amerika. So, ek het gedink ek wil vir jou 'n kaart wys van malaria in die Verenigde State in die negentiende eeu, net om jou 'n idee te gee - dit is 1882 - om te wys hoe wydverspreid dit in hierdie land was, so onlangs as die laat negentiende eeu. En dit kom inderdaad ter sprake - Oliver Wendell Holmes het 'n boek oor malaria in Nieu-Engeland geskryf.

Dit is 'n kaart van 1912, toe dit’s het baie teruggetrek en is hoofsaaklik 'n siekte van die Suide. Maar onthou dat dit 'n groot impak op openbare gesondheid in hierdie land gehad het, tot aan die einde van die Tweede Wêreldoorlog, dit is toe dit in die Verenigde State uitgeroei is. Dit is nugter om byvoorbeeld te onthou dat die Centers for Disease Control, die CDC, in Atlanta, oorspronklik gestig is as 'n anti-malaria-agentskap, en dat die siekte 'n groot rol gespeel het in die vestiging van die Weste, en in die ekonomiese en sosiale ontwikkeling van die Suide. En as jy byvoorbeeld Mark Twain lees, kan jy baie lees oor bewing langs die oewer van die Mississippi-rivier. In terme van ons bespreking van die verband van siektes tot die groot prentjie van die geskiedenis, is malaria ook een van die siektes wat ek dink ons ​​help om die saak die doeltreffendste te maak.

Malaria, word nou geglo, het 'n groot rol gespeel in die val, byvoorbeeld, van die Romeinse Ryk, toe 'n epidemie vanfalciparum malaria het gelei tot die ontwrigting van die landbou en die Romeinse legioene. En ek probeer nie sê dat malaria die ondergang van die Romeinse Ryk veroorsaak het nie. Ek sê dat dit 'n belangrike faktor was, wat lei tot die soort militêre probleme en sosiale ontwrigting wat ons nie kan ignoreer in die bespreking van daardie groot reeks gebeure nie. Dit’s het gelei tot groot impak op die uitkoms en op die uitvoering van oorlogvoering. 'n Mens hoef net terug te gaan na die Tweede Wêreldoorlog, toe malaria 'n groot bekommernis van die leërs aan beide kante van die konflik was. Dit het 'n enorme rol en impak op Europese uitbreiding en kolonisasie gehad, en een van die groot uitdagings vir koloniale uitbreiding, in die Indiese subkontinent, en in Afrika, was wat om te doen aan die probleem van malaria.

Dit het die patroon van menslike bewoning en nedersetting beïnvloed, die manier waarop stede en dorpe regoor die landskap gebou word, waar menslike bewoning dikwels 'n vorm van profilakse vir malaria was, en mense ver van moerasagtige gebiede gewoon het, en dikwels op hoë grond, bo gevaarlike vleilande laag af. Malaria is ook 'n belangrike faktor in ekonomiese ontwikkeling en onder-ontwikkeling vandag, op maniere wat ons’ll bespreek. 'n Bepalende faktor in die voorkoms daarvan, en in sy geskiedenis, was nog altyd die verhouding van mense tot landbou en die omgewing, dit wil sê dat intensiewe vorme van landbou, met moderne veeteeltpraktyke, moderne wisselbou, waterbestuur, ekologiese sanitasie , met verbeterde behuising en toestande van dieet, lone en klere, het gelei, waar hulle’ve ook al bekendgestel, tot 'n spontane resessie van malaria en baie beter gesondheidsuitkomste.

En dit was 'n belangrike faktor in die verskil tussen die globale Noord en die globale Suid die Noorde met gemoderniseerde intensiewe stelsels van landbou, en in die Suide in plaas daarvan die volharding van uitgebreide vorme van praktyk wat bevorderlik is, om redes wat ons sal ondersoek , tot die oordrag van malaria. Dus, malaria weerspieël en versterk ontwikkelingsverskille en ongelykhede. Nou, laat’s onthou dat malaria is uiters belangrik in ons wêreld vandag. Kom ek gee jou 'n voorbeeld van sommige van die prente wat die wêreldwye las van malaria verteenwoordig, en laat ek jou 'n kaart wys van waar malaria vandag voorkom, dit wil sê, in die een-en-twintigste eeu. Inderdaad, op die oomblik kan 'n mens sê die statistieke is buitengewoon.

Sowat 500 000 mense word jaarliks ​​ernstig siek aan malaria. Ongeveer 'n miljoen mense sterf daaraan, waarvan die meerderheid kinders jonger as vyf is, en swanger vroue, veral in Afrika suid van die Sahara, gekonsentreer. Trouens, 'n mens kan sê dat 'n kind in Afrika vandag elke dertig sekondes aan malaria sterf, wat hierdie siekte 'n wêreldwye openbare gesondheidsnood maak, saam met MIV/VIGS en tuberkulose. Laat’s kyk na meer spesifiek die gebiede. Dit is die episentrum, as jy wil, van die hedendaagse herlewing van malaria as 'n groot, groot openbare gesondheidsprobleem. En daar is - malaria maak elke dag van die jaar 3 000 kinders dood. Die las van malaria is egter groter as wat statistieke vir mortaliteit en morbiditeit aandui. Dit is byvoorbeeld een van die ergste moontlike komplikasies van swangerskap. Dit lei tot hoë koerse van miskraam tot moedersterfte deur bloeding en erge bloedarmoede, en al die gevolge wat volg uit ernstige lae geboortesyfer.

Malaria kan ook vertikaal oorgedra word, dit wil sê trans-plansentaal, van moeder na fetus, en kan lei tot die geboorte van babas wat aangebore besmet is. Ons moet ook onthou, soos ons binne 'n oomblik sal sê, dat malaria 'n groot immuunonderdrukkende siekte is, en sy slagoffers is dus hoogs vatbaar vir ander opportunistiese infeksies, veral respiratoriese infeksies, tuberkulose, griep, longontsteking. In daardie gebiede van die tropiese wêreld waar malaria hiper-endemies is, en oordrag deur die jaar voortduur, kan die bevolking wat in gevaar is, elke jaar besmet, herbesmet en superbesmet word. As die slagoffers van malaria oorleef, besit hulle 'n pynlik verworwe immuniteit. Maar dit kom teen 'n verskriklike prys, want herhaalde aanvalle van malaria lei tot ernstige neurologiese tekorte en kognitiewe inkorting. Die gevolge is onuitwisbare armoede, ongeletterdheid en gekompromitteerde ekonomiese groei, 'n belemmerde ontwikkeling van die burgerlike samelewing en politieke onstabiliteit.

Ons sal binne 'n oomblik praat oor Ronald Ross, wat die Nobelpryswenner was, wat een van twee mense was wat die muskiet-teorie van oordrag vir siekte ontdek het. En hy het nogal roerend geskryf dat daardie malaria nie – in gebiede waar malaria algemeen voorkom – “diegene wat dit nie doodmaak nie, verslaaf nie.” Malaria, met ander woorde, in ons huidige wêreld is 'n groot bydraer tot ongelykhede tussen Noord en Suid, en tot die ekonomiese en politieke internasionale afhanklikheid van derdewêreldlande in die tropiese wêreld. Wel, laat’s praat oor die - malaria sal ook vir ons van belang wees, want dit’s'n uiters komplekse siekte, en daarom moet ons'n bietjie tyd spandeer om te praat oor hoe dit’s oorgedra word, en oor die uitwerking daarvan op die menslike liggaam, om daarna te praat oor hoe die ontdekkings wat gelei het tot ons begrip daarvan, en tot die impak op die samelewing en op die geskiedenis.

Hoofstuk 3. Etiologie [00:15:03]

Tot aan die einde van die negentiende eeu is gedink dat malaria verklaar word deur 'n teorie wat jy reeds ken, deur miasmatisme. Met ander woorde, malaria was 'n vorm van slegte lug. Trouens, dit’s wat die woord beteken, van die Italiaanse mala, sleg, en aria, lug. Dus, malaria was slegte lug wat 'n vatbare persoon op een of ander manier ingeasem het, en dit het in sy of haar liggaam gekom, of is miskien deur die porieë van die vel geabsorbeer, en het by vatbare mense tot hierdie verskriklike koors gelei. Dit is ook soms paludisme genoem, van die woord vir moeras, dus was dit moeraskoors. Die siekte is dus op een of ander manier geabsorbeer of ingeasem.

Trouens, malaria is’t een siekte. Dit’s 'n familie van vier verskillende siektes, veroorsaak deur 'n parasiet, met 'n uiters komplekse lewensiklus. Die parasiet staan ​​bekend as 'n plasmodium, en daar is vier spesies plasmodium wat menslike malaria veroorsaak. En ek het hulle op jou uitdeelstuk. Hulle’re Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax, Plasmodium malariae, enPlasmodium ovaal. Vir die doeleindes hier, die eerste twee, Plasmodium falciparum en Plasmodium vivax, is die belangrikste, medies en histories, en die wat ons’ll praat oor die meeste. Nou, die plasmodia verskil fundamenteel van die ander mikrobiese patogene ons’ve ondersoek tot dusver in die kursus - bakterieë, byvoorbeeld, en virusse - in dat hulle’re baie meer komplekse lewensvorme, met komplekse lewensiklusse wat ons nodig het om te ontrafel.

Plasmodia is in 1884 ontdek deur Alphonse Laveran - daar is hy - 'n Franse weermagdokter wat in Algerië werk. Dit blyk dat die plasmodia don’t bestaan ​​gratis in die omgewing op enige stadium van hul lewens. In plaas daarvan, hulle’re aangepas om te lewe óf in die liggaam van mense, of in die ingewande van sekere spesies van muskiete. En - daar is ons - dit is 'n anopheles-muskiet wat sy ding doen, dit wil sê, 'n bloedmaaltyd eet, wat die manier is waarop malaria van persoon tot persoon oorgedra word. Die plasmodia - dit is weer, op 'n meer skematiese manier, dit bring die punt oor die verhouding tussen mense en die muskiet.

Plasmodia migreer in die liggaam van die insek na die speekselkliere in die bytapparaat. Dus, 'n bytende muskiet, soos hierdie een, is in werklikheid 'n uiters doeltreffende vektor. Dit’s soms na verwys as 'n vlieënde spuit, want wat dit doen, die muskiet doen, is om die plasmodia direk in te ent in die bloedstroom van die gasheer. Op hierdie stadium die parasiet — ons’ll beweeg om te kyk na wat volgende gebeur. Die eerste ding wat ons het, is die muskiet wat 'n bloedmaaltyd neem en die plasmodia direk in die bloedstroom van die ongelukkige slagoffer inent.

Op daardie stadium - en hier sal ons een van die punte oor die plasmodia sien, is dat dit 'n reeks morfologiese veranderinge ondergaan om afsonderlike stadiums in sy lewe te word, beide in die menslike liggaam en in die liggaam van die insek. Aanvanklik toe dit ingespuit word, staan ​​dit bekend as 'n sporazoiet, en wat dit volgende doen, is dat dit migreer, na net 'n paar uur na inenting - sê jy is nou gebyt, binne 'n paar uur sou die plasmodia in jou bloedstroom na jou lewer migreer. En dit begin die inkubasietydperk waarin die plasmodium voortplant - dit wil sê ongeslagtelik - in die lewer. En jy sien sy reproduksie. En dan na net 'n aantal dae of weke, dit’s weer vrygestel nou in 'n nuwe fase, hierdie keer bekend as 'n merozoite, in die bloedstroom. So, dit keer op daardie punt terug na die bloedstroom.

Een van die punte van die migrasie na die lewer is dat wanneer dit’s in die lewer, dit’s veilig buite die opsporing van die menslike immuunstelsel, en so dit reproduseer veilig in die lewer en dan na vore, baie meer talle, in die bloedstroom in 'n nuwe fase in sy lewensiklus. Op hierdie punt in die bloedstroom wat gebeur, is dat die merozoiete - dit is wat hulle nou genoem word, die nuwe naam van die parasiet vir daardie fase - dit betree - dit heg homself aan en gaan in rooibloedselle of eritrosiete. Sodra dit veilig binne die rooibloedsel is - weereens word dit nie deur die immuunstelsel opgespoor nie - reproduseer dit ongeslagtelik - en jy kan sien dit doen dit - totdat dit op 'n sekere punt die rooibloedsel vernietig het en die rooibloedsel bars, en die parasiete keer weereens terug na die bloedstroom. Ek het - dit is 'n prentjie.

Dit is van die - deur 'n elektronmikroskoop - van die werklike skeuring van rooibloedselle, en die opkoms, sodra wins, van die parasiete wat pas voortgeplant het, terugkeer na die oop bloedstroom. Op daardie stadium herhaal die veel meer merozoïete hierdie proses om rooiselle binne te dring, die rooibloedselle te reproduseer, te vernietig en dit dan met periodieke tussenposes te bars. Die tydsinterval wat dit neem, word bepaal deur die spesie plasmodium. VirPlasmodium falciparum en vivax, dit’s elke agt-en-veertig uur. En so vir Plasmodium malariae, dit’s elke twee-en-sewentig.

Nou, uiteindelik, onder die kroos merozoiete - dit wil sê, laat ons weer sien - nadat dit deur 'n aantal siklusse gegaan het, produseer hulle onder hul nageslag wat genoem word - dit is 'n nuwe morfologies verskillende stadium in die lewensiklus, en dit is gametosiete, wat manlik en vroulik is en dit is in die oop bloedstroom. En dan die volgende anofelinemuskiet wat 'n bloedmaaltyd eet, terwyl dit so doen, suig hy die manlike en vroulike gametosiete op wat hierdie keer seksueel voortplant - ons sien hulle hier - in die ingewande, in die liggaam van die vroulike muskiet, en dan begin die lewensfase in die liggaam van die muskiet waar ons weereens vind dat dit voortplant en uiteindelik lei dit tot die produksie van sporosoïete wat weer migreer na die bytapparaat, die speekselkliere van die muskiet.

Die muskiet neem weer 'n aansteeklike byt en dan - in sy volgende bloedmaaltyd - en die hele siklus, hierdie komplekse siklus van beide ongeslagtelike voortplanting in die liggaam van die mens, en seksuele voortplanting in die liggaam van die muskiet, is die siklus dan voltooi. Nou, laat’s terugkeer vir 'n sekonde na die plasmodia en die insek. En laat ek net handel oor die feit dat in orde - die rede waarom die vroulike - en dit is net vroulike anofelines wat bloedmaaltye op mense neem - en die rede waarom die vroulike anofeline dit doen, is dat dit bloed nodig het om ryp sy eiers en om dit te lê. Met 'n bloedmaaltyd, sy’s in staat om haar eiers volwasse, en op daardie stadium lê hulle in water, en hulle gaan deur die siklus van larwes, papies, en dan die volwasse muskiet bekend as 'n imago.

Nou, wat gebeur op daardie stadium? Dit neem omtrent 'n week vir die eiers om te ontwikkel as larwes, papies en dan volwasse muskiete, en dan is die muskiet reg om te vlieg en vir my en jou te besoek. Van die broeiplek tot by die bloedmeel het die anopheles-muskiete delikate vlerke en is gewoonlik swak vlieërs. So, normaalweg vlieg sy nie meer as drie kilometer of so van haar geboorteplek af nie. Die meeste spesies anopheles vermy sonlig, wat hul vlerke opdroog, en hulle vermy sterk winde. Maar as hulle vlug, hulle’re in staat om hulself te oriënteer na plekke van menslike nedersetting. Hoekom? Want op hul antennas is daar sensors wat hoogs gestimuleer word deur koolstofdioksied in die lug. En dus, dit - die koolstofdioksied-pluim wat uit menslike nedersettings en menslike liggame ontstaan, stel die muskiete in staat om na hulle aangetrek te word.

Nadat hulle nader aangekom het, bespeur die muskiete dan, met ander sensors, reuke wat uit sweet voortspruit. Hulle’re ook aangetrek deur lig. En dan van naby gebruik hulle uiteindelik hul visie om te vestig op die plek van die liggaam wat die geskikste is vir hul fees. En mense werk saam in hierdie onderneming deurdat anofelinemuskiete tussen skemer en dagbreek smul, en hulle daardeur slapende liggame aanval, wat meestal roerloos lê. Nou, as jy die gegons van die onskadelike culex-muskiet hoor wat luidrugtig om jou gons en jou aandag trek, kan jy bly wees, want die meeste anofelines wat malaria oordra is stil en steur dus nie hul gashere nie.

Jy’re waarskynlik wonder, hoe is dit dat oordrag gehandhaaf word as die oorgrote meerderheid van muskiete nie malaria oordra? Slegs die wyfies van sekere spesies anofelines - en ek het twee op jou uitdeelstuk ingesluit as die belangrikste vir ons: Anopheles gambiae, wat my kandidaat sou wees vir die mees dodelike insek vir mense op ons planeet, en Anopheles labranchiae, wat een van die belangrikste vektore van malaria in Europa en in dele van Afrika was. Jy’re waarskynlik wonder of 'n vroulike anofeline muskiet leef gemiddeld net 'n paar weke, en moet self besmet word voor die oordrag van die siekte, hoe kan oordrag gehandhaaf word?

Wel, daar’s'n paar feite wat ons moet onthou. Eerstens is die groot aantal muskiete betrokke in gebiede waar malaria endemies is. In die meeste gebiede met hoë endemiesiteit word nie meer as twee persent of so van vroulike muskiete op enige gegewe tydstip besmet nie. Maar gemiddeld kan 'n mens duisende kere in 'n jaar gebyt word. En dit’s ook waar dat 'n insek soos Anopheles gambiae is honger en voed nie 'n enkele keer nie, maar het herhaaldelik 'n plek van menslike nedersettingsfeeste betree en van een liggaam na 'n ander beweeg, en sodoende verseker dat in oorvol toestande een malariapasiënt 'n groot bron van gevaar is vir almal om hom of haar.

Hoofstuk 4. Simptomatologie en verhouding tot armoede [00:30:17]

Wel, dit’s die storie uit die oogpunt van die muskiet. Wat gebeur met die menslike slagoffer? Wat is die simptome van malaria? Hoe het die siekte sy impak op die menslike liggaam? Na die inkubasieperiode begin simptome wanneer die plasmodia 'n kritieke drempelgetal in die bloedstroom bereik het. Dit’s dan dat die klassieke simptome van malaria begin, met hul aanvang. Nou, laat’s onthou - keer terug na ons diagram. Hierdie proses van voortplanting, van binnegaan - dit wil sê die parasiet gaan die bloedsel binne, reproduseer, bars die bloedsel en keer terug na die bloedstroom - vind gelyktydig plaas vir 'n hele kroos regdeur die bloedstroom. Met ander woorde, dit gebeur op dieselfde tyd regdeur die liggaam. En dit’s wanneer daar voldoende getalle van die parasiet in die oop bloedstroom dat die immuunstelsel van die liggaam die parasiet kan opspoor, en dit’s dan dat simptome begin.

Die term vir malaria ook - dit het baie name, hierdie siekte. Dit is dikwels intermitterende koors genoem. Hierdie proses van sinchronisiteit was bekend as Golgi’s wet, na die malarioloog Camillo Golgi, wat dit ontdek het en hy het gepraat oor die verskillende tydsberekeninge van koors. Tertiaankoors, dit wil sê elke agt-en-veertig uur of Quartankoors, elke twee-en-sewentig uur of Quotidian-koors. Jy kan ook elke vier-en-twintig uur 'n aanval van intense koors hê, en dit beteken dat jy meer as een spesie plasmodium in jou bloedstroom het. Jy hoef nie net een te kies nie, jy kan verskeie spesies en verskeie tipes gelyktydig in jou bloedstroom hê. As dit gebeur, kan jy elke vier-en-twintig uur koors hê, intermitterende koors.

Die herhalende klassieke simptome is dan hierdie intermitterende koors, wat met gereelde tussenposes voorkom, soos 'n treinskedule. Jy het herhalende paroksismes van hoë temperatuur, plus kouekoors, oorvloedige sweet, hoofpyn, algemene malaise, uitputting, en daarmee saam dikwels naarheid, braking en diarree. Die presiese simptome hang af van die spesie van plasmodium, en die mees virulente is Plasmodium falciparum, wat die mees algemene lewensgevaarlike komplikasies veroorsaak, en Plasmodium malariae en ovaal is die mildste. Jy sien dat deur die rooibloedselle binne te gaan en rooibloedselle aan te val, die parasiet 'n kaskade van gevolge inisieer. Die rooi selle kan misvorm word, en hulle voldoen aan mekaar in klompe, en daardeur veroorsaak blokkasies in bloed selle- bloedvate, wat vinnig dodelik kan wees, afhangende van die orgaan dat’s geraak word.

’n Gereelde oorsaak van sterftes is serebrale malaria, waarin daar blokkasies in die brein is. Maar die hart kan ook aangetas word, of die spysverteringstelsel en as malaria veral die spysverteringskanaal aanval, boots dit die simptome van Asiatiese cholera na. Vernietiging van die rooibloedselle is ook 'n oorsaak van ernstige bloedarmoede. Nog 'n belangrike simptoom van die siekte is - en dit is 'n kind wat 'n malariapasiënt is, en wat jy sien is 'n pynlike en uitgesproke swelling van die milt. Dit is een van die klassieke tekens van malaria-infeksie. Soos ek gesê het, is malaria ook verskriklik in sy uitwerking op swanger vroue, wat lei tot bloeding en miskraam, en ook tot aangebore malaria by babas wat met die siekte gebore word.

Malaria is ook 'n siekte wat 'n groot immuunonderdrukkende siekte’s. Dit onderdruk die immuunstelsel van die liggaam, en gee dus aanleiding tot komplikasies, veral respiratoriese siektes soos ek vroeër genoem het, longontsteking, griep en tuberkulose. Dus, ons moet sê dat die tuberkulose-noodgeval in die huidige dag, en die malaria-noodgeval, ineensluitend is en interverwante malaria verskaf die substratum vir die heropkomende tuberkulose. Ek het ook gesê dat herhalende aanvalle van malaria lei tot neurologiese skade, en in die ergste gevalle tot 'n toestand bekend as kakeksie, waarin 'n persoon onverskillig is teenoor sy of haar omgewing nie kan leer om produktief te wees nie, om deel te neem aan die burgerlike samelewing .

Nog 'n kenmerk van malaria is dat dit kan lei tot terugvalle dit is, met Plasmodium vivax. Jy onthou dat nadat die plasmodium in die bloedstroom ingespuit is, dit na die lewer migreer. Goed in Plasmodium vivax, kom die parasiet wel op, maar nie al die parasiete nie. Hulle gaan voort om te nestel in die lewer, en hulle’re buite die opsporing van die immuunstelsel. En hulle kan dan - selfs nadat die pasiënt dink dat hy of sy herstel het, kan daar 'n terugval wees wanneer die plasmodia, die parasiete, weer uit die lewer in die bloedstroom opkom. Dit kan maande later, of selfs jare later, na die aanvanklike infeksie wees. Immuniteit — dit wil sê, sodra jy baie malariaaanvalle gehad het, en jy oorleef, ontwikkel jy 'n gedeeltelike immuniteit, 'n verworwe immuniteit. Maar dit is korttermyn, en dit’s ook teen aansienlike koste in terme van neurologiese skade aan die liggaam.

Wel, die impak op die samelewing, soos jy kan dink, is ernstig en ons’ll sal praat oor wat volgende keer. Maar dit lei, hierdie siekte - die simptome, 'n lys van die simptome, help ons om te verstaan ​​dat iemand soos hierdie as 'n volwassene, wie se bloedarmoede, wat dalk respiratoriese siektes het, pynlik en stadig beweeg, en dus nie 'n produktiewe werker in landbou of in die industrie. Dus, malaria lei tot agtergeblewe verbouingstelsels, lae produktiwiteit en gebrek aan investering in die landbou. Dit lei tot die verlating van heel- van sommige van die mees vrugbare gebiede, land, want dit’s besonder gevaarlik, en bekend om so te wees. Dit lei dan tot armoede, tot ongeletterdheid.

Inderdaad, malaria en armoede versterk mekaar in 'n soort bose afwaartse spiraal. Armoede maak mense kwesbaar vir die siekte. Armoede, dit wil sê, maak mense kwesbaar omdat dit veroorsaak dat hulle in swak behuising woon, oorvol behuising wat poreus en kwesbaar is vir vlieënde insekte. Dit lei hulle ook tot beroepsgevare deurdat hulle in gebiede moet werk waar die siekte algemeen voorkom. Dit lei tot swak dieet, wat mense meer kwesbaar maak vir onvoldoende klere, wat hulle meer kwesbaar maak vir bytende insekte. Maar malaria lei op sy beurt dan tot verdere armoede. Die las om na die siekes om te sien, wat op gesinne en gemeenskappe val, lae produktiwiteit lae lone het onderwys beperk. Dit was wat Ross bedoel het toe hy sê: "Daardie malaria maak nie dood nie, dit maak slawe."

Hoofstuk 5. Muskietteorie van oordrag [00:40:14]

Wel, wanneer is die muskiet-teorie van oordrag ontrafel, en hoe so? Die idee dat muskiete betrokke was by hierdie siekte was’ glad nie voor die hand liggend nie. Dit was nie voor die hand liggend nie, want, wel, eerstens het wetenskaplikes en dokters geweet dat daar baie plekke is waar daar miljoene muskiete is en geen malaria nie. Dit was ook duidelik dat muskiete - daar was geen duidelike korrelasie tussen gebyt deur muskiete en die ontwikkeling van die siekte. En dus was die dominante teorie in die negentiende eeu van miasmatisme as die oorsaak van die siekte. Die ontrafeling van die siekte — jy’sal hierdie man onthou, Patrick Manson, die vader van tropiese medisyne. Hy was ook een van die figure wat die naaste geassosieer was met die ontwikkeling van tropiese medisyne, en van die muskiet-teorie van oordrag, wat hy ontdek het vir 'n ander siekte genaamd filaria. En toe het hy die idee gehad dat miskien as filaria deur muskiete oorgedra kan word, moontlik malaria ook kan. En so het hy kragte saamgesnoer - hy het gewerk, Manson, in Londen.

Dit is Ronald Ross, wat 'n Britse militêre geneesheer was wat in Indië gewerk het. Nou, Indië was 'n geweldige belangrike plek in terme van malaria. Laat ek net - daar was 'n boek waarin jy dalk sou belangstel, en wat ek sal aanbeveel vir diegene van julle wat is, wat die korrespondensie tussen Ronald Ross en Patrick Manson is, wat hulle gelei het tot die ontdekking van die muskiet-teorie van oordrag . Nou het Ross in Indië gewerk, en hy het opgemerk dat malaria, onder die algemene bevolking van Indië in die 1890's, tot 5 000 000 sterftes gelei het. En hy het gesê dat dit die grootste probleem van openbare gesondheid in Indië is. "Ek dink oor die algemeen," het hy geskryf, "dat die Indiese bevolking van 400,000,000, dit direk of indirek 10,000 sterftes per dag veroorsaak. En afgesien van hierdie hoeveelheid siektes, is malaria, van alle siektes, die belangrikste in politieke, landbou- en militêre aangeleenthede,” het hy geskryf, “aangesien dit groot dele vrugbare grond onbewoonbaar maak, bewerking, plant en openbare werke belemmer, en is die felste, boosaardigste vyand waarteen leërs in die veld te kampe het. Oor die algemeen dink ek ons ​​is geregverdig om te beweer dat die malariavraag net so belangrik is soos hongersnood of builepes.”

In Indië, wat Ross en Manson gedoen het, was om te ontdek - laat’s gaan terug na ons prentjie van die lewensiklus van malaria. Hulle het opgespoor - deur mikroskopie, kon in die liggaam van die muskiet opspoor nadat dit gebyt het, en hulle het eksperimente gedoen waarin hulle - nie onder mense nie, maar voëls - en hulle ontdek het dat dit moontlik was om die plasmodia wat verantwoordelik is vir voëls op te spoor. malaria, onder die loep, in die liggaam van die muskiet. Dit was 'n eerste groot insig, dat die muskiet op een of ander manier geïmpliseer was. Maar toe gaan hulle verder en hulle het die proses gevolg waardeur dit verskeie fases in die liggaam van die insek verander en voortplant, en hulle het die migrasie van die parasiet na die bytapparaat van die muskiet opgespoor. En dan kon hulle gesonde voëls neem en muskiete, wat bekend was dat hulle besmet was, aan hulle smul, en om malaria eksperimenteel op voëls te produseer.

En, so, in 1898, as jy hierdie korrespondensie lees, is daar 'n eureka-oomblik waarin Ross aankondig dat hy die muskiet-teorie van oordrag ontdek het en dit bewys het. En hy beweer dat hy soos Captain Cook, die ontdekkingsreisiger, of moontlik soos Napoleon voel.En hy was egter nie 'n natuurkenner nie, en hy het nie geweet van die spesiasie van muskiete nie, en die muskiete wat hy beskryf het, het hy beskryf as gevlekte, bruin of ligbruin. Hy het’t geweet oor die spesie van Anofeles muskiete.

Dit is op hierdie punt dat ons dan 'n tweede groot figuur moet noem - oeps, ons sal in elk geval sien - dit maak nie saak nie -Giovanni Battista Grassi, wat die volgende figuur in die ontwikkeling van die muskiet-teorie van oordrag was, en hy doen dit vir mense. En wat hy doen, is dat hy ontdek dat dit moontlik is - in 'n plek genaamd Capaccio neem hy spoorwegwerkers, te midde van 'n groot malaria-uitbraak in die somer, en hy stel een veranderlike in hul lewens bekend, van 'n kontrolegroep van spoorweë werkers en die omliggende boere en dit is daardie een groep wat hy het wat van skemer tot dagbreek in goed afgeskermde huise woon en hierdie verskil wat hulle beskerm teen die een faktor, wat teen die byte van muskiete is, verhoed dat hulle malaria opdoen. Dit was een plek waar hy dit gedoen het.

En toe het hy ook 'n ander eksperiment gedoen, wat was om kinien te gebruik, wat malariaparasiete in die oop bloedstroom doodmaak. Hy het dit profilakties aan 'n reeks werkers gegee, as 'n kontrolegroep, in 'n plek soos Ostia, gedurende die somer malariaseisoen, en gevind dat hy hulle ook teen malaria kan beskerm deur 'n chemiese versperring tussen die muskiete en mense te vestig. En toe het hy die verdere stap geneem om muskiete te neem wat bekend was dat hulle aan mense wat siek was van malaria gesmul het, en hulle na 'n hospitaal in Rome, bekend as die Santo Spirito Hospitaal, geneem, waar hy 'n vrywilliger op die tweede verdieping gehad het wat in 'n kamer waar hulle snags honderde opsetlik besmette muskiete vrygelaat het, en 'n paar weke later het hulle hul eureka-oomblik gehad toe hy 'n piek en 'n temperatuur van 104 gehad het, en hulle het geweet dat hulle malaria suksesvol deur menslike eksperimentering oorgedra het aan iemand wat gesond was totdat muskiete wat met die siekte besmet is, toegelaat is om aan hom te smul.

So, dit gebeur dan tussen 1898 en 1901. En dit is dan 'n kragtige faktor in die ontwikkeling van tropiese medisyne. Maar dit lei ook tot programme om malaria te bekamp. Nadat ons die patogeen wat daarvoor verantwoordelik is, die plasmodia en die vektor, vroulike anopheles-muskiete ontdek het, sien ons die ontwikkeling van openbare gesondheidsprogramme om die siekte te vernietig - hetsy deur die plasmodia aan te val met chemiese terapie, dit wil sê deur kinien of deur muskiete dood te maak , dit wil sê vektorbeheer — die idee om malaria moontlik uit te roei. En volgende keer wat ek graag wil doen, is om die praktiese toepassing toe te volg van die ontdekkings waaroor ons vandag gepraat het, oor die lewensiklus van plasmodia en anofeline muskiete, en kyk hoe dit lei tot die ontwikkeling van strategieë vir openbare gesondheid . En ek wil graag praat oor hoe daardie strategieë vandag in die regte wêreld gebruik word om hierdie krisis van hierdie verskriklike vektoroordraagbare siekte te bekamp.


Kyk die video: genetique humaine les anomalies chromosomique SV biologie (Oktober 2022).