Inligting

15.2: Selsiklus en Seldeling - Biologie

15.2: 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.

Soveel selle!

Die baba in Figuur (PageIndex{1}) het baie om te groei voordat hulle so groot soos hul ma is. Die meeste van hul groei sal die gevolg van seldeling wees. Teen die tyd dat die baba 'n volwassene is, sal hul liggaam uit triljoene selle bestaan. Seldeling is net een van die stadiums waardeur alle selle gedurende hul lewe gaan. Dit sluit selle in wat skadelik is, soos kankerselle. Kankerselle verdeel meer gereeld as normale selle en groei buite beheer. Trouens, dit is hoe kankerselle siekte veroorsaak. In hierdie konsep sal jy lees oor hoe selle verdeel, deur watter ander stadiums selle gaan, en wat veroorsaak dat kankerselle buite beheer verdeel en die liggaam benadeel.

Die sel siklus

Seldeling is die proses waarin een sel, wat die ouersel genoem word, verdeel om twee nuwe selle te vorm, waarna verwys word as dogterselle. Hoe dit gebeur, hang af of die sel prokarioties of eukarioties is. Seldeling is eenvoudiger in prokariote as eukariote omdat prokariotiese selle self eenvoudiger is. Prokariotiese selle het 'n enkele sirkelvormige chromosoom, geen kern nie, en min ander organelle. Eukariotiese selle, daarenteen, het veelvuldige chromosome in 'n kern en baie ander organelle. Al hierdie seldele moet gedupliseer word en dan geskei word wanneer die sel verdeel. Seldeling is net een van verskeie stadiums waardeur 'n sel gedurende sy leeftyd gaan. Die selsiklus is 'n herhalende reeks gebeurtenisse wat groei, DNA-sintese en seldeling insluit. Die selsiklus in prokariote is redelik eenvoudig: die sel groei, sy DNA repliseer en die sel verdeel. Hierdie vorm van deling in prokariote word ongeslagtelike voortplanting genoem. By eukariote is die selsiklus meer ingewikkeld.

Eukariotiese Selsiklus

Figuur (PageIndex{2}) verteenwoordig die selsiklus van 'n eukariotiese sel. Soos jy kan sien, het die eukariotiese selsiklus verskeie fases. Die mitotiese fase (M) sluit beide mitose en sitokinese in. Dit is wanneer die kern en dan die sitoplasma verdeel. Die ander drie fases (G1, S en G2) word gewoonlik saam gegroepeer as interfase. Tydens interfase groei die sel, voer roetine-lewensprosesse uit en berei voor om te verdeel. Hierdie fases word hieronder bespreek.

Interfase

Die interfase van die eukariotiese selsiklus kan in die volgende fases onderverdeel word (Figuur (PageIndex{2})).

  • Groeifase 1 (G1): Die sel spandeer die grootste deel van sy lewe in die eerste gaping (soms na verwys as groei) fase, G1. Tydens hierdie fase ondergaan 'n sel vinnige groei en voer sy roetine-funksies uit. Tydens hierdie fase vind die biosintetiese en metaboliese aktiwiteite van die sel teen 'n hoë tempo plaas. Die sintese van aminosure en honderdduisende of miljoene proteïene wat deur die sel benodig word, vind gedurende hierdie fase plaas. Proteïene wat geproduseer word, sluit dié in wat nodig is vir DNA-replikasie. As 'n sel nie deel nie, gaan die sel die G binne0 fase vanaf hierdie fase.
  • G0 fase: Die G0 fase is 'n rusfase waar die sel die siklus verlaat het en opgehou het om te deel. Nie-delende selle in meersellige eukariotiese organismes betree G0 van G1. Hierdie selle kan in G bly0 vir lang tye, selfs onbepaald, soos met neurone. Selle wat heeltemal gedifferensieer is, kan ook G binnegaan0. Sommige selle hou op om te verdeel wanneer kwessies van volhoubaarheid of lewensvatbaarheid van hul dogterselle opduik, soos met DNA-skade of agteruitgang, 'n proses genaamd sellulêre veroudering. Sellulêre veroudering vind plaas wanneer normale diploïede selle die vermoë om te deel verloor, gewoonlik na ongeveer 50 seldelings.
  • Sintesefase (S): Verdelende selle betree die Sintese (S) fase vanaf G1. Vir twee geneties identiese dogterselle om gevorm te word, moet die sel se DNA deur DNA-replikasie gekopieer word. Wanneer die DNA gerepliseer word, word beide stringe van die dubbelheliks as sjablone gebruik om twee nuwe komplementêre stringe te produseer. Hierdie nuwe stringe bind dan waterstof aan die sjabloon stringe en twee dubbele helikse vorm. Gedurende hierdie fase het die hoeveelheid DNS in die sel effektief verdubbel, hoewel die sel in 'n diploïede toestand bly.
  • Groeifase 2 (G2): Die tweede gaping (groei) (G2) fase is 'n verkorte groeiperiode waarin baie organelle gereproduseer of vervaardig word. Dele wat nodig is vir mitose en seldeling word tydens G gemaak2, insluitend mikrotubules gebruik in die mitotiese spil.

Mitotiese fase

Voordat 'n eukariotiese sel verdeel, word al die DNA in die sel se veelvuldige chromosome gerepliseer. Sy organelle word ook gedupliseer. Dit gebeur in die interfase. Dan, wanneer die sel verdeel (mitotiese fase), vind dit plaas in twee groot stappe, genoem mitose en sitokinese, wat albei in meer besonderhede in die konsep beskryf word Mitotiese fase: Mitose en Sitokinese.

  • Die eerste stap in die mitotiese fase van 'n eukariotiese sel is mitose, 'n multi-fase proses waarin die kern van die sel verdeel. Tydens mitose breek die kernomhulsel (membraan) af en hervorm later. Die chromosome word ook gesorteer en geskei om te verseker dat elke dogtersel 'n volledige stel chromosome ontvang.
  • Die tweede groot stap is sitokinese. Hierdie stap, wat ook in prokariotiese selle voorkom, is wanneer die sitoplasma verdeel en twee dogterselle vorm.
Tabel (PageIndex{2}): Selsiklusopsomming

Staat

Naam

Beskrywing

Rustig Bejaarde

Rusfase (G0)

'n Rusfase waar die sel die siklus verlaat het en opgehou het om te verdeel.

Interfase

1st groeifase (G1)

Sintesefase (S)

2tweedegroeifase (G2)

Selle neem toe in grootte in G1. Selle voer hul normale aktiwiteite uit.

DNA-replikasie vind tydens hierdie fase plaas.

Die sel sal aanhou groei en baie organelle sal gedurende hul fase verdeel.

Seldeling

Mitose (M)

Selgroei stop in hierdie stadium. Mitose verdeel die kern in twee kerne, gevolg deur sitokinese wat die sitoplasma verdeel. Twee geneties identiese dogterselle ontstaan.

Beheer van die siklus

As die selsiklus sonder regulering plaasgevind het, kan selle van een fase na die volgende gaan voordat hulle gereed was. Wat beheer die selsiklus? Hoe weet die sel wanneer om te groei, DNA te sintetiseer en te verdeel? Die selsiklus word hoofsaaklik deur regulatoriese proteïene beheer. Hierdie proteïene beheer die siklus deur die sel te sein om die volgende fase van die siklus te begin of te vertraag. Hulle verseker dat die sel die vorige fase voltooi voordat hulle aanbeweeg. Regulerende proteïene beheer die selsiklus by sleutelkontrolepunte, wat in Figuur (PageIndex{3} getoon word). Daar is 'n aantal hoofkontrolepunte:

  1. Die G1-kontrolepunt: net voor toetrede tot die S-fase, neem die sleutelbesluit of die sel groot genoeg is om te verdeel. As die sel nie groot genoeg is nie, gaan dit in die rusperiode in (G0)
  2. DNS-sintese Kontrolepunt: Die S kontrolepunt bepaal of die DNS behoorlik gerepliseer is.
  3. Die mitose-kontrolepunt: Hierdie kontrolepunt verseker dat al die chromosome behoorlik in lyn is voordat die sel toegelaat word om te verdeel.

Kanker en die selsiklus

Kanker is 'n siekte wat voorkom wanneer die selsiklus nie meer gereguleer word nie. Dit gebeur omdat 'n sel se DNA beskadig word. Dit lei tot mutasies in die gene wat die selsiklus reguleer. Skade kan voorkom as gevolg van blootstelling aan gevare soos bestraling of giftige chemikalieë. Kankerselle verdeel oor die algemeen baie vinniger as normale selle. Hulle kan 'n massa abnormale selle vorm wat a genoem word gewas (sien Figuur (PageIndex{4})). Die selle wat vinnig deel, neem voedingstowwe en spasie op wat normale selle benodig. Dit kan weefsels en organe beskadig en uiteindelik tot die dood lei. Wanneer onbeheerde seldeling in die beenmurg plaasvind, word abnormale en niefunksionele bloedselle geproduseer omdat die deling plaasvind voordat die sel gereed is vir deling. In hierdie tipe kanker is daar geen duidelike gewas nie.

Kenmerk: Menslike Biologie in die Nuus

Henrietta Lacks het behandeling vir haar kanker by die Johns Hopkins Universiteitshospitaal gesoek in 'n tyd toe navorsers probeer het om menslike selle in die laboratorium te laat groei vir mediese toetsing. Ten spyte van baie pogings, het die selle altyd gesterf voordat hulle baie seldelings ondergaan het. Mev. Lacks se dokter het sonder haar medewete 'n klein monster van selle uit haar gewas geneem en dit aan 'n Johns Hopkins-navorser gegee, wat probeer het om dit op 'n kultuurplaat te laat groei. Vir die eerste keer in die geskiedenis het menslike selle wat op 'n kultuurplaat gekweek is, aanhou verdeel...en verdeel en verdeel en verdeel. Afskrifte van Henrietta se Lacks-selle - wat HeLa-selle vir haar naam genoem word - leef vandag nog. Trouens, daar is tans baie miljarde HeLa-selle in laboratoriums regoor die wêreld!

Waarom Henrietta Lacks se selle voortgeleef het terwyl ander menslike selle dit nie gedoen het nie, is steeds ietwat van 'n raaisel, maar dit is duidelik uiters geharde en veerkragtige selle. Teen 1953, toe navorsers geleer het van hul vermoë om onbepaald aan te hou verdeel, is fabrieke opgerig om die selle kommersieel op groot skaal vir mediese navorsing te begin vervaardig. Sedertdien is HeLa-selle in duisende studies gebruik en het honderde mediese vooruitgang moontlik gemaak. Jonas Salk het byvoorbeeld die selle in die vroeë 1950's gebruik om sy polio-entstof te toets. Oor die dekades sedertdien is HeLa-selle gebruik om belangrike ontdekkings te maak in die studie van kanker, vigs en baie ander siektes. Die selle is selfs op vroeë ruimtemissies na die ruimte gestuur om te leer hoe menslike selle op nul swaartekrag reageer. HeLa-selle was ook die eerste menslike selle wat ooit gekloon is, en hul gene was van die eerste wat ooit gekarteer is. Dit is byna onmoontlik om die diepgaande belangrikheid van HeLa-selle vir menslike biologie en medisyne te oorskat.

Jy sou dink dat Henrietta Lacks se naam in die mediese geskiedenis bekend sou wees vir haar ongeëwenaarde bydraes tot biomediese navorsing. Haar storie was egter tot 2010 feitlik onbekend. Daardie jaar het 'n wetenskapskrywer genaamd Rebecca Skloot 'n niefiksieboek gepubliseer oor Henrietta Lacks, genaamd Die onsterflike lewe van Henrietta Lacks. Gebaseer op 'n dekade se navorsing, is die boek meesleurend, en dit het byna onmiddellik 'n topverkoper geword. Vanaf 2016 het Oprah Winfrey en medewerkers beplan om 'n fliek te maak gebaseer op die boek, en die afgelope paar jaar het talle artikels oor Henrietta Lacks in die pers verskyn.

Ironies genoeg het Henrietta self nooit geweet haar selle is geneem nie, en ook nie haar familie nie. Terwyl haar selle baie geld gemaak het en wetenskaplike loopbane gebou het, het haar kinders in armoede geleef, te arm om mediese versekering te bekostig. Die verhaal van Henrietta Lacks en haar onsterflike selle opper etiese kwessies oor menslike weefsels en wie dit in biomediese navorsing beheer. Daar is egter geen twyfel dat Henrietta Lacks veel meer erkenning verdien vir haar bydrae tot die bevordering van wetenskap en medisyne nie.

Resensie

  1. Wat is die twee hooffases van die selsiklus in 'n eukariotiese sel?
  2. Beskryf die drie fases van interfase in 'n eukariotiese sel.
  3. Verduidelik hoe die selsiklus beheer word.
  4. Hoe is kanker verwant aan die selsiklus?
  5. Wat is die twee hoofstappe van seldeling in 'n eukariotiese sel?
  6. In watter fase van die eukariotiese selsiklus spandeer selle tipies die meeste van hul lewens?
  7. Watter fases van die selsiklus sal selle hê met twee keer die hoeveelheid DNA? Verduidelik jou antwoord.
  8. As daar skade is aan 'n geen wat kodeer vir 'n selsiklus-regulerende proteïen, wat dink jy kan gebeur? Verduidelik jou antwoord.
  9. Waar of Onwaar. Selle gaan in G0 as hulle nie die G slaag nie1 kontrolepunt.
  10. In watter fase binne interfase maak die sel finale voorbereidings om te verdeel?
    1. Mitose
    2. Sitokinese
    3. G2
    4. S
  11. Wat het wetenskaplikes probeer doen toe hulle tumorselle van Henrietta Lacks geneem het? Hoekom het hulle spesifiek tumorselle gebruik om hul doelwit te probeer bereik?

Verken Meer

Die video hieronder bespreek die selsiklus en hoe dit met kanker verband hou.


39 6.2 Die selsiklus

Die selsiklus is 'n geordende reeks gebeurtenisse wat selgroei en seldeling behels wat twee nuwe dogterselle produseer. Selle op die pad na seldeling gaan voort deur 'n reeks presies getimede en noukeurig gereguleerde stadiums van groei, DNA-replikasie en deling wat twee geneties identiese selle produseer. Die selsiklus het twee hooffases: interfase en die mitotiese fase (Figuur 6.3). Tydens interfase groei die sel en DNA word gerepliseer. Tydens die mitotiese fase word die gerepliseerde DNA en sitoplasmiese inhoud geskei en die sel verdeel.

Figuur 6.3 'n Sel beweeg op 'n ordelike wyse deur 'n reeks fases. Tydens interfase behels G1 selgroei en proteïensintese, die S-fase behels DNA-replikasie en die replikasie van die sentrosoom, en G2 behels verdere groei en proteïensintese. Die mitotiese fase volg op interfase. Mitose is kerndeling waartydens gedupliseerde chromosome geskei en in dogterkerne versprei word. Gewoonlik sal die sel na mitose verdeel in 'n proses genaamd sitokinese waarin die sitoplasma verdeel word en twee dogterselle gevorm word.


Konsep in aksie

Die eerste stap om te verseker dat jy aan die voedselvereistes van jou liggaam voldoen, is 'n bewustheid van die voedselgroepe en die voedingstowwe wat hulle verskaf. Om meer te wete te kom oor elke voedselgroep en die aanbevole daaglikse hoeveelhede, verken hierdie interaktiewe webwerf deur die Verenigde State se Departement van Landbou.


Om twee dogterselle te maak, moet die inhoud van die kern en die sitoplasma verdeel word. Die mitotiese fase is 'n multi-stap proses waartydens die gedupliseerde chromosome in lyn gebring, geskei en na teenoorgestelde pole van die sel verskuif word, en dan word die sel verdeel in twee nuwe identiese dogterselle. Die eerste gedeelte van die mitotiese fase, mitose, bestaan ​​uit vyf stadiums wat kerndeling bewerkstellig. Die tweede gedeelte van die mitotiese fase, genoem sitokinese, is die fisiese skeiding van die sitoplasmiese komponente in twee dogterselle.

Mitose word in 'n reeks fases verdeel—profase, prometafase, metafase, anafase en telofase—wat lei tot die verdeling van die selkern (Figuur 6.4).

Figuur 6.4 Diereselmitose word in vyf stadiums verdeel—profase, prometafase, metafase, anafase en telofase—hier gevisualiseer deur ligmikroskopie met fluoressensie. Mitose gaan gewoonlik gepaard met sitokinese, wat hier deur 'n transmissie-elektronmikroskoop getoon word. (krediet "diagramme": wysiging van werk deur Mariana Ruiz Villareal krediet "mitosis micrographs": wysiging van werk deur Roy van Heesbeen krediet "cytokinesis micrograph": wysiging van werk deur die Wadsworth Center, NY Staatsdepartement van Gesondheid geskenk aan die Wikimedia-stigting skaalstaafdata van Matt Russell)

Watter van die volgende is die korrekte volgorde van gebeure in mitose?

  1. Susterchromatiede is in lyn by die metafaseplaat. Die kinetochoor word aan die mitotiese spil geheg. Die kern hervorm en die sel verdeel. Die susterchromatiede skei.
  2. Die kinetochoor word aan die mitotiese spil geheg. Die susterchromatiede skei. Susterchromatiede is in lyn by die metafaseplaat. Die kern hervorm en die sel verdeel.
  3. Die kinetochoor word aan die metafaseplaat geheg. Susterchromatiede is in lyn by die metafaseplaat. Die kinetochoor breek af en die susterchromatiede skei. Die kern hervorm en die sel verdeel.
  4. Die kinetochoor word aan die mitotiese spil geheg. Susterchromatiede is in lyn by die metafaseplaat. Die kinetochoor breek uitmekaar en die susterchromatiede skei. Die kern hervorm en die sel verdeel.

Tydens profase, die "eerste fase", moet verskeie gebeurtenisse plaasvind om toegang tot die chromosome in die kern te verskaf. Die kernomhulsel begin in klein vesikels breek, en die Golgi-apparaat en endoplasmiese retikulum fragmenteer en versprei na die periferie van die sel. Die nukleolus verdwyn. Die sentrosome begin beweeg na teenoorgestelde pole van die sel. Die mikrotubuli wat die basis van die mitotiese spil vorm, strek tussen die sentrosome en stoot hulle verder uitmekaar soos die mikrotubuli-vesels verleng. Die susterchromatiede begin stywer oprol en word onder 'n ligmikroskoop sigbaar.

Tydens prometafase gaan baie prosesse wat in profase begin is voort om te vorder en kulmineer in die vorming van 'n verband tussen die chromosome en sitoskelet. Die oorblyfsels van die kernomhulsel verdwyn. Die mitotiese spil gaan voort om te ontwikkel namate meer mikrotubuli bymekaarkom en oor die lengte van die voormalige kerngebied strek. Chromosome word meer gekondenseerd en visueel diskreet. Elke susterchromatied heg aan spilmikrotubuli by die sentromeer via 'n proteïenkompleks wat die kinetochore genoem word.

Tydens metafase word al die chromosome in lyn gebring in 'n vlak wat die metafaseplaat, of die ekwatoriale vlak genoem word, halfpad tussen die twee pole van die sel. Die susterchromatiede is steeds stewig aan mekaar geheg. Op hierdie tydstip is die chromosome maksimaal gekondenseer.

Tydens anafase word die susterchromatiede by die ekwatoriale vlak by die sentromeer uitmekaar gesplit. Elke chromatied, wat nou 'n chromosoom genoem word, word vinnig na die sentrosoom getrek waaraan sy mikrotubuli geheg was. Die sel word sigbaar verleng soos die nie-kinetochore mikrotubuli teen mekaar gly by die metafaseplaat waar hulle oorvleuel.

Tydens telofase word al die gebeure wat die gedupliseerde chromosome vir mitose tydens die eerste drie fases opgestel het omgekeer. Die chromosome bereik die teenoorgestelde pole en begin dekondenseer (ontrafel). Die mitotiese spindels word afgebreek in monomere wat gebruik sal word om sitoskeletkomponente vir elke dogtersel saam te stel. Kernomhulsels vorm rondom chromosome.


Kenmerke

    Ondersoekgedrewe benaderingBiologiese Wetenskap bied biologiese konsepte aan soos wetenskaplikes eintlik dink, begin met 'n vraag, beweeg deur waarnemings na hipoteses, eksperimentele ontwerp en analise, gevolgtrekkings, en uiteindelik bepaal die volgende vraag om te vra. Vrae regdeur die teks motiveer die materiaal en betrek die student aktief. Die aanbieding is verryk met datagrafika, wat studente bekendstel aan data-interpretasie en -analise.

      Deur te leer om te dink soos wetenskaplikes dink, sal studente hierdie vermoë oefen en ontwikkel, wat hulle beide help om die inligting wat aangebied word te behou en om hierdie vaardigheid op ander biologiese vrae en probleme toe te pas. Bv.___

      Eerder as om biologie aan te bied as 'n samestelling van feite wat gememoriseer moet word, Biologiese Wetenskap help studente om logiese sin te maak van kernbegrippe deur dit in 'n oortuigende, eksperimentele konteks te plaas. Bv.___

      Inspireer studente met 'n gevoel van verwondering en opgewondenheid wat leer oor biologie interessant en pret maak. Bv.___

      Evolusie en die gebruik van filogenetiese boomdiagramme word in Hoofstuk 1 bekendgestel en deur die teks geweef. Bv.___

      Fundamentele molekulêre en evolusionêre onderwerpe word bekendgestel en dan in konteks deur die boek geïnkorporeer (d.i. evolusionêre voorbeelde in die sel/molekulêre dekking en die molekulêre voorbeelde in die organismedekking). Bv.___

      Studente verstaan ​​verbande en die "groter prentjie" van biologie in plaas van leermateriaal as geïsoleerde konsepte. Bv.___

      Die kunsprogram is deurmekaar en styf gefokus op die sentrale onderrigpunt in elke figuur. Bv.___

      Vang studente se aandag en wys hoe die wetenskap van biologie op 'n relevante en onvergeetlike wyse op huidige kwessies toegepas kan word. Bv.___

      • 'n Gemeenskapspoging—Gedurende die loop van hierdie projek is bydraers, beoordelaars en instrukteurs van elke area van biologie jaarliks ​​bymekaar gebring om saam met dr. Freeman te werk om toepaslike dekking, akkuraatheid van die inhoud en aanbieding van beide klassieke en huidige navorsing in 'n gegewe te verseker veld.
      • Die Hersieningsprogram-Dr. Freeman se hoofstukke het 'n volledige hersieningsprogram ondergaan, insluitend meer as 300 resensies van beide kundiges en steronderwysers. Meer as 30 akkuraatheidskenners het boekbladsye tydens die produksie- en drukproses vir akkuraatheid ondersoek. Meer as 100 studenteresensies is ook aangevra om die leesbaarheid en die vlak van die inhoud te bevestig.
      • Die Media- en Instrukteurondersteuningsprogram— Hulpbronne sluit hulpmiddels vir lesingaanbieding, assessering, kommunikasie en kursusbestuur in, sowel as die hele studentemediapakket. Die studentemediabronne bevat tutoriale om studente te help om moeilike konsepte, animasies wat biologiese prosesse aanbied, assesseringsinstrumente en hersiening van basiese vaardighede te verstaan. Die doel van die instrukteur se ondersteuningspakket is om hulpbronne te verskaf wat instrukteurs bemagtig om die karakter, diepte en breedte van hul kursus te beheer en te verbeter deur materiaal uit hierdie teks te gebruik.

      4. Vooruitgang in biologiese tegnologieë

      4.1. Mediese beeldtegnologieë

      4.1.1.1. Kan maklik materiaal soos vel en weefsel binnedring, maar kan nie maklik metale en been binnedring nie.

      4.1.1.1.1. Kan gebruik word om te kyk vir kanker en om probleme in die kardiovaskulêre en respiratoriese stelsels te diagnoseer.

      4.1.1.1.2. Word deur tandartse gebruik om te kyk vir holtes in jou tande.

      4.1.1.1.3. Mammograwe gebruik x-strale om borsweefsel na te gaan vir die teenwoordigheid van kanker.

      4.1.2.1. Gebruik 'n deurlopende straal van x-strale om beelde te produseer wat die bewegings van organe, soos die maag, ingewande en kolon, in die liggaam toon.

      4.1.2.1.1. Word gebruik om die bloedvate van die hart en die brein te bestudeer.

      4.1.3.1. Tydens radioterapie word 'n straal van x-strale op 'n gewas gerig sodat daar minimale skade aan gesonde normale selle is.

      4.1.3.1.1. Beskadig die DNA en maak óf die kankerselle dood óf verhoed dat hulle vermeerder

      4.1.4.1. Ultraklankbeelding gebruik hoëfrekwensie klankgolwe om beelde van liggaamsweefsels en organe te produseer.

      4.1.4.1.1. Word gebruik om sagte weefsels en hooforgane in die liggaam te bestudeer.

      4.1.4.1.2. Kan nie been binnedring nie

      4.1.5. Rekenaarondersteunde tomografie

      4.1.5.1. RTT behels die gebruik van x-straaltoerusting om 'n driedimensionele beeld te vorm uit 'n reeks beelde wat teen verskillende hoeke geneem is

      4.1.5.1.1. Word gereeld gebruik om kanker, abnormaliteite van die skeletstelsel en vaskulêre siektes te diagnoseer.

      4.1.6. Magnetiese resonansbeelding

      4.1.6.1. MRI gebruik kragtige magnete en radiogolwe om gedetailleerde beelde van die liggaam te produseer.

      4.1.6.1.1. Nuttig vir die beeld van die struktuur en funksie van die brein, hart en lewer, sagte weefsels en die binnekant van bene.


      Totale maag 34 1 2 0 3 Ovariale weefselmonster 1

      19 0 0 1 0

      18 0 1 2 0

      Tabel 2: Teken jou data aan vir die aantal selle in elke stadium van die selsiklus wat in kankerweefsel waargeneem word.

      Weefseltipe # Selle in interfase

      Telophas en Longweefselmonster 1

      15 1 3 0 1

      16 0 2 1 1

      Totale long 31 1 5 1 2 Maagweefselmonster 1

      14 2 1 1 2

      13 2 2 2 1

      27 4 3 3 3

      12 2 1 2 3

      11 2 2 3 2

      23 4 3 5 5

      Tabel 3: Gebruik die data in Tabel 1 om die Mitotiese Indeks (gemiddelde % selle wat verdeel) vir elke normale weefseltipe te bereken.

      Weefseltipe Gem. % selle in rus Mitotiese Indeks Long - normaal 15,2% 5% Maag - normaal 13,6% 15% Ovarium - normaal 15,17% 9,756%


      MATERIALE EN METODES

      Konstruksie van 'n kiemlyn-geteikende ER-merker

      Die sein peptidase SP12 (C34B2.10) is gebruik as 'n ER merker in somatiese C. elegans weefsels (rolletjies et al., 2002). N2 genomiese DNA van die C34B2.10 geen wat kodeer vir 'n ER inwonende proteïen sein peptidase (SP12) is geamplifiseer deur PCR. Die gevolglike produk wat die eerste metionien van die koderende volgorde ontbreek, is in pENTR/D Gateway vektor (Invitrogen, Carlsbad, CA) gekloneer. Die vektor pID3.01 was 'n ruim geskenk van G. Seydoux. Dit bevat die unc-119 reddingsvolgorde, EGFP cDNA onder die kiemlyn-spesifieke pastei-1 promotor en 'n Gateway-kasset wat die skepping van N-terminale samesmeltings met GFP moontlik maak. SP12 is in hierdie vektor geplaas deur die LR Clonase (Invitrogen) reaksie tussen pENTR/D skenker en pID3.01 akseptor plasmiede.

      Biolistiese transformasie

      Transformasie van wurms met die vektor wat die GFP::SP12-fusievolgorde bevat, is uitgevoer soos beskryf deur Praitis et al. (2001). Basies is die plasmied wat hierbo beskryf is, bedek op 1-μm goue krale (Bio-Rad, Hercules, CA). unc-119 mutante wurms is toe met hierdie bedekte krale gebombardeer deur die Bio-Rad PDS-1000/He Particle Delivery System (Bio-Rad) te gebruik. Na bombardement is wurms toegelaat om op 100-mm NGM plate vir ten minste 2 wk te groei. Wurms wat deur die plasmied (fenotipies wildtipe) gered is, is ondersoek vir GFP-uitdrukking en daardie lyne wat GFP uitdruk, is vir eksperimentele gebruik in stand gehou. Om te help met die tydsberekeningsanalise in utero, is een van hierdie lyne gekruis met die H2B::GFP-uitdrukkingslyn, AZ212 (Praitis) et al., 2001).

      Immunositochemie

      Muis monoklonale anti-HDEL teenliggaampies is vriendelik verskaf deur S. Munro (MRC, Cambridge, Verenigde Koninkryk). Immunositochemie is hoofsaaklik uitgevoer soos beskryf (Pichler et al., 2000). Kortliks, embrio's van die SP12::GFP-uitdrukkende stam, geïmmobiliseer op poli-lisien-bedekte skyfies, is gevrieskraak en gefixeer met 3.7% formaldehied, 75% metanol, 0.5× fosfaat-gebufferde soutoplossing vir 15 minute by –20° C gevolg deur 15 min in absolute metanol. Die skyfies is dan in PBST gerehidreer. Blokkering is uitgevoer in PBST wat 5% beeserumalbumien bevat. HDEL-teenliggaampies is 1:20 in PBST verdun en oornag met die embrio's by 4°C geïnkubeer. Sekondêre CY3-gekonjugeerde teenliggaampies (Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA) is 1:300 verdun en vir 1 uur by RT bygevoeg. Hierdie behandeling het nie die fluoressensie van SP12::GFP wesenlik verminder nie.

      PCR geamplifiseerde fragmente van die C. elegans genomiese DNA wat ooreenstem met eksons van die gene van belang is gebruik om dubbelstring-RNA te produseer vir mikro-inspuiting in die gonade of ingewande soos beskryf deur Fire et al. (1998). Tipies is 18–25 L4 en jong hermafrodiete van die SP12::GFP-stam met die toepaslike dsRNA ingespuit en 18–24 uur na inspuiting ontleed. Gewoonlik was die konsentrasie van ingespuite dsRNA 1 μg/μl. Vir die gene waar RNAi tot steriliteit gelei het, het ons die dsRNA-konsentrasie 3-8-voudig verminder. Die broeigrootte van hierdie wurms was steeds baie laag, en die embrioniese dodelikheid het 100% nader.

      Die volgende C. elegans veronderstelde ortoloë van die soogdier- en gisgene is aan RNAi onderwerp cdk-1 Cdc48/p97: C06A1.1 (78%), C41C4.8 (79%) en K04G2.3 (34%) (identiteit met menslike ortoloë word aangedui) p47: Y94H6A.9 BiP/Kar2: hsp-3 hsp-4 hsp-1 Jem1: dnj-10 rab-1 NSF/Sec18: nsf-1 Sar1: inx-9 (ZK792.3) sek-23 arf-1 nmy-2. RNAi teen α-tubulien (tba-2) is uitgevoer met behulp van die voedingsmetode wat deur Kamath en Ahringer (2003) beskryf is.

      Multifoton en konfokale mikroskopie

      Konfokale tydverloop beeldreekse is verkry met 'n Leica TCS SP2 konfokale laserskanderingsmikroskoopstelsel (Deerfield, IL). Die laserintensiteit, skanderingspoed en tydintervalle is empiries aangepas om nie die wildtipe embrio-lewensvatbaarheid vir ten minste 1 uur se beeldtyd te beïnvloed nie. Embrio's van die gedissekteer wurms is op agaroseblokkies in eiersoutbuffer gemonteer. Vir die in utero beelding is die wurms geïmmobiliseer met 12 mM levamizool. Beelde is verwerk met óf Leica LCS sagteware óf Adobe Photoshop 6.0 (San Jose, CA). Lewende oösiete en embrio's is afgebeeld met behulp van 'n multifoton-opwekking-gebaseerde optiese werkstasie (Wokosin) et al., 2003) wat 'n Nikon Eclipse (Nikon, Melville, NY) omgekeerde mikroskoop, 'n 100× olie-onderdompelingslens (1.3 NA) en 'n Spectra Physics (Spectra Physics, Mountain View, CA) titaniumsaffierlaserstel op 'n golflengte van 900 ingesluit het nm. Die skandering en beeldversameling is beheer deur die Bio-Rad Lasersharp sagteware (Bio-Rad, Hercules, CA). Beeldintervalle het gewissel van 2,22 tot 8 s, afhangend van beeldgrootte en skanderingtempo. Embrio's en wurms is gemonteer soos beskryf vir konfokale beelding.

      Vir die kwantifisering van die ER-asimmetrie tydens die eerste sigotiese verdeling, het ons konfokale beelde van die embrio's geneem tydens pronukleêre rotasie en sentrasie. ER kolle ≥1.5 μm in deursnee in direkte omgewing van die korteks is getel.

      Vir die 3D-rekonstruksie vanaf konfokale beelde, Z-stapels konfokale beelde is ontleed vir twee tipiese stadiums: interfase en die aanvang van mitose. Enige deurlopende ER-strukture, tesame met die kernomhulsel is met die hand opgespoor. Elke vliegtuig is 'n duidelike kleur toegeken. Die buitelyne is toe gesuperponeer volgens hul Z-stapel volgorde. Die 3D-rekonstruksie is 'n hoekaansig wat 45° langs die X as. Die spasiëring tussen Z-stapels in hierdie rekonstruksie is in skaal gestel met die werklike spasiëring van konfokale beelde.

      Voorbereiding van C. elegans Embrio's vir EM en Beeldanalise

      Heel jong volwasse wurms wat embrio's bevat is voorberei deur hoëdruk bevriesing gevolg deur vriesvervanging soos beskryf deur McDonald (1999). Die vervanging is in twee fases uitgevoer: 1) inkubasie in die primêre medium vir 68 uur by –90°C en dan verhitting tot –60°C, en 2) spoel en vervang met die sekondêre medium vir 'n bykomende 26 uur as die monsters is stadig verhit tot 0°C. Die primêre medium was 1% glutaaraldehied opgelos in 98% asetoon/2% water. Die sekondêre medium was 2% osmiumtetroksied opgelos in 98% asetoon/2% water (Walther en Ziegler, 2002). Serial longitudinale snitte 65 nm dik is versamel en gekleur met versadigde waterige uranielasetaat gevolg deur 0.4% loodsitraat. Beeldvorming is uitgevoer op 'n Phillips CM 120 (FEI, Hillsboro, OR) by 80 kV.

      Digitale beelde wat op Soft Imaging Systems (Lakewood, CO) CCD-kamera en sagteware vasgevang is, is outomaties saamgestik met die "Multiple Image Alignment"-instrument. Prente is na Photoshop (Adobe Systems) ingevoer en RER is met die kwasinstrument op 'n tweede beeldlaag uitgelig. Opeenvolgende lae met verskillende gekleurde hoogtepunte is dan op 'n nuwe prent geplak en so na as moontlik aan mekaar belyn deur gebruik te maak van die x, y vertaal- en roteergereedskap.

      Dwelmbehandeling

      Embrio's wat die SP12::GFP-fusieproteïen uitdruk, is behandel met farmakologiese verbindings wat inmeng met sitoskeletale dinamika deur laserablasie basies soos voorheen beskryf (Skop) et al., 2001 Wokosin et al., 2003). Kortliks, die embrio's is sensitief gemaak in 1 mg/ml Trypan Blou in eiersoute vir ~30 s op 'n dekglans. Die Trypan Blue-oplossing is verwyder en vervang met eiersoute wat die geneesmiddel van belang bevat. Die dekglasie is omgekeer oor 'n sirkel vaseline op 'n mikroskoopskyfie, wat 'n kamer geskep het waarin die oplossing op die dekglasie kon hang. Kort sarsies van 450-nm nanosekonde-pulse van 'n stikstofgepompte kleurstoflaser—deel van die optiese werkstasie—is op die vitalinemembraan gerig, wat veroorsaak het dat klein perforasies deur die membraan en eierdop gemaak word, wat die geneesmiddel binnedring. Omdat die ablasielaser 'n integrale deel van die optiese werkstasie was, kon beelde van die embrio beide voor en onmiddellik na die ablasie versamel word. As 'n kontrole is dimetielsulfoksied (DMSO) teen 'n 1:100 verdunning gebruik. Latrunculin A (Calbiochem, La Jolla, CA) is gebruik teen 'n konsentrasie van 200 μM nokodasool teen 'n konsentrasie van 25 μg/ml brefeldien A (BFA Molecular Probes) Eugene, OR) by 'n konsentrasie van 150 μg/ml. Om blootstelling aan die BFA te verhoog, is baie vroeë embrio's (voor eierdopvorming) in 15 μg/ml BFA in blastomeer kultuurmedium (Shelton en Bowerman, 1996) geïnkubeer en in hangende druppels van hierdie oplossing afgebeeld.


      细胞循环-2 (selsiklus-2 mitose)

      ok, vandag praat ons oor die besonderhede oor die mitose.

      Ons het gepraat oor die algemene konsep van die selsiklus

      En ons sal kyk na die interfase eerste.

      Interfase sal 3 subgroepe hê: die G1, S en G2

      --Gedurende hierdie fase het selle sy tyd aan groei bestee

      --selle sal volwasse word deur meer sitoplasma en organelle te maak

      (verduidelik: ons weet dat 1 ouersel deur die mitose in 2 dogterselle sal verdeel. En hierdie 2 dogterselle was kleiner as die ouersel. So net voor hierdie 2 dogterselle verdeel, het dit tyd nodig om te groei tot sy selgrootte beperking , dan sal dit verdeel. Gevolglik sal die sel deur G1 groei)

      --die selle voer ook sy metaboliese aktiwiteit voort

      --During this time, the DNA is copied and the chromosomes are duplicated

      (We know that the DNA is the genetic information and that each chromosome is composed of a single, tightly coiled DNA molecule.)

      --Cell growth also happened in this phase, and it all the structures needed for the cell division are made

      Then, we talk about the mitose

      It has 4 stages, prophase, metaphase, anaphase, and telopahse

      We will divide the prophase into early-prophase and late-prophase.

      1. Chromatin in nucleus condenses to form visible chromosomes

      ( and chromatin is the relax form of chromosomes)

      2. Mitotic spindle forms from fibers in cytoskeleton (plant) or centrioles (animal)

      the prophase

      3. two Centrioles move to the both polar of the cell

      the centrioles

      4. Microtubules grow from the centrioles.

      1. Nuclear membrane & nucleolus are broken down

      2. Chromosomes continue condensing and they are clearly visible

      3. Spindle fibers called kinetochores attach to the centromere of each chromatid

      (I think that we should know the relationship between the centromere and kinetochore

      that kinetochore is part of the centromere that used to be attached by the spindle fiber during metaphase)

      4. Spindle finishes forming between the poles of the cell

      During this phase, the s ister chromatids attached to the kinetochore fibers, move to the center of the cell, where is called the metafase plaat

      1. Sister chromatids are pulled apart to opposite poles of the cell by kinetochore fibers and it occured rapidly.

      ( Separating sister chromatids also has a complete set of DNA/Chromosomes)

      Then, the last phase of the mitosis, the telophase.

      Sister chromatids at opposite polesSpindle disassembles

      Chromosomes relaxed and reappear as chromatin

      DNA gets rolled up into a ball again

      Through this image, we can find that(from up to down, from left to right)

      the first one is prophase, the 2nd one is metaphase, the 3rd one is anaphase and the 4th one is the telophase.

      Next , the cytokinesis , and it also means the division of the cytoplasm

      (and part of it has repeated with the mitosis, that cytokinesis occured during anaphase, and through the telophase)

      The parental cell divide into two, identical halves called daughter cellsIn plant cells,

      cell plate forms at the equator to divide cell

      In animal cells, cleavage furrow forms to split cell

      Next time, we will talk about the daughter cells of the parent cell and what will happened if the cell cycle cannot controlled.


      Bio Unit 9 - Lecture notes 9

       Cell grows by producing proteins and organelles, copies its chromosomes and prepares for cell division subdivisions o G1 (Gap 1): most of a cell’s growth o S (Synthesis) phase: DNA copied  Chromosomes attached at centromeres, still fully extended o G2 (Gap 2): cell completes preparations for mitosis  Chromosomes start to condense  Spindle apparatus starts to form

      M Phase (Mitosis and Cytokinesis)

       Subdivided according to state f chromosomes o Chromosomes finally condensed enough to become visible at prophase

      Need 2 cytoskeletal structures for cell division

      Cytokinesis: Animal vs. Plant Cells

      Animal: involves ring of actin filaments just under plasma membrane, in association with motor proteins (myosin)

      Plant: new wall must be constructed between dividing plant cells

      Cytokinesis in Plant Cells

      -Tubulin protein synthesized during G -Actin and myosin filaments crosses one another to cause contraction

      -Microtubules and proteins define and organize the regions where new cell membrane and cell wall form Vesicles mostly from Golgi arrive, carrying polysaccharides and glycoproteins to lay down matrix for new cell wall Later cellulose fibres are laid down to complete wall

      Meiosis I – Meta/Ana/Telophase (Separating homologs) Meiosis II – Separating Chromatids

      Segregation of Homologs in Meiosis I/Chromatids in Meiosis II

      Non-Disjunction of Chromosome 21 in Meiosis I

      How common is aneuploidy in humans?

       Aneuploidy is astonishingly common and extremely important clinically in our species  It accounts for &gt20% of pregnancy losses which most results in ‘miscarriages’  Exceptions: trisomy 21 and 18 which leads to sex chromosome abnormalities  Humans have very high rates in aneuploidy due to mistakes in meiosis and mitosis

      Mistakes in Meiosis -Improper distribution of chromosomes to each daughter cell (“non-disjunction”) -Results in gametes with abnormal # chromosomes (“aneuploidy”) -Extra (third copy: trisomy, one copy: monosomy -Can occur during meiosis I (separation of homologs) or meiosis II (separation of chromatids)

      Meiosis and Sexual Reproduction

       Each cell produced by meiosis receives a different combination of chromosomes o Different complement of genes o Offspring genetically distinct from each other and from their parents  Haploid gametes (n) fuse at fertilization, restoring normal complement of chromosomes (2n)

       Division of genetic material to produce daughter cells with half the hereditary material found in the parent cell  Involved only in the production of gametes (eggs and sperm)

      Sources of Variation in Meiosis

      Advantages of Sexual Reproduction

       Allows natural selection against deleterious alleles of genes o Genetic variation better equips a species to survive environmental changes

      Control of the cell cycle

      Some cells opt out of the cell cycle

       Some cells divide very slowly but can be induced to re-enter cell cycle (liver cells)  Some cells become highly specialized and can no longer divide (terminally differentiated such as neurons or muscle cells)  If cells aren’t cycling then they opt out of the cell cycle and go into G0 or Gnot  It steps out of the cycle but still does its job, instead of duplicating itself

      Control of the cell cycle

       Factor in mammalian cells that induce mitosis is called mitosis promoting factor (MPF)  MPF is a 2 part protein o Cyclin-dependent kinase (Cdk) is a catalytic subunit that transfers phosphate from ATP to certain amino acids on target proteins. It is not active unless bound to cyclin partner o Cyclin- regulatory subunit and levels oscillate throughout the cell cycle  Increase mCdk if you increase cyclin concentration. Requires mCdk to push cell to perform cell cycle

      Alternatives to Meiosis: Asexual reproduction  An organism well adapted to its environment can ‘clone’ itself at an incredibly rapid rate o Bacteria and archaebacteria o Many protists (though can often switch to sexual under stress) o Many plants o Fungi (budding in yeast) o Some insects, fish and reptiles

       Checking in G1 phase if DNA is replicated properly will then be ready to divide. If it is not okay then the DNA will not be replicated and the cell cycle will stop by using cdk inhibitors. But if the cell can’t fix itself then it kills itself

      Three Major Checkpoints in the Cell Cycle

       Tumor suppressors: link cell cycle to DNA damage  Proteins That detect DNA damage and initiate events that halt the cell cycle  Typically transcription factors that drive expression of genes that code for proteins that inhibit Cdks  P53 detects DNA damage at G1/S checkpoint which leads to synthesis of inhibitor F1/S-Cdk and S-Cdk o Loss of p53 (both copies) found in people with cancer

       Suppresses G1/S-Cdk and S-Cdk following DNA damage  Transcriptionally regulated by p

       Suppresses G1/S-Cdk and S-Cdk in G  Helps cells withdraw from cell cycle

       Suppresses G1-Cdk  Frequently inactivated in cancer cells

      E2F: gene regulatory protein that binds to promoters of many genes that encode for proteins for S-phase

      Rb protein: binds to E2F during G1 and blocks transcription of S-phase genes which blocks cell cycle progression

      Dysregulation of Cell Cycle- Accelerators

       If signal pathway pushing cell cycle gets permanently stuck on then cell division is no longer controlled  Can be due to: over-expression of signals promoting cell cycle mutations in signal molecules, their receptors or any molecules in downstream pathway  Oncogene (oncoprotein): mutated versions of normal genes/proteins involved in driving cell division

      How does Cancer start? Cancer initiates as a failure to respect cell cycle checkpoints, particularly G1/S checkpoint

      Control of cell number and cell size

       Decreasing cell number: o Apoptosis-programmed cell death o Getting rid of unwanted cells o Another death process: Necrosis  Increasing cell number ad/or size: o Survival factors: preventing apoptosis o Mitogens: driving the cell cycle o Growth factors: increasing cell size

       Growth is often coupled with cell division  But the two activities can also be separated o Neurons, muscle cells permanently stop dividing then start to grow/specialize (terminally differentiated)  Signals that negatively regulate growth (oppose actions of growth factors)


      Kyk die video: Maladies genetiques - Cest pas sorcier (Oktober 2022).