מֵידָע

האם יש הבדל בין חומר מארגן לחומר מעורר?

האם יש הבדל בין חומר מארגן לחומר מעורר?


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.

יש שאלה בתרגיל של ספר הלימוד האמבריולוגיה שלי ששואלת לגבי חומר מארגן ומעורר. מצאתי את ההגדרות שלהם ועכשיו אני תוהה אם הם אותם דברים?


לפי Merriam-Webster הן מילים נרדפות:

[אנ מְאַרגֵן הוא] אזור של עובר מתפתח או חומר המיוצר על ידי אזור כזה המסוגל לעורר סוג מסוים של התפתחות ברקמה לא מובחנת - הנקרא גם מַשׁרָן

Lifemap וביולוגיה היום תומכים במונחים נרדפים גם כן.

עם זאת, אני חושב שהטרמינולוגיה הנפוצה ביותר כאן היא שה- מְאַרגֵן [משמש כשם עצם] גורם [משמש כפועל] ההתמיינות של רקמת עובר. לדוגמה, שקול את הציטוט הבא (אוניברסיטת אריזונה סטייט):

מארגן ספמן-מנגולד, המכונה גם מארגן ספמן, הוא מקבץ של תאים בעובר מתפתח של דו-חיים הגורם להתפתחות של מערכת העצבים המרכזית


ביולוגיה ל-Dummies

לתאים האוקריוטיים של בעלי חיים, צמחים, פטריות ויצורים מיקרוסקופיים הנקראים פרוטיסטים יש קווי דמיון רבים במבנה ובתפקוד. יש להם את המבנים המשותפים לכל התאים: קרום פלזמה, ציטופלזמה וריבוזומים. כל האורגניזמים האוקריוטיים מכילים תאים בעלי גרעין, אברונים וממברנות פנימיות רבות. עם זאת, עם כל המגוון הנפלא של החיים על פני כדור הארץ, אתה כנראה לא מפתיע.


רכיבי Lac-Operon

אופרון מורכב בעיקר משני אלמנטים או גנים:

אלמנטים רגולטוריים

הוא כולל את האזורים הבאים:

  • אזור מקדם: זה מקודד את גן Lac-P. זה נמצא בין הרגולטור למפעיל. RNA-פולימראז נקשר לאתר זה, מכיוון שאזור פרומטור יוזם שעתוק. אורכו 100 זוגות בסיס. הוא מורכב מרצפים פלינדרוםיים. אתר זה מקדם ושולט בתעתיק של גנים מבניים או m-RNA. הגנים הרגולטוריים של המדכא מווסתים את תפקוד אזור הפרומוטור.
  • אזור המפעיל: זה מקודד את גן Lac-O. הוא נמצא בין פרומוטור לגן המבני (Lac-Z). הוא מכיל מתג מפעיל, שמחליט אם יש לבצע תמלול או לא. הגן הרגולטורי נקשר למפעיל.
  • אזור הרגולטור: הוא מקודד לגן הרגולטור (לאק-אי) השולט בפעילות של פרומוטור וגן מפעיל. גן מווסת זה מייצר חלבונים מווסתים הידועים בשם "חלבונים מדכאים" שיכול להיקשר למקדם ולמפעיל.

אלמנטים מבניים

אלו הם אזורי ה-DNA, המכילים גנים לסינתזת החלבון, והם משלושה סוגים:

  • Lac-Z: מקודד לאנזים בטא-גלקטוזידאז.
    תפקיד: בטא-גלקטוזידאז מביא להידרוליזה של לקטוז לתת-יחידות גלקטוז וגלוקוז.
  • מְשׁוּנָץ: מקודד לאנזים לקטוז permease.
    פונקציה: לקטוז פרמז מכניס לקטוז לתא.
  • לאק-א: מקודד לאנזים thiogalactoside טרנסאצטילאז.
    תפקוד: תפקוד הטרנסאצטילאז של Thiogalactoside אינו ברור במיוחד, אך הוא מסייע לפעילות של אנזים בטא-גלקטוזידאז.

שלושת אלה, כלומר הגנים Lac Z, Y ו-A, נמצאים בצמוד זה לזה. לכן, כל האלמנטים כמו פרומוטור, אופרטור, מדכא וגנים מבניים יוצרים יחד יחידה הנקראת אופרון.

שליטה בביטוי גנים בפרוקריוטים

בפרוקריוטים, מערכת לאק-אופרון נשלטת בשתי דרכים:

בקרה חיובית של לאק-אופרון

זה נקרא גם מערכת מושרה חיובית וכולל את השלבים הבאים:

  1. ראשית, גן רגולטורי מבטא את החלבון המדכא.
  2. לאחר מכן, חלבונים מדכאים מיוצרים על ידי ביטוי של גן מווסת.
  3. לחלבון מדכא יש אתרי קישור למפעיל ולמשרה (לקטוז).
  4. כאשר הלקטוז קיים כגורם מעורר, הוא נקשר לחלבון המדכא ויוצר קומפלקס R+I.
  5. לאחר קשירת הגורם המדכא למדחיק, הקומפלקס חוסם את הקישור של המדכא למפעיל.
  6. מכיוון שהחלבון המדכא אינו חוסם את המפעיל, ה-RNA פולימראז נקשר למקדם ומתקדם יותר לתעתוק mRNA.

מושג זה ידוע בשם לְהַדלִיק של לאק-אופרון (על ידי נוכחות של גורם מעורר).

שליטה שלילית ב-Lac-Operon

זה נקרא גם שליטה שלילית של מערכת הדחק. הוא כולל את השלבים הבאים:

  1. ראשית, הגן הרגולטורי מבוטא על ידי המדכא.
  2. חלבון מדכא מיוצר לאחר ביטוי של גן מווסת.
  3. בהיעדר גורם מעורר או לקטוז, החלבון המדכא נקשר ישירות למפעיל.
  4. זה חוסם את התנועה של RNA פולימראז ואת ההתקשרות שלו למקדם.
  5. לבסוף, שעתוק mRNA לא יתרחש.

מושג זה ידוע בשם לכבות של לאק-אופרון (בהיעדר משרה).


מערכת השורש

הטקסט שלהלן הותאם מ-OpenStax Biology 30.3

לשורשים של צמחי זרעים שלושה תפקידים עיקריים: עיגון הצמח לאדמה, סופג מים ומינרלים והובלתם כלפי מעלה, ו אחסון תוצרי הפוטוסינתזה. שורשים מסוימים משתנים כדי לספוג לחות ולהחליף גזים. רוב השורשים נמצאים מתחת לאדמה. עם זאת, לחלק מהצמחים יש גם שורשים ספונטניים, שיוצאים מעל האדמה מהיורה.

מערכות שורש הן בעיקר משני סוגים (מוצג להלן):

  • מערכות שורש ברז בעלי שורש ראשי שצומח כלפי מטה, וממנו עולים שורשים רוחביים קטנים יותר. שורשי ברז חודרים לעומק האדמה והם מועילים לצמחים הגדלים בקרקע יבשה. שורשי ברז אופייניים ל דיקוטים כמו שן הארי.
  • מערכות שורשים סיבית ממוקמים קרוב יותר לפני השטח ויש להם רשת צפופה של שורשים. מערכות שורשים סיביות יכולות לסייע במניעת שחיקת קרקע. שורשים סיביים אופייניים ל מונוקוטיים כגון דשאים.

(א) למערכות שורש ברז יש שורש ראשי שצומח למטה, בעוד (ב) מערכות שורש סיביות מורכבות מהרבה שורשים קטנים. קרדיט תמונה: OpenStax Biology, שינוי עבודה מאת אוסטן מכנסמרובע/פליקר)

מבני שורש מותאמים אבולוציונית למטרות ספציפיות:

  • שורשים בולבוסים חנות עמילן.
  • שורשי אוויר ו לִתְמוֹךשורשים הן שתי צורות של שורשים מעל הקרקע המספקים תמיכה נוספת לעיגון הצמח.
  • כמה שורשי ברז, כגון גזר, לפת וסלק, מותאמים לאחסון סוכר/עמילן.
  • שורשים אפיפיטיים לאפשר לצמח לגדול על צמח אחר

צביעת גראם

צביעת גרם היא שיטה לצביעה של חיידקים, והיא משמשת לסווג אותם לשתי קבוצות: גרם חיובי, המציג את הכתם, וגרם שלילי, שלא. הטכניקה פותחה במאה ה-19 על ידי הנס כריסטיאן גראם, שעל שמו היא קרויה. גראם פיתחה במקור את השיטה תוך כדי חיפוש אחר דרך להפוך את התאים המחולקים לנראים יותר, אך מאוחר יותר התגלה שניתן לסווג חיידקים לשתי קבוצות על סמך האם הם שומרים על צבע הכתם או לא.


ל-Spemann Organizer יש פונקציות שמורות
ככל שהגסטרולציה מתמשכת, ציר ה-A/P הופך להיות מוגדר וככל שהוא מתקדם, השפה הבלסטופורית יכולה רק לגרום למבנים אחוריים נוספים.
הצומת של Hensen (האפרוח מארגן), בחלק הקדמי של הפס הפרימיטיבי תורם ל-notochord ו-somites & יכולים לגרום לציר נוסף (קשה יותר מצפרדעים)
קסנופוס ועכבר חולקים מספר גנים המתבטאים במארגן.
ברכיורי
FGF (גורם גדילה פיברובלסט)
השליטה בגנים של Hox אינה ידועה.

הצלחת העצבית נגרמת על ידי מזודרם
ניסויים בהשתלת שפתיים עורפית מוכיחים שניתן לגרום למערכת עצבים מאקטודרם.
BMP-4, גורם גדילה מופרש, מעכב יצירת רקמה עצבית של תאים.
עיכוב של BMP-4 מאפשר רקמה עצבית.
noggin (מופרש על ידי המארגן) מעכב את פעולות BMP-4 לגבש את המזודרם.
נוג'ין גם גורם לרקמות עצביות.
chordin, המתבטא על ידי תאי הלוח העצבי העתידי של המארגן.
גם הנוג'ין וגם ה-chordin קושרים ישירות את BMP-4 ולא פעילים אותו כדי לאפשר אינדוקציה של רקמה עצבית.

הצומת של הנסן הוא מארגן האפרוח
הצומת של Hensen (אפרוח) יכול לגרום לביטוי גנים עצביים ב-Xenopus ectoderm.
זה מדגים את השימור האבולוציוני של אותות אינדוקציה עצביים ומאשר את הדמיון בין הצומת של Hensen והמארגן של ספמן.
צמתים מוקדמים מעוררים מבנים קדמיים.
צמתים אחרונים מעוררים מבנים אחוריים.
תאי גזע הנובעים מהצומת יכולים לציין ערכי מיקום A/P שונים לאורך זמן כדי לייצר את עמוד השדרה.
היכולת להפיק אותות שיוצרים מבנה קדמי אובדת.

התפתחות נוטוכורד וסומיט בגוזל
אצל האפרוח, המזודרם נוצר קדמי לצומת הנסיגה של הפס הפרימיטיבי.
מזודרם פרה-סומי הוא האזור בין הסומיט שנוצר האחרון לבין הצומת הרגרסיה.
אזור זה יהפוך ל-4 או 5 סומיטים שנוצרים בו-זמנית כזוגות משני צידי ה-notochord.
מיקומם של סומיטים לאורך ציר A/P קובע את הגורל.
סומיטים קדמיים יוצרים חולייתנים צוואריים.
אחוריים, חוליית חזה מצולעת.
להתפתח בסדר זמני ומרחבי.
סידור מחדש של מזודרם פרה-סומי לא ישנה את העיתוי שנקבע מראש.
התבנית נקבעת מוקדם יותר על ידי אות של ציר A/P.

חוט השדרה של דג הזברה מרוחק מהמארגן
אקטודרם שמוליד חוט השדרה רחוק מהמארגן בדג הזברה.
זה מתרחש בשני שלבים:
1) FGF מאזור הגחון-צמחי משרה נוירקטודרם, אם כן
2) BMP מקדם היווצרות רקמה עצבית אחורית.

צלחת עצבית נגרמת על ידי מנגנון איתות(ים)
מערכת העצבים יכולה להיות מעוצבת על ידי אותות מהמזודרם
בנוירולה של ניוט, השתלת מזודרם בעוברי ניוט צעירים יותר, explants קדמיים גורמים לראש ולמוח.
יציאות אחוריות מעוררות גזע וחוט שדרה.
השתלות של צלחת עצבית מעוררות מבנים עצביים ספציפיים (בהתאם למיקום) כאשר מושתלים מתחת לאקטודרם של גסטרולה.

מודל: מודל שני האותות של דפוס עצבי
אות 1 מהמזודרם גורם לאקטודרם להפוך לרקמה עצבית קדמית. (chordin ו-noggin הם מועמדים טובים)
אות 2 הופך חלק מזה לרקמה עצבית אחורית בצורה מדורגת (FGF, Wnts וחומצה רטינואית הם מועמדים).
שתלי עכבר ואפרוח של הפס הפרימיטיבי (כלומר צומת או צומת Hensen) יכולים גם לגרום לרקמות עצביות.
מודל זה נבדל ממודל אחר המצביע על כך שעשויות להתקיים מספר מולקולות מעוררות אזור ספציפיות.

אותות הלוח העצבי נע בתוך הלוח העצבי
Mesoderm לא צריך להיות במגע עם ectoderm כדי לגרום לו.
בעוברי ניוט וזנופוס מתחת למלח גבוה, המזודרם אינו חודר לעובר אלא מתפתח בחוץ.
זה מפריד פיזית בין המזודרם לבין האקטודרם.
עובר לא תקין זה נקרא exogastrula.
N-CAM, חלבון הדבקה של תא עצבי, גורמים נוירוגניים וחלבונים ספציפיים לעצבים אחרים יכולים לבוא לידי ביטוי באקטודרם בסדר A/P הנכון ב- exogastrula, מה שמרמז שהאות המושרה יכול לעבור מרחק רב יחסית דרך הרקמות.

תאי ציצה עצביים
תאי ציצה עצביים נודדים הרחק מהצינור העצבי כדי להתפתח לתוך.
1) גולגולת (עצם)
2) מערכות עצבים תחושתיות ואוטונומיות
3) תאי פיגמנט
סומיטים נוצרים לאחר גסטרולציה לאורך הציר האנטרו-אחורי.

גנים של מזודרם והומיאובוקס
גנים של הומיאובוקס הם.
משפחה גדולה של גורמי תמלול.
שתף הומיאודומיין דומה של 60 חומצות אמינו קושר הומיאודומיין המקודד על ידי רצף הומיאובוקס של 180 זוג בסיסים.
משפחת הגנים של Homeobox (חלבונים של גורם שעתוק).
טרנספורמציה הומיוטית נצפית לעתים קרובות במוטנטים של גנים שיש להם תחום זה.
זוהה לראשונה ב-Drosophila (תסביכי ביתורקס ואנטנהפדיה) כאשכול מפוצל.
ישנם ארבעה מקבצים נפרדים של גנים של Hox (תת-קבוצה של הגנים ההומיאובוקס) בבעלי חוליות.

צבירי גנים של הוקס
גנים של Hox (אשכולות גנים Hox) הם תת-קבוצה של הגנים ההומיאובוקס של גנים של גורמי שעתוק.
ייתכן שהתעוררו בסבבים של שכפול של גן קדמון, ואחריו הכפלה כפולה של המקבץ ביונקים.
קבוצות פרלוגיות מורכבות מהחברים הדומים ביותר בכל אשכול.
אזורי ביטוי חופפים חלקית המשתנים בהיקף הביטוי הקדמי שלהם מגדירים אזורים נפרדים.
גנים שונים מגיבים לשילוב של תוצרי גנים המובעים.
רוב הגנים של ההומיאובוקס אינם גנים של הוקס (כלומר גנים פאקס)

גנים של Hox דפוסים את ציר A/P
ההבדלים בין חולייתנים (כלומר, קדמיים מחוברים לחזה צווארי הגולגולת בעלי צלעות מותני, עצם קודש וזנב) מוכיחים בבירור שזהות הסומיטים שונה לאורך ציר A/P.
גנים של Hox מתבטאים לאורך ציר A/P בעכבר.
ראשית, גנים קדמיים של הוקס המתבטאים בגסטרולציה מוקדמת כאשר המזודרם מתחיל לעזוב את הפס הפרימיטיבי.
יותר גנים של הוקס אחוריים מופעלים ככל שההתפתחות נמשכת.
דפוסים מוגדרים של ביטוי גנים Hox נראים ב.
1) מזודרם (לאחר היווצרות סומיט) &
2) צינור עצבי (נוירלציה).

גנים של הוקס מתארים את הסומיטים
גנים של הוקס מראים גבול קדמי חד וגבול אחורי הרבה פחות מוגדר.
להרבה חפיפה בכל אזור (כמעט) יש קבוצה ברורה של ביטוי גנים של Hox.
רוב הסומיטים הקדמיים מבטאים את Hoxa1 ו- Hoxb1 בלבד.
אזורים אחוריים מבטאים את כל הגנים של Hox.
הראש הקדמי, המוח הקדמי והמוח האמצעי אינם מבטאים גנים של Hox אלא יש להם גנים הומיאובוקס אחרים (etx & otx.)
למשל, במתחם הוקסה יש חברים שמתבטאים בצורה שונה מאוד.

ביטוי הגנים של Hox הוא קו-ליניארי
ל-Hoxa1 יש את הביטוי הקדמי ביותר שלו בראש האחורי.
ל-Hoxa11 יש את הביטוי הקדמי ביותר שלו באזור הקודש (הגב התחתון).
ביטוי הגנים של Hox הוא קו-ליניארי שכן סדר הגנים על הכרומוזום (לכל אשכול) משקף את סדר הביטוי המרחבי והזמני לאורך ציר A/P.
ביטוי גנים של Hox נשמר בין עכבר ואפרוח.

Mesoderm הופך ל-notochord ו-somites
גורלם של סומיטים תלוי באותות של רקמות סמוכות.
בשתלי אפרוח-שליו טרנס-מינים (עם גרעינים ייחודיים), נבנו מפות גורל של סומיט.
Dermamyotome הוא סומיטים dorsal & amp lateral (express Pax3) והופך למיוטום (יוצר תאי שריר) ולדרמטום (שריון אפיתל שיוצר דרמיס).
סומיטים מדיאליים (MyoD) יוצרים שרירי גב צירית וגב.
אזור לרוחב של סומיטים יוצר שרירי בטן ושרירי גפיים.
אזור הגחון המדיאלי של הסומיט מכיל תאי סקלרוטום (סחוס עתידי המבטאים Pax1) ונודדים כדי להקיף את ה-notochord וליצור את החולייתנים.
Notochord משרה תאי סקלרוטום.

מניסויי השתלת נוטוקרד, נוטוקרד נוסף משרה מזודרם פרה-סומיטי לא מפולח
לייצר כמות מוגברת מאוד של סחוס.
בעכבר, גרדיאנטים של FGF וחומצה רטינואית עוזרים לעצב את ציר A/P.

צינור עצבי (צד גחון: צלחת הרצפה) משרה סחוס.
מזודרם לוחית צידית והאקטודרם מעוררים את הדרמאמיוטום.
אותות שעשויים לעצב את הסומיטים הם חלבוני איתות המופרשים שעשויים לכלול.
קיפוד סוניק אשר עשוי לציין את הסומיטים הגחונים.
BMP-4 שעשוי לציין את הסומיטים הצדדיים.
חלבונים ממשפחת Wnt שעשויים לציין את הסומיטים הגביים.

ויסות הגנים של Pax homeobox (גורמי שעתוק)
גני Pax מוסדרים על ידי אותות מהנוטוקרד ומהצינור העצבי כדי לשלוט בגורל התא הסומיטי.
Pax3 מתבטא מוקדם בכל התאים שייצרו סומיטים.
Pax3 מווסת על ידי BMP-4 ו-Wnt כדי להגביל אותו למבשרי שרירים.
Pax3 מווסת יותר למטה במבשרי גב אך נשאר פעיל בתאי שריר גפיים עתידיים.
בעכברים, מוטנטים של Splotch (Pax3-minus) חסרים שרירי גפיים.

שינוי ביטוי הגנים של Hox משנה דפוס צירי
בעכברים, נוק-אאוט של גנים ניסויים מייצרים מוטנטים.
יש יתירות, שבה ניתן לפצות גן חסר לפחות חלקית על הביטוי של גנים קשורים.
גנים פרלוגיים ממתחם אחר של הוקס עשויים לפצות על אובדן גנים.
שכיחות אחורית: מוטציה משפיעה על ההיקף הקדמי של ביטוי גנים.
טרנספורמציות הומיוטיות (המרה של חלק גוף אחד לאחר) נובעות מאובדן גן Hox.
אובדן מוביל לתאים מניחים "ערך קדמי יותר", כלומר לעכברים מוטנטים Hoxc8 יש צלעות נוספות.
ביטוי לא תקין של גנים של Hox באזורים קדמיים מוביל לרקמות שהופכות יותר כמו רקמות ממוקמות אחוריות.

חומצה רטינואית יכולה לשנות את הערך המיקוםי
חומצה רטינואית היא נגזרת של ויטמין A.
יש לו תפקיד חשוב מאוד באיתות התפתחות חולייתנים.
בהתפתחות מוקדמת, חומצה רטינואית יכולה לגרום לטרנספורמציה הומיאוטית של החולייתנים.
זה יכול להתפזר על פני ממברנות פלזמה כדי לקשור קולטני חלבון וליצור גורם שעתוק פעיל.
חומצה רטינואית מפריעה לביטוי התקין של גנים של Hox.
מאוחר יותר, זה יכול לשנות את ההתפתחות המיקוםית בהתפתחות הגפיים.

מעוינים במוח האחורי מגבילים את שושלת התאים
פיתוח ראש אחורי ומוח אחורי מצריך אזוריות ופילוח של הצינור העצבי הקדמי.
אירועי פילוח בראשו האחורי של עובר האפרוח בן 3 הימים כוללים.
1) היווצרות סומיט ממזודרם משני צידי ה-notochord,
2) המוח האחורי (רומבוצפלון) מחולק ל-8 מעוינים, ו
3) המזודרם הצידי יוצר את הקשתות הענפיות.
(הערה: חוט השדרה מפולח לגרעיני שורש הגב ולעצבים מוטוריים גחוניים על ידי הסומיטים)

התפתחות הראש האחורי כרוכה באינטראקציות
תאי ציצה עצביים עצבבים את הפנים והצוואר כדי ליצור את עצבי הגולגולת המקטעים.
תאי ציצה עצביים יוצרים גם עצבים ועצמות היקפיות כולל לסת (מהקשת הענפית הראשונה) והחלקים הגרמיים של האוזן מהקשת השנייה).
שמונה מעוינים נוצרים על ידי כיווץ הצינור העצבי שנסגר זה עתה לשמונה מקטעים מרווחים באופן שווה.
הגבלת שושלת מתרחשת כאשר תאים וצאצאיהם נשארים במעויין שלהם.
הגבלת תנועת התא תלויה בתכונות הדבקה התלויות באפרינים ובקולטנים שלהם.
בתוך כל מעוין, התאים נמצאים בשליטה של ​​אותם גנים ופועלים כיחידה התפתחותית.

לתאי ציצה עצביים יש ערכי מיקום
ניתן לסמן תאי ציצה עצבית של אפרוח ולמפות את גורלם.
תאי הציצה העצבית של הגולגולת נודדים החוצה מהמעוינים של אזור הגב של המוח האחורי.
קשת ענפית 1 מאוכלסת בתאים ממעוינים 2,
קשת ענפית 2 על ידי rhombomere 4 cells &
קשת ענפית 3 על ידי רומבומר 6 תאים.
תאי ציצה עצביים ממעוינים 3 ו-5 מתים על ידי אפופטוזיס (מוות תאי מתוכנת).
השתלה של תאי רומבומר 2 למקום שבו צריכים להיות תאי רומבומר 4, גורמת להיווצרות לסת שנייה.


צלחות ELISA

כאשר מפתחים ELISA חדש עבור אנטיגן ספציפי, הצעד הראשון הוא לייעל את תנאי ציפוי הצלחת עבור האנטיגן או נוגדן לכידת. התחל על ידי בחירת microplate assay (לא צלחות שטופלו בתרבית רקמה) עם קיבולת חלבון מינימלית של 400 ng/cm 2. כמו כן, חשוב שערך ה-CV (מקדם וריאציה) של קשירת החלבון יהיה נמוך (עדף 5%) כך שתהיה סטייה מוגבלת בערכים שאמורים להיות זהים בתוצאות הבדיקה בין בארות לצלחות. בחירת צבע הצלחת תלויה באות המתגלה. פלטות תחתיות שטוחות מפוליסטירן שקופות משמשות לאותות קולורימטריים ואילו לוחות אטומים בשחור או לבן משמשות לאותות ניאון וכימילומינסנטיים. בדוק חזותית את הצלחות לפני השימוש שכן פגמים או שריטות בפלסטיק יגרמו לסטיות בעת רכישת נתונים מהמבחן שפותח. לוחות Thermo Scientific ELISA זמינים עם מגוון משטחים כדי לייעל את הציפוי עם המקרומולקולה לבחירתך. לוחות אלו נועדו לספק תוצאות אופטימליות, אמינות בין המון לחלק, ושחזור בין טוב לבאר.

ציפוי הצלחת מושג באמצעות ספיחה פסיבית של החלבון לפלסטיק של מיקרו-לוחית הבדיקה. תהליך זה מתרחש באמצעות אינטראקציות הידרופוביות בין שאריות החלבון הפלסטיות והלא קוטביות. למרות שחלבונים בודדים עשויים לדרוש תנאים ספציפיים או טיפול מקדים לקשירה אופטימלית, השיטה הנפוצה ביותר לציפוי צלחות כוללת הוספת תמיסה של 2-10 מיקרוגרם/מ"ל של חלבון המומס במאגר אלקליין כגון תמיסת מלח עם פוספט (pH 7.4) או קרבונט- חיץ ביקרבונט (pH 9.4). הצלחת נשארת דגירה במשך מספר שעות עד לילה בטמפרטורה של 4-37 מעלות צלזיוס. בדרך כלל, לאחר הסרת תמיסת הציפוי, מוסיפים חיץ חוסם כדי להבטיח שכל משטחי הקישור הנותרים של באר הפלסטיק מכוסים (ראה דיון שלאחר מכן). ניתן להשתמש בצלחות מצופות מיד או לייבש ולאחסן אותן ב-4 מעלות צלזיוס לשימוש מאוחר יותר, בהתאם ליציבות החלבון המצופה.

חשוב לציין שתנאי הציפוי האופטימליים ויכולת הקישור לצלחת יכולים להשתנות עם כל חלבון/נוגדן ויש לקבוע אותם בניסוי. למעט תחרות ELISAs, הצלחות מצופות עם יותר חלבון לכידה ממה שניתן לקשור בפועל במהלך הבדיקה על מנת להקל על טווח העבודה הגדול ביותר של זיהוי אפשרי. חלק מהחלבונים, במיוחד נוגדנים, מצופים בצורה הטובה ביותר על צלחות בריכוז נמוך מיכולת הקישור המקסימלית על מנת למנוע קישור לא ספציפי בשלבים מאוחרים יותר על ידי תופעה הנקראת "hooking". החיבור נובע מחלבונים שנלכדים בין חלבוני הציפוי, מה שמונע שטיפה יעילה והסרה של חלבונים לא קשורים. כאשר החיבור לוכד באופן לא ספציפי זיהוי של נוגדנים ראשוניים ומשניים, תוצאות אות רקע גבוהות, ובכך מוריד את יחס האות לרעש ואת הרגישות של בדיקה.


סינתזת התייבשות

רוב המקרומולקולות עשויות מתת-יחידות בודדות, או אבני בניין, הנקראות מונומרים. המונומרים מתחברים זה עם זה באמצעות קשרים קוולנטיים ליצירת מולקולות גדולות יותר הידועות בשם פולימרים. בכך, מונומרים משחררים מולקולות מים כתוצרי לוואי. סוג זה של תגובה ידוע בשם סינתזת התייבשות, שפירושו "להרכיב תוך איבוד מים".

איור 1. בתגובת סינתזת ההתייבשות המתוארת לעיל, שתי מולקולות של גלוקוז מקושרות יחד ליצירת דו-סוכר מלטוז. תוך כדי כך נוצרת מולקולת מים.

בתגובת סינתזת התייבשות (איור 1), המימן של מונומר אחד מתחבר עם קבוצת ההידרוקסיל של מונומר אחר, ומשחרר מולקולת מים. במקביל, המונומרים חולקים אלקטרונים ויוצרים קשרים קוולנטיים. כאשר מונומרים נוספים מצטרפים, שרשרת זו של מונומרים חוזרים יוצרת פולימר. סוגים שונים של מונומרים יכולים לשלב בתצורות רבות, מה שיוצר קבוצה מגוונת של מקרומולקולות. אפילו סוג אחד של מונומר יכול לשלב במגוון דרכים ליצירת מספר פולימרים שונים: לדוגמה, מונומרים של גלוקוז הם המרכיבים של עמילן, גליקוגן ותאית.


דיפוזיה ואוסמוזיס

תמיסת מים המכילה חומרים מזינים, פסולת, גזים, מלחים וחומרים נוספים מקיפה את התאים. זה סביבה חיצונית של תא. פני השטח החיצוניים של התא של קרום הפלזמה נמצאים במגע עם סביבה חיצונית זו, בעוד המשטח הפנימי נמצא במגע עם הציטופלזמה. לפיכך, קרום הפלזמה שולט במה שנכנס ויוצא מהתא.

הממברנה מאפשרת מעבר של חומרים מסוימים, אך לא כולם. אומרים על קרום התא חדיר באופן סלקטיבי. מולקולות קטנות, למשל, עשויות לעבור דרך הממברנה. אם לא נדרשת אנרגיה עבור חומרים לעבור דרך הממברנה, התהליך נקרא הובלה פסיבית. נדון בשתי דוגמאות להובלה פסיבית במדריך זה: ריכוך ו סְפִיגָה.

ריכוך
למרות שאולי אינך יודע מהי דיפוזיה, חווית את התהליך. האם אתה זוכר שנכנסת לדלת הכניסה לביתך והרחת ניחוח נעים המגיע מהמטבח? היה זה דיפוזיה של מולקולות מהמטבח לדלת הכניסה של הבית שאפשרה לך לזהות את הריחות.

דיפוזיה מוגדרת כתנועה נטו של מולקולות מאזור עם ריכוז גדול יותר לאזור עם ריכוז נמוך יותר.

המולקולות בגז, נוזל או מוצק נמצאות בתנועה מתמדת בשל שלהן אנרגיה קינטית. מולקולות נמצאות בתנועה מתמדת ומתנגשות זו בזו. התנגשויות אלו גורמות למולקולות לנוע בכיוונים אקראיים. עם זאת, עם הזמן, יותר מולקולות יונעו לאזור הפחות מרוכז. לפיכך, התנועה נטו של מולקולות היא תמיד מאזורים צפופים יותר לאזורים צפופים פחות. דברים רבים יכולים להתפזר. ריחות מתפזרים באוויר, מלח מתפזר במים וחומרי מזון מתפזרים מהדם לרקמות הגוף.

התפשטות זו של חלקיקים באמצעות תנועה אקראית מאזור בריכוז גבוה לאזור בריכוז נמוך יותר ידועה בשם דיפוזיה. חלוקה לא שוויונית זו של מולקולות נקראת a שיפוע ריכוז. ברגע שהמולקולות מתפזרות בצורה אחידה, שיווי משקל דינמי קיים. אומרים ששיווי המשקל הוא דינמי מכיוון שהמולקולות ממשיכות לנוע, אך למרות השינוי הזה, אין שינוי נטו בריכוז לאורך זמן. גם מערכות חיות וגם מערכות לא חיות חוות את תהליך הדיפוזיה. במערכות חיות, הדיפוזיה אחראית לתנועה של מספר רב של חומרים, כגון גזים ומולקולות קטנות לא טעונות, אל תוך התאים ומחוצה להם.

איור (PageIndex<1>). (CC BY-NC-SA)

סְפִיגָה

אוסמוזה היא סוג ספציפי של דיפוזיה היא מעבר של מים מאזור עם ריכוז מים גבוה דרך קרום חדיר למחצה לאזור עם ריכוז מים נמוך.

ממברנות חצי חדירות הן שכבות דקות מאוד של חומר המאפשרות לחלק מהדברים לעבור דרכן, אך מונעות מעבר של דברים אחרים. ממברנות תאים הן דוגמה לממברנות חצי חדירות. ממברנות התא מאפשרות למולקולות קטנות כמו חמצן, מים פחמן דו חמצני וגלוקוז לעבור דרכן, אך אינן מאפשרות למולקולות גדולות יותר כמו סוכרוז, חלבונים ועמילן להיכנס ישירות לתא.

איור (PageIndex<2>). (CC BY-NC-SA)

דוגמא: אם היה קרום חצי חדיר עם יותר מולקולות מים בצד אחד כפי שהיו בצד השני, מולקולות מים היו זורמות מהצד עם ריכוז גבוה של מים לצד עם ריכוז המים הנמוך יותר. זה יימשך עד שריכוז המים משני צידי הממברנה יהיה שווה (שיווי משקל דינמי נוצר).

איור (PageIndex<3>). (CC BY-NC-SA)

לחץ אוסמוטי
הוספת סוכרים למים תגרום לירידה בריכוז המים מכיוון שמולקולות הסוכר עוקרות את מולקולות המים.

איור (PageIndex<4>). לחץ אוסמוטי (CC BY-NC-SA LadyOfHats)

אם שני המיכלים מחוברים, אך מופרדים על ידי קרום חדיר למחצה, מולקולות מים היו זורמות מאזור ריכוז המים הגבוה (התמיסה שאינה מכילה סוכר) לאזור ריכוז המים הנמוך יותר (התמיסה המכילה סוכר ).

איור (PageIndex<5>). לחץ אוסמוטי (CC BY-NC-SA LadyOfHats)

תנועה זו של מים תימשך עד שריכוז המים משני צידי הממברנה יהיה שווה, ותגרום לשינוי בנפח של שני הצדדים. הצד המכיל סוכר יגיע לנפח גדול יותר.

איור (PageIndex<6>). לחץ אוסמוטי (CC BY-NC-SA LadyOfHats)

פתרונות מים חשובים מאוד בביולוגיה. כאשר מערבבים מים עם מולקולות אחרות תערובת זו נקראת a פִּתָרוֹן. מים הם ה מֵמֵס והחומר המומס הוא ה מומס. תמיסה מאופיינת במומס. לדוגמה, מים וסוכר יתאפיינו כתמיסת סוכר.

הדוגמה הקלאסית המשמשת להדגמת אוסמוזה ולחץ אוסמוטי היא טבילת תאי דם אדומים בתמיסות סוכר בריכוזים שונים. ישנם שלושה קשרים אפשריים שתאים יכולים להיתקל בהם כאשר הם מכניסים לתמיסת סוכר.

1. ריכוז המומס בתמיסה יכול להיות שווה ל ריכוז המומסים בתאים. במצב זה התא נמצא ב-an פתרון איזוטוני (iso = שווה או זהה לרגיל). תא דם אדום ישמור על צורתו הרגילה בסביבה זו שכן כמות המים הנכנסת לתא זהה לכמות היוצאת מהתא.

2. ריכוז המומס בתמיסה יכול להיות גדול מ ריכוז המומסים בתאים. תא זה מתואר כנמצא ב-a פתרון היפרטוני (היפר = גדול מהרגיל). במצב זה, נראה כי דם אדום מתכווץ כאשר המים זורמים אל מחוץ לתא ואל הסביבה הסובבת.

3. ריכוז המומס בתמיסה יכול להיות פחות מ ריכוז המומסים בתאים. התא הזה נמצא ב-a פתרון היפוטוני (היפו = פחות מהרגיל). כדורית דם אדומה בסביבה זו תתנפח באופן גלוי ועלול להיקרע כאשר המים יזרזו לתוך התא.


מונחי ביולוגיה קשורים

  • רָפֶה – כאשר לתא אין לחץ טורגור, והוא מחליף מים בקצב קבוע עם הסביבה.
  • עבר פלזמוליזה - כאשר תא מאבד את כל המים שלו, והופך מצטמק לחלוטין.
  • היפוטוני – תמיסה חלשה יותר, או שיש בה פחות מומסים בהשוואה לתמיסה אחרת.
  • היפרטוני – תמיסה שיש בה יותר מומסים מתמיסה אחרת.

1. גינת ירק גדולה יושבת בשדה פתוח מופרה היטב. גנן שם לב שהצמחים בפינה האחורית של הגן נשרו. העלים תלויים על הגבעולים והגבעולים עצמם נופלים. מה רע בצמחים בפינת הגן?
א. הם צריכים מים.
ב. הם זקוקים לחומרים מזינים.
ג. הם צריכים אור שמש.

3. כצורת תנועה, תמנון שואב מים לתוך פיו, ודוחף זרם של מים לחוצים דרך הסיפון. זה מניע את התמנון קדימה. האם גם התאים בתמנון עכורים?
א. כן
ב. לא
ג. רק כשהשרירים מלחיצים את המים


האם יש הבדל בין חומר מארגן לחומר מעורר? - ביולוגיה

הם לא קשורים לבני אדם כמו שיצורים חיים יכולים להיות, אבל חיידקים חיוניים לחיי אדם וחיים על פני כדור הארץ. למרות שהם ידועים לשמצה בתפקידם בגרימת מחלות אנושיות, מעששת ועד למגפה השחורה, ישנם מינים מועילים החיוניים לבריאות טובה.

לדוגמה, מין אחד שחי באופן סימביוטי במעי הגס מייצר ויטמין K, גורם חיוני לקרישת דם. מינים אחרים מועילים בעקיפין. חיידקים נותנים ליוגורט את טעמו החריף וללחם מחמצת את טעמו החמצמץ. הם מאפשרים לבעלי חיים מעלי גירה (פרות, כבשים, עיזים) לעכל תאית צמחית ולחלק מהצמחים (סויה, אפונה, אספסת) להמיר חנקן לצורה שמישה יותר.

חיידקים הם פרוקריוטים, חסרי גרעינים מוגדרים היטב ואברונים הקשורים לקרום, ועם כרומוזומים המורכבים ממעגל DNA סגור יחיד. הם מגיעים בצורות וגדלים רבים, מכדורים זעירים, גלילים וחוטים ספירליים, ועד מוטות דגלים ושרשראות חוטיות. הם נמצאים כמעט בכל מקום על פני כדור הארץ וחיים בכמה מהמקומות הכי יוצאי דופן ולכאורה לא מסבירי פנים.

עדויות מראות שחיידקים היו קיימים עוד לפני 3.5 מיליארד שנים, מה שהופך אותם לאחד מהאורגניזמים החיים העתיקים ביותר על פני כדור הארץ. מבוגרים אף יותר מהחיידקים הם הארכאנים (הנקראים גם ארכאיבקטריה) אורגניזמים פרוקריוטיים זעירים שחיים רק בסביבות קיצוניות: מים רותחים, בריכות סופר מלוחות, פתחי אוורור וולקניים פולטים גופרית, מים חומציים, ובעומק הקרח האנטארקטי. מדענים רבים מאמינים כעת שהארכאה והחיידקים התפתחו בנפרד מאב קדמון משותף לפני כמעט ארבעה מיליארד שנים. מיליוני שנים מאוחר יותר, האבות הקדמונים של האיקריוטים של ימינו נפרדו מהארכאה. למרות הדמיון השטחי לחיידקים, ביוכימי וגנטי, הארכאה שונה מחיידקים כמו חיידקים מבני אדם.

בסוף המאה ה-16, אנטוני ואן לוונהוק הפך לראשון שחקר חיידקים תחת המיקרוסקופ. במהלך המאה התשע עשרה, המדען הצרפתי לואי פסטר והרופא הגרמני רוברט קוך הדגימו את תפקידם של חיידקים כמחוללי מחלות (גורמי מחלה). המאה העשרים ראתה התקדמות רבות בבקטריולוגיה, מה שהצביע על מגוון שלהן, שושלת עתיקה וחשיבותן הכללית. Most notably, a number of scientists around the world made contributions to the field of microbial ecology, showing that bacteria were essential to food webs and for the overall health of the Earth's ecosystems. The discovery that some bacteria produced compounds lethal to other bacteria led to the development of antibiotics, which revolutionized the field of medicine.

There are two different ways of grouping bacteria. They can be divided into three types based on their response to gaseous oxygen. Aerobic bacteria require oxygen for their health and existence and will die without it. Anerobic bacteria can't tolerate gaseous oxygen at all and die when exposed to it. Facultative aneraobes prefer oxygen, but can live without it.

The second way of grouping them is by how they obtain their energy. Bacteria that have to consume and break down complex organic compounds are heterotrophs. This includes species that are found in decaying material as well as those that utilize fermentation or respiration. Bacteria that create their own energy, fueled by light or through chemical reactions, are autotrophs.

Capsule - Some species of bacteria have a third protective covering, a capsule made up of polysaccharides (complex carbohydrates). Capsules play a number of roles, but the most important are to keep the bacterium from drying out and to protect it from phagocytosis (engulfing) by larger microorganisms. The capsule is a major virulence factor in the major disease-causing bacteria, such as Escherichia coli and Streptococcus pneumoniae . Nonencapsulated mutants of these organisms are avirulent, i.e. they don't cause disease.

Cell Envelope - The cell envelope is made up of two to three layers: the interior cytoplasmic membrane, the cell wall, and -- in some species of bacteria -- an outer capsule.

Cell Wall - Each bacterium is enclosed by a rigid cell wall composed of peptidoglycan, a protein-sugar (polysaccharide) molecule. The wall gives the cell its shape and surrounds the cytoplasmic membrane, protecting it from the environment. It also helps to anchor appendages like the pili and flagella, which originate in the cytoplasm membrane and protrude through the wall to the outside. The strength of the wall is responsible for keeping the cell from bursting when there are large differences in osmotic pressure between the cytoplasm and the environment.

Cell wall composition varies widely amongst bacteria and is one of the most important factors in bacterial species analysis and differentiation. For example, a relatively thick, meshlike structure that makes it possible to distinguish two basic types of bacteria. A technique devised by Danish physician Hans Christian Gram in 1884, uses a staining and washing technique to differentiate between the two forms. When exposed to a gram stain, gram-positive bacteria retain the purple color of the stain because the structure of their cell walls traps the dye. In gram-negative bacteria, the cell wall is thin and releases the dye readily when washed with an alcohol or acetone solution.

Cytoplasm - The cytoplasm, or protoplasm, of bacterial cells is where the functions for cell growth, metabolism, and replication are carried out. It is a gel-like matrix composed of water, enzymes, nutrients, wastes, and gases and contains cell structures such as ribosomes, a chromosome, and plasmids. The cell envelope encases the cytoplasm and all its components. Unlike the eukaryotic (true) cells, bacteria do not have a membrane enclosed nucleus. The chromosome, a single, continuous strand of DNA, is localized, but not contained, in a region of the cell called the nucleoid. All the other cellular components are scattered throughout the cytoplasm.

One of those components, plasmids, are small, extrachromosomal genetic structures carried by many strains of bacteria. Like the chromosome, plasmids are made of a circular piece of DNA. Unlike the chromosome, they are not involved in reproduction. Only the chromosome has the genetic instructions for initiating and carrying out cell division, or binary fission, the primary means of reproduction in bacteria. Plasmids replicate independently of the chromosome and, while not essential for survival, appear to give bacteria a selective advantage.

Plasmids are passed on to other bacteria through two means. For most plasmid types, copies in the cytoplasm are passed on to daughter cells during binary fission. Other types of plasmids, however, form a tubelike structure at the surface called a pilus that passes copies of the plasmid to other bacteria during conjugation, a process by which bacteria exchange genetic information. Plasmids have been shown to be instrumental in the transmission of special properties, such as antibiotic drug resistance, resistance to heavy metals, and virulence factors necessary for infection of animal or plant hosts. The ability to insert specific genes into plasmids have made them extremely useful tools in the fields of molecular biology and genetics, specifically in the area of genetic engineering.

Cytoplasmic Membrane - A layer of phospholipids and proteins, called the cytoplasmic membrane, encloses the interior of the bacterium, regulating the flow of materials in and out of the cell. This is a structural trait bacteria share with all other living cells a barrier that allows them to selectively interact with their environment. Membranes are highly organized and asymmetric having two sides, each side with a different surface and different functions. Membranes are also dynamic, constantly adapting to different conditions.

Flagella - Flagella (singular, flagellum) are hairlike structures that provide a means of locomotion for those bacteria that have them. They can be found at either or both ends of a bacterium or all over its surface. The flagella beat in a propeller-like motion to help the bacterium move toward nutrients away from toxic chemicals or, in the case of the photosynthetic cyanobacteria toward the light.

Nucleoid - The nucleoid is a region of cytoplasm where the chromosomal DNA is located. It is not a membrane bound nucleus, but simply an area of the cytoplasm where the strands of DNA are found. Most bacteria have a single, circular chromosome that is responsible for replication, although a few species do have two or more. Smaller circular auxiliary DNA strands, called plasmids, are also found in the cytoplasm.

Pili - Many species of bacteria have pili (singular, pilus), small hairlike projections emerging from the outside cell surface. These outgrowths assist the bacteria in attaching to other cells and surfaces, such as teeth, intestines, and rocks. Without pili, many disease-causing bacteria lose their ability to infect because they're unable to attach to host tissue. Specialized pili are used for conjugation, during which two bacteria exchange fragments of plasmid DNA.

Ribosomes - Ribosomes are microscopic "factories" found in all cells, including bacteria. They translate the genetic code from the molecular language of nucleic acid to that of amino acids the building blocks of proteins. Proteins are the molecules that perform all the functions of cells and living organisms. Bacterial ribosomes are similar to those of eukaryotes, but are smaller and have a slightly different composition and molecular structure. Bacterial ribosomes are never bound to other organelles as they sometimes are (bound to the endoplasmic reticulum) in eukaryotes, but are free-standing structures distributed throughout the cytoplasm. There are sufficient differences between bacterial ribosomes and eukaryotic ribosomes that some antibiotics will inhibit the functioning of bacterial ribosomes, but not a eukaryote's, thus killing bacteria but not the eukaryotic organisms they are infecting.


צפו בסרטון: Ինչու է Սարոն թաքցնում իր անձնական կյանքը (אוֹקְטוֹבֶּר 2022).