Inligting

Is daar 'n beperking op hoe groot 'n vrylewende eensellige mono-kern organisme kan wees?

Is daar 'n beperking op hoe groot 'n vrylewende eensellige mono-kern organisme kan wees?


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.

Toe ek die grootste protosoë soek, het ek die naam Syringammina fragilissima gevind. Volgens wikipedia "... Syringammina fragilissima, is een van die grootste bekende koenosiete en bereik tot 20 sentimeter (7,9 in) in deursnee." Die vangs is dat dit 'n multi-kern organisme is, nie presies wat ek in gedagte gehad het nie. Die rede waarom ek belangstel in die boonste limiet van die grootte van die vrylewende eensellige organisme, is omdat ek 'n gevoel wil hê van die beperking van 'n enkele sentrum om inligting oor 'n groot ruimte te versprei en te ontvang. My belangstelling gaan nie oor nie-kompartementalisering (soos in die geval van meerkernige eensellige) eerder oor enkelsentrum.


Struktuur van die wêreld se grootste enkele sel word op molekulêre vlak weerspieël

Daniel Chitwood, Ph.D., assistentlid, en sy navorsingsgroep by die Donald Danforth Plant Science Center in St. Louis, in samewerking met die laboratorium van Neelima Sinha, Ph.D., aan die Universiteit van Kalifornië, Davis, is met behulp van die wêreld se grootste eensellige organisme, 'n wateralge genaamd Caulerpa taxifolia, om die aard van struktuur en vorm in plante te bestudeer. Hulle het onlangs die resultate van hul werk in die aanlynjoernaal, PLOS Genetics, gerapporteer.

"Caulerpa is 'n unieke organisme," het Chitwood gesê. "Dit is 'n lid van die groen alge, wat plante is. Merkwaardig genoeg is dit 'n enkele sel wat tot 'n lengte van ses tot twaalf duim kan groei. Dit het onafhanklik 'n vorm ontwikkel wat soos die organe van landplante lyk. 'n Stolon loop langs die oppervlak dat die sel op en uit die stolon groei, kom daar blaaragtige blare en wortelagtige houvaste, wat die sel veranker en fosfor uit die substraat absorbeer. Al hierdie strukture is slegs een sel. "

“Ek stel al jare lank belang in struktuur en vorm in plante, veral in tamatie, wat die landplant is wat ek die meeste bestudeer het,” het Chitwood voortgegaan. "Soos jy jou dalk kan voorstel, is dit 'n uitdagende doelwit om uit te vind wat struktuur en vorm in 'n komplekse tamatieplant bepaal. Dit is van kritieke belang om te weet hoe plante groei en ontwikkel om meer gereedskap te verskaf om hulle te verbeter en uiteindelik om voedselproduksie meer betroubaar te maak. Veelselligheid is 'n belangrike voorvereiste wat ingewikkelde argitekture in gewasse moontlik maak. Tog is Caulerpa ook 'n plant en het hy onafhanklik 'n landplantagtige liggaam ontwikkel, maar sonder multicellulariteit en as 'n enkele sel. Hoe gebeur dit? "

Chitwood en sy groep het geredeneer dat die struktuur van Caulerpa moontlik weerspieël kan word in die RNA se teenwoordigheid in verskeie dele van die sel. (RNA's is die molekulêre produkte wat gevind word wanneer gene uitgedruk word of "aangeskakel word"). Byvoorbeeld, die blaardeel van die sel kan verskillende RNA's van die vashou-deel van die sel toon. Wanneer dit op Caulerpa uitgevoer word, sal hierdie tipe analise ook insig gee in die verspreidings van RNA's binne enkelselle, 'n prestasie wat normaalweg moeilik is om te bereik omdat selle in meersellige organismes so klein is.

"Die resultaat was selfs interessanter as wat ons gehoop het," het Chitwood gesê. "Nie net toon verskillende dele van die Caulerpa-sel duidelik verskillende RNA's nie, maar daar is ook 'n mate van korrelasie tussen RNA's wat saam in verskillende dele van die Caulerpa-sel uitgedruk word met dié wat saam in die meersellige organe van tamatie uitgedruk word. Caulerpa behoort waarskynlik tot meer as 500 miljoen jaar gelede, geskei van die wat meer as 500 miljoen jaar gelede aan landplante aanleiding gegee het, en in baie opsigte toon Caulerpa patrone van RNA -opeenhoping wat vandag met landplante gedeel word.

“Ons werk aan Caulerpa het my en my span ’n hele nuwe manier van dink oor plantstruktuur en ontwikkeling gegee,” het Chitwood entoesiasties voortgegaan. "Dit is duidelik dat die basiese vorm wat ons met landplante assosieer, met en sonder multicellulariteit kan ontstaan. Trouens, hoër plantselle is met mekaar verbind deur middel van kanale genaamd plasmodesmata, en daar is aangevoer dat meersellige landplante eienskappe vertoon wat soortgelyk is aan eensellige organismes soos Caulerpa. Wat as ons regtig aan hoër plante, soos tamatie, kan dink as een sel in plaas van menigtes? Hierdie idee om te dink aan meersellige landplante, soos tamatie, en reuse-eensellige alge, soos Caulerpa, op soortgelyke wyse word ondersteun deur ons resultate wat 'n gedeelde patroon van RNA-akkumulasie toon. Om eerlik te wees, ons resultate het ons laat dink oor plantstruktuur vanuit 'n heeltemal ander perspektief, wat die belangrikste uitkoms van hierdie navorsing is."


9.4 Sein in enkelsellige organismes

In hierdie afdeling gaan jy die volgende vrae ondersoek:

  • Hoe gebruik eensellige gis selseine om met mekaar te kommunikeer?
  • Hoe laat kworumwaarneming sommige bakterieë toe om biofilms te vorm?

Verbinding vir AP ® -kursusse

Selsignalering stel bakterieë in staat om op omgewingswyses te reageer, soos voedingsvlakke en kworumwaarneming (seldigtheid). Giste is eukariote (swamme), en die komponente en prosesse wat in gisseine voorkom, is soortgelyk aan dié van die reseptore van die seloppervlak in meersellige organismes. Byvoorbeeld, ontluikende giste stel dikwels paringsfaktore vry wat hulle in staat stel om deel te neem aan 'n proses wat soortgelyk is aan seksuele voortplanting.

Inligting aangebied en die voorbeelde wat in die afdeling beklemtoon word, ondersteun konsepte en leerdoelwitte wat in Big Idea 3 van die AP ® Biologie -kurrikulumraamwerk uiteengesit word. Die leerdoelwitte wat in die Kurrikulumraamwerk gelys word, bied 'n deursigtige grondslag vir die AP ® Biologie-kursus, 'n ondersoekgebaseerde laboratoriumervaring, onderrigaktiwiteite en AP ® Eksamenvrae. 'n Leerdoelwit voeg vereiste inhoud saam met een of meer van die sewe Wetenskappraktyke.

Groot idee 3 Lewende stelsels stoor, haal, stuur en reageer op inligting wat noodsaaklik is vir lewensprosesse.
Blywende begrip 3.D Selle kommunikeer deur chemiese seine te genereer, uit te stuur en te ontvang.
Noodsaaklike kennis 3.D.1 Selkommunikasieprosesse deel algemene kenmerke wat 'n gedeelde evolusionêre geskiedenis weerspieël.
Wetenskappraktyk 1.5 Die student kan sleutelelemente van natuurlike verskynsels oor verskeie voorstellings in die domein weer uitdruk.
Leerdoelwit 3.36 Die student is in staat om 'n model te beskryf wat die sleutelelemente van seintransduksiebane uitdruk waardeur 'n sein na 'n sellulêre respons omgeskakel word.
Noodsaaklike kennis 3.D.1 Selkommunikasieprosesse deel algemene kenmerke wat 'n gedeelde evolusionêre geskiedenis weerspieël.
Wetenskappraktyk 6.1 Die student kan eise met bewysstukke regverdig.
Leerdoelwit 3.37 Die student is in staat om aansprake te regverdig op grond van wetenskaplike bewyse dat veranderinge in seintransduksiepaaie sellulêre reaksie kan verander.

Onderwysersondersteuning

Daar is aanvaar dat eensellige organismes op 'n baie primitiewe vlak kommunikeer, maar huidige navorsing toon die bestaan ​​van meer komplekse seinstelsels. Voorbeelde van hierdie vorme van kommunikasie is die vorming van biofilms en kworumwaarneming. Biofilms het eers onlangs om verskeie historiese en tegniese redes die aandag van navorsers gekry. Sedert die kieme -teorie oor siektes vasgestel is, was die belangstelling om patogene te isoleer en te karakteriseer, nie om mikroörganismes as 'n gemeenskap te bestudeer nie.

Dit is baie makliker om bakterieë as suiwer kulture te kweek as om biofilms van gemengde bevolkings te repliseer, wat laasgenoemde moeilik maak om in die laboratoriumomgewing te bestudeer. Daar is gevind dat sulke slymlae, wat voorheen as lukraak samestellings van mikroörganismes beskou is, hoogs georganiseerde ekosisteme is. Die slymlaag is gemaak van ekstrasellulêre polimere wat deurkruis is met kanale vir gasse, voedingstowwe, afvaluitruilings. Mikrobes heg aan die soliede substraat in 'n opeenvolging van populasies.

Kworumwaarneming bestaan ​​beide binne dieselfde spesie en oor spesies. Dit stel mikrobes in staat om as multisellige bevolkings op te tree en reaksies te koördineer. Een so 'n voorbeeld is die uitdrukking van gene wat toksiene in kodeer Staphylococcus aureus. Dr Bonnie Bassler bied kworumwaarnemingskommunikasie in Vibrio harveyi in hierdie Ted Talk. Haar entoesiasme en duidelike verduidelikings maak van hierdie video 'n baie boeiende ervaring. Dit is 'n geleentheid om 'n sterk vroulike rolmodel in die wetenskap te toon.

Hierdie videogreep is ook beskikbaar: Quorum sensing molecules aangebied deur dr Bonnie Bassler:

En 'n animasie oor die kworum wat ingaan Vibrio harveyi kan hier gevind word.

Verdere leeswerk: Painter, Kimberley L. et al. (2014). Watter rol speel die kworum-waarnemende bykomende geenreguleerderstelsel tydens Staphylococcus aureus bakteremie? Tendense in mikrobiologie 22: 676–685

Die Science Practice Challenge Questions bevat addisionele toetsvrae vir hierdie afdeling wat u sal help om voor te berei vir die AP -eksamen. Hierdie vrae handel oor die volgende standaarde:
[APLO 3.31] [APLO 3.37]

Binne-sel sein kan bakterieë reageer op omgewingswyses, soos voedingsvlakke. Sommige eensellige organismes stel ook molekules vry om vir mekaar te sein.

Sein in gis

Giste is eukariote (swamme), en die komponente en prosesse wat in gisseine voorkom, is soortgelyk aan dié van die reseptore van die seloppervlak in meersellige organismes. Ontluikende giste (Figuur 9.16) kan deelneem aan 'n proses wat soortgelyk is aan seksuele voortplanting, wat twee haploïede selle (selle met die helfte van die normale aantal chromosome) behels wat saamgevoeg word om 'n diploïede sel te vorm ('n sel met twee stelle van elk chromosoom, wat normale liggaamselle bevat). Om 'n ander haploïede gissel te vind wat voorberei is om te paar, skei ontluikende giste 'n seinmolekule af wat paringsfaktor genoem word. Wanneer paringsfaktor bind aan sel-oppervlakreseptore in ander gisselle wat naby is, stop hulle hul normale groeisiklusse en begin 'n sel-signalkaskade wat proteïenkinases en GTP-bindende proteïene bevat wat soortgelyk is aan G-proteïene.

Signalering in bakterieë

Sein in bakterieë stel bakterieë in staat om ekstrasellulêre toestande te monitor, te verseker dat daar voldoende hoeveelhede voedingstowwe is en te verseker dat gevaarlike situasies vermy word. Daar is egter omstandighede wanneer bakterieë met mekaar kommunikeer.

Die eerste bewyse van bakteriese kommunikasie is waargeneem in 'n bakterie wat 'n simbiotiese verhouding met Hawaiiaanse bobstert-inkvis het. Wanneer die bevolkingsdigtheid van die bakterieë 'n sekere vlak bereik, word spesifieke geenuitdrukking begin, en die bakterieë produseer bioluminescerende proteïene wat lig uitstraal. Omdat die aantal selle teenwoordig in die omgewing (seldigtheid) die bepalende faktor vir sein is, is bakteriële sein quorum sensing genoem. In politiek en besigheid is 'n kworum die minimum aantal lede wat nodig is om teenwoordig te wees om oor 'n kwessie te stem.

Quorum sensing gebruik outo-induseerders as seinmolekules. Outo -induseerders is seinmolekules wat deur bakterieë afgeskei word om met ander bakterieë van dieselfde soort te kommunikeer. Die afgeskeide outo-induseerders kan klein, hidrofobiese molekules wees, soos asiel-homoserienlaktoon (AHL) of groter peptiedgebaseerde molekules, elke tipe molekule het 'n ander werkswyse. As AHL teikenbakterieë binnedring, bind dit aan transkripsiefaktore, wat dan die uitdrukking van gene aan of af skakel (Figuur 9.17). Die outoïnduseerders van die peptied stimuleer meer ingewikkelde seinweë wat bakteriese kinases insluit. Die veranderinge in bakterieë na blootstelling aan outo-induseerders kan redelik omvattend wees. Die patogene bakterie Pseudomonas aeruginosa het 616 verskillende gene wat reageer op outo-induseerders.

Visuele verbinding

  1. Outo -induseerders moet aan reseptore bind om transkripsie van gene wat verantwoordelik is vir die produksie van meer outo -induseerders aan te skakel.
  2. Outo -opwekkers kan slegs op 'n ander sel werk. Dit kan nie inwerk op die sel waarin dit gemaak is nie.
  3. Outo -induseerders skakel gene aan wat die bakterieë in staat stel om 'n biofilm te vorm.
  4. Die reseptor bly in die bakteriese sel, maar die motorinduseerders versprei.

Sommige bakteriespesies wat kworumwaarneming gebruik, vorm biofilms, komplekse kolonies bakterieë (wat dikwels verskeie spesies bevat) wat chemiese seine uitruil om die vrystelling van gifstowwe wat die gasheer sal aanval, te koördineer. Bakteriese biofilms (Figuur 9.18) kan soms op mediese toerusting gevind word wanneer biofilms inplantings soos heup- of knievervangings of hartpasaangeërs binnedring, dit kan lewensgevaarlike infeksies veroorsaak.

Die vermoë van sekere bakterieë om biofilms te vorm, het ontwikkel as gevolg van 'n verskeidenheid gene wat kommunikasie tussen selle moontlik maak, bied 'n evolusionêre voordeel. Wanneer bakteriese kolonies biofilms vorm, skep hulle hindernisse wat verhoed dat gifstowwe en antibakteriese middels die bevolking wat in die biofilm leef, beïnvloed. As gevolg hiervan is dit meer waarskynlik dat hierdie bevolkings sal oorleef, selfs in die teenwoordigheid van antibakteriese middels. Dit beteken dikwels dat bakterieë wat in biofilms leef, hoër fiksheid het as bakterieë wat op hul eie leef.

Verbinding tussen wetenskap en praktyk vir AP® -kursusse

Dink daaroor

Waarom is sein in meersellige organismes ingewikkelder as sein in eensellige organismes, soos mikrobes?

Onderwysersondersteuning

Hierdie vraag is 'n toepassing van LU 3.36 en Wetenskappraktyk 1.5 omdat studente modelle van seinroetes in verskillende soorte organismes beskryf en vergelyk.

Daaglikse verbinding

  1. Die inkvis verskaf sekere voedingstowwe wat die bakterieë in staat stel om te lig.
  2. Die inkvis produseer die luminescerende luciferase -ensiem, sodat bakterieë wat buite die inkvis leef nie lig nie.
  3. Die vermoë om te lig, bevoordeel nie vrylewende bakterieë nie, dus produseer vrylewende bakterieë nie luciferase nie.
  4. Luciferase is giftig vir vrylewende bakterieë, so vrylewende bakterieë produseer nie hierdie ensiem nie.

Navorsing oor die besonderhede van kworumwaarneming het gelei tot vooruitgang in die kweek van bakterieë vir industriële doeleindes. Onlangse ontdekkings dui daarop dat dit moontlik is om bakteriële seinweë te gebruik om bakteriële groei te beheer. Hierdie proses kan antibiotika wat in sekere situasies nie meer effektief is nie, vervang of aanvul.

Skakel na Leer

Kyk hoe die genetikus Bonnie Bassler haar ontdekking van kworumwaarneming in biofilmbakterieë in inkvis bespreek.

  1. Bakterieë wissel deur fisiese seine tussen 'n kolonie.
  2. Bakterium reageer deur chemiese seine wanneer dit alleen is.
  3. Bakterium interaksie deur fisiese seine wanneer dit alleen is.
  4. Bakterieë wissel deur chemiese seine tussen 'n kolonie.

Evolusieverbinding

Die eerste lewe op ons planeet bestaan ​​uit eensellige prokariotiese organismes wat beperkte interaksie met mekaar het. Terwyl sommige eksterne seine tussen verskillende spesies van eensellige organismes plaasvind, is die meerderheid van seine binne bakterieë en giste slegs ander lede van dieselfde spesie. Die evolusie van sellulêre kommunikasie is 'n absolute noodsaaklikheid vir die ontwikkeling van meersellige organismes, en hierdie innovasie het vermoedelik ongeveer 2,5 miljard jaar nodig gehad om in vroeë lewensvorme te verskyn.

Giste is eensellige eukariote en het dus 'n kern en organelle wat kenmerkend is van meer komplekse lewensvorme. Vergelykings van die genome van giste, aalwurmwurms, vrugtevlieë en mense illustreer die evolusie van toenemend ingewikkelde seinstelsels wat die doeltreffende innerlike werking van die mens en ander komplekse lewensvorme behoorlik laat funksioneer.

Kinases is 'n belangrike komponent van sellulêre kommunikasie, en studies van hierdie ensieme illustreer die evolusionêre konnektiwiteit van verskillende spesies. Giste het 130 soorte kinases. Meer komplekse organismes soos aalwurmwurms en vrugtevlieë het onderskeidelik 454 en 239 kinases. Van die 130 kinasetipes in gis behoort 97 tot die 55 subfamilies van kinases wat in ander eukariotiese organismes voorkom. Die enigste duidelike tekort by giste is die volledige afwesigheid van tyrosienkinases. Daar word vermoed dat fosforilering van tyrosienreste nodig is om die meer gesofistikeerde funksies van ontwikkeling, differensiasie en sellulêre kommunikasie wat in multisellulêre organismes gebruik word, te beheer.

Omdat giste baie van dieselfde klasse seinproteïene as mense bevat, is hierdie organismes ideaal om seinkaskenades te bestudeer. Giste vermeerder vinnig en is baie eenvoudiger organismes as mense of ander meersellige diere. Daarom is die seinkaskades ook eenvoudiger en makliker om te bestudeer, hoewel hulle soortgelyke eweknieë as menslike sein bevat. 2

  1. Die tyrosienkinases ontwikkel voordat gis van ander eukariote afwyk, maar die ander vyf-en-vyftig subfamilies van kinases ontwikkel nadat gis afwyk.
  2. Vyf en vyftig subfamilies van kinases het ontwikkel voordat gis van ander eukariote afgewyk het, maar die tyrosienkinases het ontwikkel nadat gis verskil het.
  3. Alle kinases het in gis ontwikkel, maar gis het later die tyrosienkinases verloor omdat hulle dit nie nodig het nie.
  4. Die evolusie van tyrosienkinases wat betrokke is by sellulêre kommunikasie, het ongeveer 2,5 miljard jaar gelede plaasgevind.

Skakel na Leer

Kyk na hierdie versameling onderhoudsnitte met biofilmnavorsers in "Wat is bakteriële biofilms?"

  1. Bakterieë vorm dikwels biofilms by herhalende infeksies, en dit kan meer antibiotika -bestand wees.
  2. Bakterieë vorm selde biofilms by herhalende infeksies, wat hulle meer bestand maak teen antibiotika as as hulle nie in 'n biofilm was nie.
  3. Bakterieë produseer biofilms wat optree soos 'n eensellige organisme.
  4. Bakterieë produseer nie biofilms by herhalende infeksies nie, maar word weerstandbiedend as gevolg van herhaaldelike blootstelling aan antibiotika.

Voetnote

    G. Manning, G.D. Ploughman, T. Hunter, S. Sudarsanam, "Evolusie van proteïenkinase -sein vanaf gis na die mens," Tendense in Biochemiese Wetenskappe 27, nee. 10 (2002): 514–520.

As Amazon Associate verdien ons uit kwalifiserende aankope.

Wil u hierdie boek aanhaal, deel of wysig? Hierdie boek is Creative Commons Attribution License 4.0 en jy moet OpenStax toeskryf.

    As u die hele of 'n gedeelte van hierdie boek in 'n gedrukte formaat herverdeel, moet u op elke fisiese bladsy die volgende kenmerk insluit:

  • Gebruik die inligting hieronder om 'n aanhaling te genereer. Ons beveel aan dat u 'n aanhalingshulpmiddel soos hierdie gebruik.
    • Skrywers: Julianne Zedalis, John Eggebrecht
    • Uitgewer/webwerf: OpenStax
    • Boektitel: Biologie vir AP® -kursusse
    • Publikasiedatum: 8 Maart 2018
    • Plek: Houston, Texas
    • Boek URL: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/1-introduction
    • Afdeling URL: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/9-4-signaling-in-single-celled-organisms

    © 12 Januarie 2021 OpenStax. Handboekinhoud wat deur OpenStax vervaardig word, is gelisensieer onder 'n Creative Commons Attribution License 4.0-lisensie. Die OpenStax -naam, OpenStax -logo, OpenStax -boekomslag, OpenStax CNX -naam en OpenStax CNX -logo is nie onderhewig aan die Creative Commons -lisensie nie en mag nie gereproduseer word sonder die voorafgaande en uitdruklike skriftelike toestemming van Rice University nie.


    Belangrike konsepte en opsomming

    • Protiste is 'n diverse, polifileties groep eukariotiese organismes.
    • Protiste kan eensellig of meersellig wees. Hulle wissel in hul voeding, morfologie, bewegingsmetode en voortplantingsmetodes.
    • Belangrike strukture van protiste sluit in kontraktiele vakuole, cilia, flagella, korrels, en pseudopodia het 'n gebrek aan organelle soos mitochondria.
    • Taksonomie van protiste is besig om vinnig te verander namate verhoudings heroorweeg word met behulp van nuwer tegnieke.
    • Die protiste sluit belangrike patogene en parasiete in.

    Selteorie

    Wetenskaplikes het eens gedink dat lewe spontaan ontstaan ​​uit nie -lewende dinge. Danksy eksperimentering en die uitvinding van die mikroskoop is dit nou bekend dat lewe uit voorafbestaande lewe kom en dat selle uit voorafbestaande selle kom.

    Omslag van mikrografie

    Engelse wetenskaplike Robert Hooke gepubliseer Mikrografie in 1665. Daarin illustreer hy die kleinste volledige dele van 'n organisme, wat hy selle genoem het.

    Foto deur Universal History Archive/Universal Images Group via Getty Images

    In 1665 publiseer Robert Hooke Mikrografie, 'n boek gevul met tekeninge en beskrywings van die organismes wat hy onder die onlangs uitgevindte mikroskoop bekyk het. Die uitvinding van die mikroskoop het gelei tot die ontdekking van die sel deur Hooke. Terwyl hy na kurk gekyk het, het Hooke boksvormige strukture waargeneem, wat hy &ldquocells&rdquo genoem het, aangesien hulle hom herinner het aan die selle, of kamers, in kloosters. Hierdie ontdekking het gelei tot die ontwikkeling van die klassieke selteorie.

    Die klassieke selteorie is voorgestel deur Theodor Schwann in 1839. Hierdie teorie bevat drie dele. Die eerste deel sê dat alle organismes uit selle bestaan. Die tweede deel sê dat selle die basiese eenhede van die lewe is. Hierdie dele is gebaseer op 'n gevolgtrekking gemaak deur Schwann en Matthias Schleiden in 1838, nadat hulle hul waarnemings van plant- en diereselle vergelyk het. Die derde deel, wat beweer dat selle afkomstig is van reeds bestaande selle wat vermeerder het, is beskryf deur Rudolf Virchow in 1858, toe hy gesê het omnis cellula e cellula (alle selle kom uit selle).

    Sedert die vorming van klassieke selteorie het tegnologie verbeter, wat meer gedetailleerde waarnemings moontlik gemaak het wat tot nuwe ontdekkings oor selle gelei het. Hierdie bevindinge het gelei tot die vorming van die moderne selteorie, wat drie hoofaanvullings het: eerstens dat DNA tydens selverdeling tussen selle oorgedra word, dat die selle van alle organismes binne 'n soortgelyke spesie meestal struktureel en chemies dieselfde is. en laastens vind daardie energievloei binne selle plaas.

    Engelse wetenskaplike Robert Hooke gepubliseer Mikrografie in 1665. Daarin illustreer hy die kleinste volledige dele van 'n organisme, wat hy selle genoem het.

    Foto deur Universal History Archive/Universal Images Group via Getty Images


    Is daar 'n beperking op hoe groot 'n vrylewende eensellige mono-kern-organisme kan wees? - Biologie

    Lewende organismes het 'n groot verskeidenheid tegnologieë ontwikkel om die toestande in hul omgewing op te neem. Sommige van die bekendste en indrukwekkendste voorbeelde kom uit ons vyf sintuie. Die "verklikkers" wat deur baie organismes gebruik word, is veral opvallend vir hul sensitiwiteit (vermoë om "swak" seine op te spoor) en dinamiese omvang (vermoë om beide baie swak en baie sterk seine op te spoor). Haarselle in die oor kan reageer op geluide wat wissel van meer as 6 orde van grootte in drukverskil tussen die waarneembaarheidsdrempel (so laag as 2 x 10-10 atmosfeer klankdruk) en die aanvang van pyn (6 x 10-4 atmosfeer van klankdruk). Ons neem ter syde daaraan dat, aangesien atmosferiese druk gelykstaande is aan druk as gevolg van 10 meter water, 'n opsporingsdrempel van 2 x 10-10 atmosferes die gevolg sou wees van die massa van 'n film van slegs 10 nm dikte, dit wil sê 'n paar dosyn atome in hoogte. Dit is inderdaad die enorme dinamiese omvang van ons gehoorvermoë wat lei tot die gebruik van logaritmiese skale (bv. Desibel) vir die beskrywing van klankintensiteit (wat die kwadraat is van die verandering in drukamplitude). Die gebruik van 'n logaritmiese skaal herinner aan die Richterskaal wat ons toelaat om die baie wye reeks energieë wat met aardbewings geassosieer word, te beskryf. Die gebruik van die logaritmiese skaal is ook gepas as gevolg van die Weber-Fechner-wet wat bepaal dat die subjektiewe persepsie van baie verskillende soorte sintuie, insluitend gehoor, eweredig is aan die logaritme van die stimulusintensiteit. Spesifiek, wanneer 'n klank 'n faktor van 10 n meer intens is as 'n ander klank, sê ons dat daardie klank 10n desibel meer intens is. Volgens hierdie wet sien ons as ewe verskillend, klanke wat met dieselfde aantal desibels verskil. Sommige algemene klankvlakke, gemeet in desibeleenhede, word in Figuur 1 getoon. Gegewe die reeks van 0 tot ongeveer 130, impliseer dit 'n skitterende 13 ordes van grootte. Behalwe hierdie wye dinamiese omvang in intensiteit, reageer die menslike oor op geluide oor 'n reeks van 3 orde van grootte in frekwensie tussen ongeveer 20 Hz en 20.000 Hz, terwyl dit terselfdertyd die verskil tussen 440Hz en 441Hz kan opspoor.

    Figuur 1: Intensiteite van algemene klanke in druk -eenhede en desibels.

    Net so indrukwekkend kan staaffotoreseptorselle die aankoms van 'n enkele foton registreer (BNID 100709, vir keëls word 'n waarde van ≈100 waargeneem, BNID 100710). Ook hier word die skerp sensitiwiteit aangevul deur 'n dinamiese omvang wat ons toelaat om nie net op helder sonskyndae te sien nie, maar ook op maanlose sterre -nagte met 'n 10 9 -voudige laer intensiteit. ’n Kykie na die naghemel in die Noordelike Halfrond begroet ons met ’n uitsig oor die Noordster (Polaris). In hierdie geval is die gemiddelde afstand tussen die fotone wat vanaf ons verre ligbron op ons retina aankom, ongeveer 'n kilometer, wat die uiters swak ligintensiteit wat ons oë bereik, aantoon (asook hoe vinnig die spoed van lig is ...).

    Figuur 2: Defleksie van 'n massaveerstelsel. In die boonste paneel is daar geen toegepaste krag nie en beweeg die massa spontaan op die wrywinglose tafel as gevolg van termiese skommelinge. In die onderste paneel word 'n krag op die massa-veerstelsel toegepas deur 'n gewig daaraan te hang. Die grafieke toon die posisie van die massa as 'n funksie van tyd, wat beide die stogastiese en deterministiese oorsprong van die beweging openbaar. Soos getoon in die onderste paneel, om 'n waarneembare sein te hê, moet die gemiddelde verplasing bo die amplitude van die termiese bewegings wees.

    Deur die waargenome minimum stimuli wat deur selle opgespoor word, te bestudeer, kan ons vra of evolusie organismes tot die limiet gedryf het wat deur fisika bepaal word. Om te begin sien hoe die uitdaging van die konstruksie van sensors met hoë sensitiwiteit en wye dinamiese omvang uitspeel, oorweeg ons die uitwerking van temperatuur op 'n geïdealiseerde klein wrywinglose massaveerstelsel soos getoon in Figuur 2 waar die veer gekenmerk word deur 'n veerkonstante k . Die doel is om die krag wat op die massa toegepas word, te meet. Dit is van kritieke belang om te verstaan ​​hoe geraas ons vermoë om hierdie meting te maak, beïnvloed. Die massa sal aan konstante termiese trillings blootgestel word as gevolg van botsings met die molekules van die omliggende omgewing sowel as ander interne prosesse binne die veer self. As 'n uitbreiding op die bespreking in die vignet oor "Wat is die termiese energieskaal en hoe is dit relevant vir biologie?", is die energie wat uit hierdie botsings spruit gelyk aan ½ kBT, waar kB is Boltzmann se konstante en T is die temperatuur in grade Kelvin. Wat dit beteken, is dat die massa spontaan om sy ewewigsposisie sal beweeg, soos getoon in figuur 2, met die afbuiging x bepaal deur die voorwaarde dat

    Soos hierbo genoem, net soos 'n outydse weegskaal wat gebruik word om die gewig van vrugte of mense te meet, is die manier waarop ons die krag meet deur die verplasing van die massa. Om die krag te kan meet, moet die verplasing dus 'n drempelwaarde oorskry wat deur die termiese kronkel bepaal is. Dit wil sê, ons kan net sê dat ons die krag van belang gemeet het sodra die verplasing die verplasings oorskry wat spontaan uit termiese skommelinge of

    Die oplegging van hierdie beperking lei tot xmin=(kBT/k) 1/2, wat 'n kraglimiet F geemin=(kkBT) 1/2 . Hierdie beperking bepaal dat ons nie kleiner kragte kan meet nie, want die verplasings wat hulle veroorsaak, kan net sowel van termiese roering afkomstig wees. Een manier om hierdie perke te oorkom, is om die meettyd te verhoog (wat afhang van die veerkonstante). Baie van die slimste gereedskap van moderne biofisika soos die optiese lokval en atoomkragmikroskoop is ontwerp om beide hierdie effekte te oorkom en te ontgin.

    Figuur 3: Reaksie van haarselle op meganiese stimulasie. (A) Bundel stereocillia in die koglea van 'n brulpadda. (B) Skematiese voorstelling van die eksperiment wat toon hoe die haarbundel meganies deur die kapillêre sonde gemanipuleer word en hoe die elektriese reaksie met behulp van 'n elektrode gemeet word. (C) Mikroskopiebeeld van kogleêre haarselle van 'n skilpad en die kapillêre sonde wat gebruik word om hulle te versteur. (D) Spanning as 'n funksie van die bondelverplasing vir die haarselle wat in deel (C) getoon word. (Aangepas uit (A) AJ Hudspeth, Nature, 341:398, 1989. (B) AJ Hudspeth en DP Corey,, Proc. Nat. Acad. Sci., 74:2407, 1977. (C) en (D) AC Crawford en R. Fettiplace, J. Physiol. 364:359, 1985.)

    Om 'n konkrete voorbeeld te gee, kyk ons ​​na die geval van die haarselle van die oor. Elke so 'n haarsel bevat 'n bondel van ongeveer 30-300 stereocilia soos getoon in figuur 3. Hierdie stereocilia is ongeveer 10 mikron lank (BNID 109301, 109302). Hierdie klein aanhangsels dien as bronne wat verantwoordelik is vir die omskakeling van die meganiese stimulus van klank en dit omskakel in elektriese seine wat deur die brein geïnterpreteer kan word. In reaksie op veranderinge in lugdruk word die stereosilia aan verplasings onderwerp wat lei tot die poort van ioonkanale wat weer lei tot verdere seintransduksie. Verskillende stereosilia reageer op verskillende frekwensies wat dit vir ons moontlik maak om die melodieë van Beethoven se Vyfde Simfonie van die kakofonie van 'n motortoeter te onderskei. Die meganiese eienskappe van die stereosilia is soortgelyk aan dié van die veer wat in die konteks van Figuur 2 bespreek is. Deur individuele stereocilium met 'n klein glasvesel aan te druk soos in Figuur 3 getoon, is dit moontlik om die minimale verplasings van die stereocilia te meet wat 'n waarneembare verandering in spanning kan veroorsaak. Die draai van die haarbondel met slegs 0,01 grade, wat ooreenstem met die verplasing van nanometer op die punt, is voldoende om 'n spanningsreaksie van mV-skaal op te wek (BNID 111036, 111038). Hoe vergelyk hierdie getalle met dié wat verwag word van die termiese skud van die stereocilia? Beide die waargenome Brownse beweging sowel as eenvoudige teoretiese skattings met behulp van veermodelle soos hierbo beskryf, toon termiese bewegings van die stereocilia-punte wat verskeie nanometer groot is. Die gehoordrempel blyk egter ooreen te stem met verplasings van so min as 0.1 nm soos gesien in Figuur 3. Hierdie interessante teenstrydigheid dui eintlik op die feit dat die haarbundel aktief is en insette na aan sy resonansiefrekwensie versterk asook die feit dat die stereosilia is gekoppel, effekte word nie in die eenvoudige skatting in ag geneem nie.

    Figuur 4: Enkel-foton reaksie van individuele fotoreceptore. (A) Eksperimentele opset toon 'n enkele staafsel van die netvlies van 'n padda in 'n glaskapillêre en blootgestel aan 'n ligstraal. (B) Stroomspore as 'n funksie van tyd vir fotoreseptor wat aan ligpulse onderwerp is in 'n eksperiment soos wat in deel (A) getoon word. (Aangepas uit (A) D. A. Baylor, et al., J. Physiol., 288:589, 1979 (B) F. Rieke en D. A. Baylor, Rev. Mod. Phys., 70:1027, 1998. )

    Hierdie soort redenasie is ook van toepassing op die fisiese grense vir ons ander sintuie. Daar is naamlik 'n mate van intrinsieke geraas by die eiendom van die stelsel wat ons meet. Om 'n "uitlees" van een of ander inset te kry, moet die gevolglike uitset dus groter wees as die natuurlike fluktuasies van die uitsetveranderlike. Byvoorbeeld, die opsporing en ontginning van energie wat deur fotone vervoer word, is gekoppel aan sommige van die belangrikste prosesse van die lewe, insluitend fotosintese en visie. Hoeveel fotone is voldoende om 'n verandering in die fisiologiese toestand van 'n sel of organisme te veroorsaak? In nou klassieke eksperimente op visie, is die elektriese strome van individuele fotoreseptorselle wat deur lig gestimuleer word, gemeet. Figuur 4 toon aan hoe 'n ligstraal op individuele fotoreceptore toegepas is en hoe elektriese stroomspore van sulke eksperimente gemeet is. Die eksperimente het twee sleutelinsigte aan die lig gebring. Eerstens ondergaan fotoreseptore spontane afvuur, selfs in die afwesigheid van lig, wat presies die soort geraas openbaar waarteen werklike gebeure (d.i. die koms van 'n foton) moet meeding. In die besonder word vermoed dat hierdie strome die gevolg is van die spontane termiese isomerisering van individuele rhodopsin -molekules, soos bespreek in die vignet oor "Hoeveel rhodopsin -molekules is in 'n staafsel?". Hierdie isomeriseringsreaksie word gewoonlik veroorsaak deur die aankoms van 'n foton en lei tot die signalkasade wat ons as visie beskou. Tweedens toon die ondersoek na die gekwantiseerde aard van die strome wat ontstaan ​​uit fotoreceptore wat aan baie swak lig blootgestel is, dat sulke fotoreceptore kan reageer op die aankoms van 'n enkele foton. Hierdie effek word eksplisiet in figuur 4B getoon.

    Nog 'n klas parameters wat met groot sensitiwiteit deur selle "gemeet" word, sluit die absolute getalle, identiteite en gradiënte van verskillende chemiese spesies in. Dit is 'n belangrike vereiste in die ontwikkelingsproses waar 'n gradiënt van morfogeen vertaal word in 'n resep vir patroonvorming. 'N Soortgelyke interpretasie van molekulêre gradiënte is belangrik vir bewegingselle terwyl hulle deur die ingewikkelde chemiese landskap van hul waterige omgewing navigeer. Hierdie indrukwekkende prestasies is nie beperk tot groot en denkende veelsellige organismes soos mense nie. Selfs individuele bakterieë kan gesê word dat hulle "kennis" van hul omgewing het, soos geïllustreer in die voorbeeldige stelsel van chemotaxis wat reeds in die vignet oor "Wat is die absolute getalle van seinproteïene" bekendgestel is. Daardie "kennis" lei tot doelgerigte diskriminerende krag waar selfs 'n paar molekules aantrekkingskrag per sel opgespoor en versterk kan word en verskille in konsentrasies oor 'n wye dinamiese omvang van ongeveer 5 orde van grootte versterk kan word (BNID 109306, 109305). Dit maak eensellige gedrag moontlik waarin individuele bakterieë 'n konsentrasiegradiënt van chemoattraktant sal opswem. Om 'n gevoel te kry van die uitstekende sensitiwiteit van hierdie sisteme, gee Figuur 5 'n eenvoudige berekening van die konsentrasies wat deur 'n bakterie gemeet word tydens die chemotaxisproses en skat die veranderinge in besetting van 'n oppervlakreseptor wat die gradiënte opspoor. In die besonder, as ons dink aan chemiese opsporing deur membraangebonde proteïenreseptore, is die manier waarop die teenwoordigheid van 'n ligand uitgelees word as gevolg van 'n verandering in die besetting van daardie reseptor. Soos die figuur toon, lei 'n klein verandering in konsentrasie van ligand tot 'n ooreenstemmende verandering in die besetting van die reseptor. Vir die geval van bakteriële chemotaxis, kan 'n tipiese gradiënt wat deur bakterieë in 'n mikroskopie-eksperiment opgespoor word, soos volg beredeneer word. As ons bakterieë oorweeg om ongeveer 1 mm van 'n pipet af te swem met 'n konsentrasie van 1 mM chemoattractant, is die gradiënt van orde 10-2 M/m (BNID 111492). Is so 'n verloop groot of klein? 'N Enkelmolekule verskil-opsporingsdrempel kan gedefinieer word as:

    Interessant genoeg het onlangse werk getoon dat bakterieë selfs gradiënte kleiner as dit kan opspoor (alhoewel 'n insig daarby is dat die hoeveelheid wat eintlik deur die selle "gemeet" word, eintlik die gradiënt is van die logaritme van die konsentrasie). Soos hierbo opgemerk, kan hierdie klein gradiënt gemeet word oor 'n baie wye reeks absolute konsentrasies, wat beide die sensitiwiteit en dinamiese omvang van hierdie proses illustreer, maar ook 'n meer genuanseerde meganisme openbaar as die eenvoudige besettingshipotese wat in Figuur 5 beskryf word, aangesien dit net soos met die haarsel-voorbeeld wat vroeër in die vignet bespreek is, is chemotaxis-reseptore aanpasbaar. Dieselfde tipe argumente kom voor in die konteks van ontwikkeling waar morfogeengradiëntinterpretasie gebaseer is op kern-tot-kern-meting van konsentrasieverskille. Byvoorbeeld, in die vestiging van die anterior-posterior patroon van die vliegembrio, "meet" naburige kerne ongeveer 500 en 550 molekules per kernvolume en gebruik die verskil om besluite oor ontwikkelingslot te neem.

    Samevattend, evolusie het selle gedruk om omgewingseine op te spoor met beide uitstekende sensitiwiteit en indrukwekkende dinamiese omvang. In hierdie proses moet fisiese perke nagekom word, maar selle vind kreatiewe oplossings. Fotoreseptore kan individuele fotone opspoor, die reukstelsel is naby die enkelmolekule -opsporingslimiet, haarselle kan drukverskille so klein as 10-9 atm opspoor en bakterieë kan gradiënte opspoor wat ooreenstem met minder as een molekule per sel per selengte, verblindend vertoon van subtiele en pragtige meganismes.


    Hoe verskil protosoë van bakterieë?

    Protosoë kan verwar word met baie ander mikroskopiese organismes, veral bakterieë. Oor die algemeen verskil die grootte van protosoë aansienlik van bakterieë aangesien protosoë groter in grootte en struktureel meer kompleks is. Bakterieë is prokarioties, wat beteken dat hulle nie membraan-omhulde organelle het nie en nie 'n gedefinieerde kern het nie.

    Protosoë is eukarioties en het meer vorderingseienskappe in voeding, beweeglikheid en algehele oorlewing. Onthou dat die belangrikste kenmerke van eukariote wat nie by prokariote voorkom nie, die teenwoordigheid van membraangebonde organelle en 'n ware kern is.

    Paramecium (links). Bakterieë (regs)

    Wat is stamselle, en wat doen hulle?

    Selle in die liggaam het spesifieke doeleindes, maar stamselle is selle wat nog nie 'n spesifieke rol speel nie en kan byna enige sel word wat benodig word.

    Stamselle is ongedifferensieerde selle wat in spesifieke selle kan verander, aangesien die liggaam dit nodig het.

    Wetenskaplikes en dokters stel belang in stamselle aangesien hulle help om te verduidelik hoe sommige funksies van die liggaam werk, en hoe dit soms verkeerd loop.

    Stamselle toon ook belofte vir die behandeling van sommige siektes wat tans geen genesing het nie.

    Stamselle kom uit twee hoofbronne: volwasse liggaamsweefsels en embrio's. Wetenskaplikes werk ook aan maniere om stamselle uit ander selle te ontwikkel, met behulp van genetiese "herprogrammering" tegnieke.

    Volwasse stamselle

    Deel op Pinterest Stamselle kan in enige tipe sel verander voordat hulle gedifferensieer word.

    'n Persoon se liggaam bevat stamselle dwarsdeur hul lewe. Die liggaam kan hierdie stamselle gebruik wanneer dit nodig is.

    Volwasse stamselle, wat ook weefselspesifieke of somatiese stamselle genoem word, bestaan ​​oral in die liggaam vanaf die begin van 'n embrio.

    Die selle is in 'n nie-spesifieke toestand, maar hulle is meer gespesialiseerd as embrioniese stamselle. Hulle bly in hierdie toestand totdat die liggaam dit nodig het vir 'n spesifieke doel, byvoorbeeld as vel- of spierselle.

    Dag-tot-dag lewe beteken dat die liggaam voortdurend sy weefsels vernuwe. In sommige dele van die liggaam, soos die derm en beenmurg, verdeel stamselle gereeld om nuwe liggaamsweefsel te produseer vir instandhouding en herstel.

    Stamselle is teenwoordig in verskillende tipes weefsel. Wetenskaplikes het stamselle in weefsels gevind, insluitend:

    • die brein
    • beenmurg
    • bloed en bloedvate
    • skeletspiere
    • vel
    • die lewer

    Stamselle kan egter moeilik wees om te vind. Hulle kan jare lank nie-verdeel en nie-spesifiek bly totdat die liggaam hulle ontbied om nuwe weefsel te herstel of te laat groei.

    Volwasse stamselle kan onbepaald verdeel of self hernu. Dit beteken dat hulle verskillende seltipes uit die orgaan van oorsprong kan genereer, of selfs die oorspronklike orgaan heeltemal kan regenereer.

    Hierdie verdeling en wedergeboorte is hoe 'n velwond genees, of hoe 'n orgaan soos die lewer homself byvoorbeeld kan herstel na skade.

    In die verlede het wetenskaplikes geglo dat volwasse stamselle slegs kan onderskei op grond van hul weefsel van oorsprong. Sommige bewyse dui egter nou aan dat hulle ook kan onderskei om ander seltipes te word.

    Embrioniese stamselle

    Vanaf die heel vroegste stadium van swangerskap, nadat die sperm die eiersel bevrug het, vorm 'n embrio.

    Ongeveer 3-5 dae nadat 'n sperm 'n eiersel bevrug het, neem die embrio die vorm aan van 'n blastosist of bol selle.

    Die blastosist bevat stamselle en sal later in die baarmoeder ingeplant word. Embrionale stamselle kom van 'n blastosist wat 4-5 dae oud is.

    Wanneer wetenskaplikes stamselle van embrio's neem, is dit gewoonlik ekstra embrio's wat voortspruit uit in vitro-bevrugting (IVF).

    In IVF-klinieke bevrug die dokters verskeie eiers in 'n proefbuis, om te verseker dat ten minste een oorleef. Hulle sal dan 'n beperkte aantal eiers inplant om 'n swangerskap te begin.

    As 'n sperm 'n eier bevrug, vorm hierdie selle 'n enkele sel wat 'n sigoot genoem word.

    Hierdie eensellige sigoot begin dan verdeel en vorm 2, 4, 8, 16 selle, ensovoorts. Nou is dit 'n embrio.

    Kort voor lank, en voor die embrio in die baarmoeder inplant, is hierdie massa van ongeveer 150–200 selle die blastosist. Die blastosist bestaan ​​uit twee dele:

    • 'n buitenste selmassa wat deel word van die plasenta
    • 'n innerlike selmassa wat in die menslike liggaam sal ontwikkel

    Die innerlike selmassa is waar embrioniese stamselle gevind word. Wetenskaplikes noem hierdie totipotente selle. Die term totipotent verwys na die feit dat hulle die totale potensiaal het om in enige sel in die liggaam te ontwikkel.

    Met die regte stimulasie kan die selle bloedselle, velselle en al die ander seltipes word wat 'n liggaam benodig.

    In die vroeë swangerskap duur die blastosiststadium ongeveer 5 dae voort voordat die embrio in die baarmoeder of baarmoeder inplant. Op hierdie stadium begin stamselle differensieer.

    Embrionale stamselle kan onderskei in meer seltipes as volwasse stamselle.

    Mesenchimale stamselle (MSC's)

    MSC's kom van die bindweefsel of stroma wat die liggaam se organe en ander weefsels omring.

    Wetenskaplikes het MSC's gebruik om nuwe liggaamsweefsels te skep, soos been-, kraakbeen- en vetselle. Hulle kan eendag 'n rol speel in die oplossing van 'n wye verskeidenheid gesondheidsprobleme.

    Geïnduseerde pluripotente stamselle (iPS)

    Wetenskaplikes skep dit in 'n laboratorium deur velselle en ander weefselspesifieke selle te gebruik. Hierdie selle gedra hulle op dieselfde manier as embrioniese stamselle, sodat hulle nuttig kan wees vir die ontwikkeling van 'n reeks terapieë.

    Meer navorsing en ontwikkeling is egter nodig.

    Om stamselle te laat groei, onttrek wetenskaplikes eers monsters uit volwasse weefsel of 'n embrio. Hulle plaas dan hierdie selle in 'n beheerde kultuur waar hulle sal verdeel en reproduseer maar nie verder spesialiseer nie.

    Stamselle wat in 'n beheerde kultuur deel en reproduseer, word 'n stamsellyn genoem.

    Navorsers bestuur en deel stamsellyne vir verskillende doeleindes. Hulle kan die stamselle stimuleer om op 'n spesifieke manier te spesialiseer. Hierdie proses staan ​​bekend as gerigte differensiasie.

    Tot nou toe was dit makliker om groot getalle embrioniese stamselle te kweek as volwasse stamselle. Wetenskaplikes vorder egter met albei seltipes.

    Navorsers kategoriseer stamselle volgens hul potensiaal om te onderskei in ander soorte selle.

    Embrioniese stamselle is die kragtigste, aangesien hul taak is om elke tipe sel in die liggaam te word.

    Die volledige klassifikasie sluit in:

    Totipotent: Hierdie stamselle kan in alle moontlike seltipes differensieer. Die eerste paar selle wat verskyn as die sigoot begin verdeel, is totipotent.

    Pluripotent: Hierdie selle kan in byna enige sel verander. Selle van die vroeë embrio is pluripotent.

    Multipotent: Hierdie selle kan onderskei in 'n nou verwante selfamilie. Volwasse hematopoietiese stamselle, byvoorbeeld, kan rooi en witbloedselle of bloedplaatjies word.

    Oligopotent: Dit kan in 'n paar verskillende seltipes onderskei. Volwasse limfoïede of miëloïede stamselle kan dit doen.

    Oneindig: Dit kan slegs selle van een soort produseer, wat hul eie tipe is. Hulle is egter steeds stamselle omdat hulle hulself kan vernuwe. Voorbeelde hiervan is volwasse spierstamselle.

    Embrionale stamselle word as pluripotent beskou in plaas van totipotent omdat dit nie deel van die ekstra-embrionale membrane of die plasenta kan word nie.

    Stamselle self dien geen enkele doel nie, maar is belangrik om verskeie redes.

    Eerstens, met die regte stimulasie, kan baie stamselle die rol van enige tipe sel aanneem, en hulle kan beskadigde weefsel onder die regte omstandighede regenereer.

    Hierdie potensiaal kan lewens red of wonde en weefselskade by mense herstel na 'n siekte of besering. Wetenskaplikes sien baie moontlike gebruike vir stamselle.

    Weefselregenerasie

    Weefselregenerasie is waarskynlik die belangrikste gebruik van stamselle.

    Tot nou toe moes 'n persoon wat byvoorbeeld 'n nuwe nier benodig, op 'n skenker wag en dan 'n oorplanting ondergaan.

    Daar is 'n tekort aan skenkerorgane, maar deur stamselle opdrag te gee om op 'n sekere manier te onderskei, kan wetenskaplikes dit gebruik om 'n spesifieke weefsel tipe of orgaan te laat groei.

    As voorbeeld het dokters reeds stamselle van net onder die vel se oppervlak gebruik om nuwe velweefsel te maak. Hulle kan dan 'n ernstige brandwond of 'n ander besering herstel deur hierdie weefsel op die beskadigde vel te ent, en 'n nuwe vel sal weer groei.

    Behandeling van kardiovaskulêre siektes

    In 2013 het 'n span navorsers van die Massachusetts General Hospital verslag gedoen PNAS vroeë uitgawe dat hulle bloedvate in laboratoriummuise geskep het met behulp van menslike stamselle.

    Binne 2 weke nadat die stamselle ingeplant is, het netwerke van bloedvate gevorm. Die kwaliteit van hierdie nuwe bloedvate was net so goed soos die natuurlike bloedvate.

    Die skrywers het gehoop dat hierdie tipe tegniek uiteindelik kan help om mense met kardiovaskulêre en vaskulêre siektes te behandel.

    Behandeling van breinsiekte

    Dokters sal dalk eendag vervangingselle en -weefsels kan gebruik om breinsiektes, soos Parkinson en Alzheimers, te behandel.

    In Parkinson's, byvoorbeeld, lei skade aan breinselle tot onbeheerde spierbewegings. Wetenskaplikes kan stamselle gebruik om die beskadigde breinweefsel aan te vul. Dit kan die gespesialiseerde breinselle terugbring wat die onbeheerde spierbewegings stop.

    Navorsers het al probeer om embrioniese stamselle in hierdie tipe selle te differensieer, so behandelings is belowend.

    Seltekortterapie

    Wetenskaplikes hoop om eendag gesonde hartselle in 'n laboratorium te kan ontwikkel wat hulle in mense met hartsiektes kan oorplant.

    Hierdie nuwe selle kan hartskade herstel deur die hart met gesonde weefsel te herbevolk.

    Net so kan mense met tipe I-diabetes pankreas-selle ontvang om die insulienproduserende selle te vervang wat hul eie immuunstelsels verloor of vernietig het.

    Die enigste huidige terapie is 'n pankreasoorplanting, en baie min pankreas is beskikbaar vir oorplanting.

    Bloed siekte behandelings

    Dokters gebruik nou gereeld volwasse hematopoietiese stamselle om siektes soos leukemie, sekelselanemie en ander immuniteitsgebrekprobleme te behandel.

    Hematopoietiese stamselle kom in bloed en beenmurg voor en kan alle bloedseltipes produseer, insluitend rooibloedselle wat suurstof dra en witbloedselle wat siektes beveg.

    Mense kan stamselle skenk om 'n geliefde te help, of moontlik vir hul eie gebruik in die toekoms.

    Skenkings kan uit die volgende bronne kom:

    Beenmurg: Hierdie selle word onder algemene narkose geneem, gewoonlik uit die heup of bekkenbeen. Tegnici isoleer dan die stamselle van die beenmurg vir berging of skenking.

    Perifere stamselle: 'N Persoon ontvang verskeie inspuitings wat veroorsaak dat hul beenmurg stamselle in die bloed vrylaat. Next, blood is removed from the body, a machine separates out the stem cells, and doctors return the blood to the body.

    Umbilical cord blood: Stem cells can be harvested from the umbilical cord after delivery, with no harm to the baby. Some people donate the cord blood, and others store it.

    This harvesting of stem cells can be expensive, but the advantages for future needs include:


    The smallest protist

    © Hervé Moreau, Laboratoire Arago

    The smallest known free-living eukaryotes are marine picoplankton, of which the best-studied is Ostreococcus tauri. These organisms are so small (about 1 micrometer in diameter) that they are near the limit of resolution of ordinary light microscopes. O. tauri has a single chloroplast and a single mitochondrion. Despite their size, these organisms are extremely important contributors to the productivity of the oceans.

    M-J. Chrétiennot-Dinet, C. Courties, A. Vaquer, J. Neveux, H. Claustre, J. Lautier and M. C. Machado .
    A new marine picoeucaryote: Ostreococcus tauri gen et sp. nov. (Chlorophyta, Prasinophyceae).
    Phycologia vol. 34, pages 285-292 ( 1995 ).


    Kyk die video: HHG Moerkapelle - Live stream (Oktober 2022).