Cellularbiologihistoria, vilka studier, applikationer och koncept

De Cellbiologi Det är grenen av biologi som studerar alla aspekter relaterade till celllivet. Det vill säga med strukturen, funktionen, evolutionen och beteendet hos cellerna som utgör levande varelser på jorden; Med andra ord, allt som är inneboende i hans födelse, hans liv och död.

Det är en vetenskap som integrerar mycket kunskap, bland vilka är biokemi, biofysik, molekylärbiologi, datavetenskap, biologi för utveckling och beteende och evolutionär biologi, var och en med sin egen strategi och dina egna experimentstrategier för att svara på specifika frågor.

Silhuett av ett mikroskop (källa: Karen Arnold [CC0] via Wikimedia Commons)

Eftersom cellteori säger att alla levande varelser består av celler skiljer cellbiologi inte mellan djur, växter, bakterier, bågar, alger eller svampar och kan fokusera på enskilda celler eller celler som tillhör vävnader och organ i samma multicelliga individ.

Eftersom det är en experimentell vetenskap (mer än beskrivande) beror således forskning i denna gren av biologi på de tillgängliga metoderna för studier av cell ultrastruktur och dess funktioner (mikroskopi, centrifugering, odling In vitro, etc.)

[TOC]

Cellbiologihistoria

Vissa författare anser att födelsen av cellbiologi ägde rum med tillkomsten av cellteori som föreslagits av Schleiden och Schwann 1839.

Det är emellertid viktigt att tänka på att cellerna beskrivs och studerades många år tidigare, med början med de första resultaten från Robert Hooke som 1665 såg för första gången cellerna som utgjorde det döda tyget i ett korkark; Och fortsätter med Antoni Van Leeuwenhoek, som år senare observerade prover med olika mikroskop med olika mikroskop.

Porträtt av Robert Hooke (källa: Gustav VH, via Wikimedia Commons)

Då ägde Hookes verk, Leeuwenhoek Schleiden och Schwann, många författare ägnade sig också åt uppgiften att studera celler, som var förfining detaljer med avseende på deras inre struktur och drift: kärnan i eukaryota celler beskrivs, DNA och kromosomer, mitokondrier, endoplasmisk retikulum , Golgi -komplex, etc.

I mitten av det tjugonde århundradet såg fältet för molekylärbiologi betydande framsteg. Detta påverkade att cellbiologin under 1950 -talet också upplevde betydande tillväxt, eftersom det under dessa år var möjligt att upprätthålla och multiplicera celler In vitro, isolerade från levande organismer.

Kan tjäna dig: leukocyter (vita blodkroppar): egenskaper, funktioner, typer

Framsteg inom mikroskopi, centrifugering, formulering av odlingsmedier, proteinrening, identifiering och manipulation av mutanta cellinjer, experiment med kromosomer och nukleinsyror, bland annat, satte sig prejudikat för det snabba framsteget av cellbiologi fram till den aktuella eran.

Vad studerar du? (Studieobjekt)

Cellbiologi ansvarar för studien av prokaryota och eukaryota celler; Studera processerna för hans bildning, hans liv och hans död. Du kan vanligtvis fokusera på signalmekanismer och cellmembranstrukturering, liksom organisationen av cytoskelett och cellpolaritet.

Studera också morfogenes, det vill säga mekanismerna som beskriver hur morfologiskt celler utvecklas och hur de som "mognar" förändras i tid och förvandlas under hela livet.

Saccharomyces cerevisiae arter jästceller.

Cell biology includes topics related to mobility and energy metabolism, as well as the dynamics and biogenesis of its internal organelles, in the case of eukaryotic cells (nucleus, endoplasmic reticulum, Golgi complex, mitochondria, chloroplasts, lysosomas, peroxisomes, glycosomes, vacuoles, Glioxisomer, etc.).

Det innebär också studien av genom, deras organisation och kärnkraftsfunktion i allmänhet.

I cellbiologi, formen, storleken och funktionen hos cellerna som utgör alla levande organismer, liksom de kemiska processer som förekommer inuti och interaktionen mellan deras cytosoliska komponenter (och deras subcellulära läge) och cellerna med deras omgivningar.

Väsentliga begrepp i cellbiologi

Illustration av en cellavdelning. Källa: Pixabay.com

Att komma in i området cellbiologi är en enkel uppgift när vissa grundläggande kunskaper eller väsentliga koncept beaktas, eftersom det med användning av förnuft är möjligt att förstå i djupet den komplexa världen av celler.

Celler

Schema för de två typerna av celler i naturen: eukaryoter och prokaryoter. Huvuddelarna visas, vilket bevisar skillnaderna mellan dem (källa: ingen maskinläsbar författare tillhandahåller. Mortadelo2005 antas (baserat på upphovsrättsanspråk). [Public domain] via Wikimedia Commons)

Bland de grundläggande begrepp som måste tas i panorama är uppfattningen att celler är livets grundenheter, det vill säga det är "blocken" som tillåter konstruktion av organismer som vi kan kalla "levande" och att allt de är separerad från det extracellulära mediet tack vare närvaron av ett membran.

Oavsett storlek, deras form eller funktion i en specifik vävnad, utför alla celler samma grundläggande funktioner som kännetecknar levande varelser: de växer, matar, interagerar med miljön och reproducerar.

Kan tjäna dig: Proeritroblast: Egenskaper, morfologi, reglering, färgning

DNA

DNA -molekyl. Källa: Wikipedia.org

Även om det finns eukaryota celler och prokaryota celler, som är grundläggande annorlunda än deras cytosoliska organisation, oavsett cellen som är i åtanke, allt, utan undantag, har de inom det inre deoxyribonukleinsyra (DNA), en molekyl som innehåller ”” Strukturella, strukturella, de strukturella , morfologiska och funktionella plan ”av en cell.

Cytosol

Djurcellsdiagram och dess delar. Cytosolen heter i den nedre delen. (Källa: Alejandro Porto [CC0] via Wikimedia Commons)

Eukaryota celler har organisationer som är specialiserade på olika funktioner som bidrar till de vitala processerna för dessa. Dessa organeller utför energiproduktion från näringsmaterialet, syntesen, förpackningen och transporten av många cellproteiner och även import och matsmältning av stora partiklar.

Cytoskelett

Cellerna har ett internt cytoskelett som upprätthåller formen, leder rörelse och transport av proteiner och organeller som använder dem, förutom att samarbeta i rörelsen eller förskjutningen av den kompletta cellen.

Encelliga och flercelliga organismer

Det finns encelliga och multicellulära organismer (vars antal celler är extremt varierande). Cellbiologiska studier fokuserar vanligtvis på "modell" -organisationer, som har definierats enligt typen av cell (prokaryoter eller eukaryoter) och enligt typen av organisme (bakterier, djur eller växt).

Generna

Gener är en del av informationen kodad i DNA -molekyler som finns i alla jordceller.

Dessa uppfyller inte bara funktioner i lagring och transport av den information som krävs för att bestämma sekvensen för ett protein, utan också utöva viktiga reglerande och strukturella funktioner.

Applikationer av cellbiologi

Det finns många cellbiologiska applikationer inom områden som medicin, bioteknik och miljön.  Vissa applikationer presenteras nedan:

Fluorescerande färgfärgning och hybridisering (fisk) av kromosomer gör det möjligt att upptäcka kromosomala translokationer i cancerceller.

DNA "Chip" MicroDispositions Technology gör att du kan känna kontrollen över genuttrycket för jäst, under dess tillväxt. Denna teknik har använts för att känna uttrycket av mänskliga gener i olika vävnader och cancerceller

Antikroppar markerade med fluorescens, specifika mot mellanliggande filamentproteiner, gör det möjligt att känna till vävnaden från vilken en tumör härstammar. Denna information hjälper läkaren att välja den lämpligaste behandlingen för att bekämpa tumören.

Användning av grönt fluorescerande protein (GFP) för att hitta celler i en vävnad. Genom att rekombera DNA -teknik introduceras GFP -genen i specifika celler hos ett komplett djur.

Kan tjäna dig: hemidesmosomas: vad är, beskrivning, struktur, funktioner

Exempel på ny forskning inom cellbiologi

Två exempel på artiklar publicerade i Nature Cell Biology Review valdes. Dessa är följande:

Roll av epigenetisk arv hos djur (Pérez och Ben Lehner, 2019)

Det har upptäckts att andra molekyler, utöver genomsekvensen, kan överföra information mellan generationer. Denna information kan modifieras av de fysiologiska och miljömässiga förhållandena för tidigare generationer.

På detta sätt finns det information i DNA som inte är associerad med sekvensen (kovalenta modifieringar av histonerna, metylering av DNA, litet RNA) och oberoende genominformation (mikrobiom).

Hos däggdjur påverkar undernäring eller god mat metabolismen i glukosen av härkomst. De faderliga effekterna medieras inte alltid av gameter, men kan agera indirekt moderväg.

Bakterier kan ärvas av modervägen genom födelsekanalen eller amning. Hos möss ger en dålig fiberdiet en minskning av den taxonomiska mångfalden av mikrobiom genom generationer. Så småningom inträffar utrotningen av mikroorganismens subpopulationer.

Kromatinreglering och cancerterapi (Valencia och Kadoch, 2019)

För närvarande är de mekanismer som styr strukturen för kromatin, och deras roll i sjukdomar är kända. I denna process har utvecklingen av tekniker som tillåter att identifiera uttrycket av onkogena gener och upptäckten av terapeutiska vita varit nyckeln.

Några av de använda teknikerna är immunutfällning av kromatin följt av sekvensering (CHIP-seq), sekvensering av RNA (RNA-seq), transpo-åtkomst av kromatin med användning av sekvensering (ATAC-seq).

I framtiden kommer användningen av CRISPR-CAS9-teknik och interferens RNA att ha en roll i utvecklingen av cancerterapier.

Referenser

1. Alberts, b., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Raff, m.,... & Walter, s. (2013). Essential Cell Biology. Kransvetenskap.
2. Bagsover, s. R., Shephard, e. TILL., Vit, h. TILL., & Hyams, J. S. (2011). Cellbiologi: En kort kurs. John Wiley & Sons.
3. Cooper, g. M., & Hausman, r. OCH. (2004). Cellen: närmar sig molekylär. Medicinsk naklada.
4. Lodish, h., Berk, A., Zipursky, s. L., Matsudaira, s., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Molecular Cell Biology 4th Edition. National Center for Biotechnology Information, Bookhelf.
5. Salomo, E. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2011). Biologi (9: e upplagan.). Brooks/Cole, Cengage Learning: USA.