معلومة

12.2: خيوط وسيطة - علم الأحياء

12.2: خيوط وسيطة - علم الأحياء



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.

"الخيوط الوسيطة" هو في الواقع اسم عام لعائلة من البروتينات (مجمعة في 6 فئات بناءً على التسلسل والبنية الكيميائية الحيوية) التي تؤدي وظائف مماثلة في حماية وتشكيل الخلية أو مكوناتها. ومن المثير للاهتمام ، أنه يمكن العثور عليها داخل النواة. تشكل الأغشية النووية ، التي تشكل خيوطًا وسيطة من الفئة V ، شبكة واقية قوية متصلة بالوجه الداخلي للغشاء النووي. تحتوي الخلايا العصبية على خيوط عصبية (الفئة الرابعة) ، والتي تساعد على توفير بنية للمحاور - امتدادات طويلة ورقيقة وحساسة للخلية يمكن أن تمتد بطول أمتار في الحيوانات الكبيرة. تحتوي خلايا الجلد على تركيز عالٍ من الكيراتين (الفئة الأولى) ، والذي لا يمر عبر الخلية فحسب ، بل يتصل مباشرةً تقريبًا بألياف الكيراتين في الخلايا المجاورة من خلال نوع من بنية الالتصاق الخلوي تسمى ديسموسوم (موصوف في الفصل التالي). يسمح هذا للضغط الذي قد يكون قادرًا على تفجير خلية واحدة على الانتشار على العديد من الخلايا ، وتقاسم العبء ، وبالتالي حماية كل عضو. في الواقع ، يمكن أن تؤدي تشوهات الكيراتين أو البروتينات التي تشكل الديسموسومات إلى حالات تسمى مجتمعة انحلال البشرة الفقاعي، حيث يكون الجلد هشًا بشكل غير عادي ، ويتقرح ويتشقق مع التلامس البسيط فقط ، مما يضر بخط دفاع المريض الأول ضد العدوى.

تقع معظم الخيوط الوسيطة بين 50-100 كيلو دالتون ، بما في ذلك الكيراتين (40-67 كيلو دالتون) ، والامينات (60-70 كيلو دالتون) ، والألياف العصبية (62-110 كيلو دالتون). يعتبر Nestin (الفئة السادسة) ، الموجود في الغالب في الخلايا العصبية ، استثناءً عند حوالي 240 كيلو دالتون.

من الناحية الهيكلية ، كما ذكرنا سابقًا ، تبدأ جميع الخيوط الوسيطة من وحدة فرعية ليفية (الشكل ( PageIndex {2} )). ثم يتم لف هذا حول وحدة فرعية خيطية أخرى لتشكيل ثنائيات ملفوفة ملفوفة ، أو خيوط أولية. ثم تتفاعل هذه الخيوط الأولية لتشكل رباعي الأبعاد ، والتي تعتبر الوحدة الأساسية لبناء الخيوط الوسيطة. باستخدام بروتينات تسمى البلكتين، يمكن توصيل الخيوط الوسيطة ببعضها البعض لتشكيل الصفائح والشبكات. يمكن أن يربط Plectins أيضًا الأربطة الوسيطة بأجزاء أخرى من الهيكل الخلوي ، بينما يمكن للبروتينات الأخرى أن تساعد في ربط الهيكل الخلوي IF بغشاء الخلية (مثل desmoplakin). السمة الأكثر لفتًا للانتباه للخيوط الوسيطة هي طول عمرها النسبي. بمجرد صنعها ، فإنها تتغير وتتحرك ببطء شديد. إنها مستقرة جدًا ولا تتحلل بسهولة. هم ليسوا عادة تماما خاملة ، ولكن بالمقارنة مع الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة ، فإنها تبدو في بعض الأحيان كذلك.

انحلال البشرة الفقاعي البسيط عبارة عن مجموعة من الأمراض الخلقية التي تسببها طفرات في جينات الكيراتين KRT5 أو KRT14 ، أو جين البلكتين PLEC1. هذه الطفرات إما تضعف بلمرة الكيراتين إلى خيوط ، أو التفاعل بين خيوط الكيراتين. هذا يؤدي إلى عدم قدرة كل خلية فردية على الحفاظ على السلامة الهيكلية تحت الضغط. نوع آخر من EB ، هو انحلال البشرة الفقاعي الوصلي (JEB) ، يحدث بسبب طفرات في مستقبلات إنتغرين (b4 ، a6) أو اللامينين. وهذا يشمل مرض التهاب المفاصل الروماتويدي الشديد أو مرض هيرليتس ، وهو الأكثر خطورة ، وغالبًا ما يؤدي إلى الوفاة المبكرة بعد الولادة. يرتبط JEB أيضًا بأمراض انحلال البشرة الفقاعي الحثلي (DEB) مثل Cockayne-Touraine ، وكل منها بسبب طفرة في نوع الكولاجين السابع. تتم مناقشة المنتجات الجينية المتضمنة في JEB و DEB بمزيد من التفصيل في الفصل التالي. إنها تلعب دورًا في التصاق الخلايا بالغشاء القاعدي ، وبدونها ، يؤدي عدم تنظيم الخلايا إلى روابط غير كاملة بين خلايا البشرة ، وبالتالي ضعف مشاركة الضغط.

بعض أشكال مرض شاركو ماري توث، وهو أكثر أمراض الأعصاب المحيطية الموروثة شيوعًا ، يرتبط أيضًا بطفرات جينات الخيوط الوسيطة. هذا المرض ، المعروف أيضًا باسم ضمور العضلات الشظوي أو الاعتلال العصبي الحسي الحركي الوراثي ، هو مرض تنكسي غير مميت يؤثر بشكل أساسي على أعصاب الذراعين والساقين البعيدة. هناك مجموعة متنوعة من أنواع وأسباب CMT ، وأكثرها شيوعًا هي تشوهات خلايا شوان وغمد المايلين الذي تشكله. يتميز النوع الثاني من CMT بتشوهات في محاور العصب المحيطي ، ويرتبط بطفرات بروتينات لامين أ والخيوط العصبية الخفيفة. آلية السببية لم تنشأ بعد ؛ ومع ذلك ، فإن الخلايا العصبية هي عناصر مهمة في الحفاظ على سلامة المحاور الطويلة.


سلسلة خفيفة من الخيوط العصبية / سلسلة ثقيلة من الخيوط العصبية

شوجي يوكوبوري و. هيرويوكي يوكوتا ، في المؤشرات الحيوية لإصابة الدماغ الرضحية ، 2020

الملخص

الخيوط العصبية (NFs) هي خيوط وسيطة تتكون من الهيكل الخلوي العصبي. يتكون البوليمر المتغاير NF من سلسلة خفيفة (NFL) ، وسلسلة متوسطة (NFM) ، وسلسلة ثقيلة (NFH) شظايا. بعد إصابة محور عصبي ، ترتفع مستويات مصل شظايا NF ، مما يؤدي إلى تعطيل بنية المحور العصبي. الشكل الفسفوري للوحدة الفرعية الثقيلة (pNFH) خاص بالمحاور ويمكن اكتشافه في الدم عن طريق مقايسة مناعية بعد تلف محور عصبي. وبالتالي قد تساعد مستويات NF في المصل في تقييم تلف محور عصبي في المرضى الذين يعانون من إصابات الدماغ الرضحية (TBI). هنا ، نقوم بمراجعة إمكانات هذا المرقم الحيوي لأغراض التشخيص والتنبؤ. بسبب الذروة المتأخرة لتركيز pNF ، تعتبر مستويات pNF غير مناسبة للكشف عن إصابات الدماغ المباشرة ولمراقبة إصابة الدماغ الثانوية. في المقابل ، لأنها تعكس تدمير الهياكل المحورية ، قد تكون NF أكثر ملاءمة للتنبؤ بمآل الإصابة بإصابات الدماغ الرضية.


خيارات الوصول

احصل على حق الوصول الكامل إلى دفتر اليومية لمدة عام واحد

جميع الأسعار أسعار صافي.
سيتم إضافة ضريبة القيمة المضافة في وقت لاحق عند الخروج.
سيتم الانتهاء من حساب الضريبة أثناء الخروج.

احصل على وصول محدود أو كامل للمقالات على ReadCube.

جميع الأسعار أسعار صافي.


الجزء 3: تطور الهيكل الخلوي الديناميكي

00: 08.0 مرحبًا. أنا جولي ثيريوت من جامعة ستانفورد ،
00: 11.1 وعدت للجزء الثالث من عرضي iBio Seminars.
00: 15.0 الآن ، في الجزأين الأولين ،
00: 16.3 ركزت على أنظمة مفهومة جيدًا
00: 18.3 مع أدلة تجريبية قوية
00: 20.2 دعم جميع الاستنتاجات التي أخبرتك بها.
00: 22.3 للجزء الثالث ،
00: 24.1 سأغامر في مجال المضاربة البرية ،
00: 27.1 وفي الحقيقة سأخمن بشدة
00: 28.3 حول أكبر الأسئلة للجميع
00: 31.1 في سياق علم الأحياء ،
00: 33.1 وهو كيف تتطور الأشياء.
00: 35.1 وعلى وجه الخصوص ما أود مناقشته
00: 38.1 هي بعض أفكار الصورة الكبيرة
00: 40.2 حول كيفية الهيكل الخلوي الديناميكي
00: 42.2 تطورت عبر تاريخ الحياة على الأرض
00: 45.0 من أجل تزويدنا بمجموعة متنوعة بشكل لا يصدق
00: 48.1 من أنواع الخلايا ، الهياكل ،
00: 50.1 وسلوكيات الخلايا.
00: 52.2 ولتوضيح ذلك ،
00: 54.1 هنا على اليسار لدي صورة
00: 56.2 من أكثر الكائنات الأولية روعة ،
00: 58.2 يسمى Stentor ،
00: 59.3 وهي خلية ضخمة للغاية
01: 02.0 ، كما ترى ، بقدر كبير من التخصص الفرعي الخلوي المفصل للغاية
01: 04.1 من حيث هيكلها.
01: 06.1 ثم على اليمين ،
01: 08.0 صورة مجهرية إلكترونية ملونة فاتحة
01: 09.1 من بعض البكتيريا ،
01: 10.3 وهي متنوعة تمامًا من حيث
01: 13.3 مكونات جزيئية ،
01: 15.2 لكنها متشابهة إلى حد ما وبسيطة إلى حد ما
01: 17.2 من حيث الشكل.
01: 20.0 الآن ، أحد الأشياء التي أصبحت واضحة جدًا
01: 22.0 في العصر الحديث للتسلسل
01: 25.2 يؤكد شيئًا بالطبع كان لدى داروين
01: 29.1 تكهنت في الأصل منذ بعض الوقت ،
01: 31.2 وهو الافتراض
01: 33.2 جميع الكائنات الحية التي تعيش حاليًا على كوكبنا
01: 35.1 ينحدرون من سلف خلوي مشترك
01: 38.0 أو تجمع مشترك من أسلاف خلوية.
01: 41.1 وبالتأكيد أحد أكثر الأدلة التي لا يمكن إنكارها
01: 44.0 لدعم هذه الفرضية
01: 45.1 هي الملاحظة بأن هناك
01: 47.1 عدد هائل من المكونات الجزيئية
01: 49.3 التي تم العثور عليها في حالة حفظ عالية
01: 51.2 في جميع فروع الحياة.
01: 54.1 هذا التوضيح بالذات
يوضح الشكل 01: 56.3 تشابه التسلسل بين الحمض النووي الريبي الريباسي
02: 00.1 للبكتيريا ،
02: 02.2 للعتائق ،
02: 03.2 وحقيقيات النوى (حقيقيات النوى).
02: 05.1 وحقيقة أنه ممكن
02: 07.1 لترتيب كل الخلايا الحية المعروفة على الأرض
02: 09.2 في هذا النوع من الأشجار ،
02: 11.3 حيث يبدو كل شيء مرتبطًا بكل شيء آخر
02: 13.2 هي إشارة جيدة جدًا في الواقع
02: 17.0 جميع الحمض النووي الريبي الريبوزومي
02: 18.2 الموجودة في الخلايا الموجودة على الأرض الحديثة
02: 20.2 كلهم ​​جاءوا من سلف مشترك
02: 22.3 مرة أخرى في نقطة بعيدة في الماضي.
02: 25.2 الجد المشترك في هذا الرسم التخطيطي
02: يُشار إلى 27.1 بالدائرة الخضراء ،
02: 28.3 ويسمى باعتزاز "LUCA" ،
02: 30.1 والتي تمثل آخر سلف مشترك عالمي.
02: 32.2 الآن ، هذه ليست الزنزانة الأولى ،
02: 34.1 كانت هذه آخر زنزانة
02: 36.1 التي أدت إلى ظهور كل شيء يعيش اليوم ،
02: 38.1 وكان بالفعل معقدًا للغاية.
02: 40.0 يحتوي بالفعل على ريبوسومات ، بالفعل يحتوي على حمض نووي ،
02: 42.2 يحتوي بالفعل على معظم مكونات التمثيل الغذائي المركزي ،
02: 45.1 بما في ذلك ، على سبيل المثال ،
02: 46.2 كل الإنزيمات المشاركة في تحلل السكر ،
02: 48.2 وكان يحتوي أيضًا على مكونات الهيكل الخلوي.
02: 51.1 ونحن نعرف هذا بسبب
02: 53.1 تلك المكونات المشتركة
02: 54.2 تم العثور عليها في كل فرع
02: 57.2 من الكائنات الحية الحالية.
02: 59.3 الآن ، بالنظر إلى أن الجميع بدأوا
03: 02.0 كجزء من نفس العائلة ،
03: 03.1 إنه ممتع ، على ما أعتقد ،
03: 05.1 التكهن حول سبب ذلك
03: 08.1 بعض أجزاء شجرة الحياة هذه
03: 10.0 انتهى الأمر بالتصرف بشكل مختلف
03: 12.1 من أجزاء أخرى من شجرة الحياة ،
03: 14.0 وعلى وجه الخصوص أود أن أميز
03: 16.3 بين ما سأسميه بدائيات النوى بشكل فضفاض ،
03: 19.2 في الجزء العلوي من الشجرة ،
03: 21.1 ويشمل ذلك البكتيريا والعتائق ،
03: 24.1 وهي فروع متميزة جدًا ،
03: 26.0 مقابل حقيقيات النوى في الجزء السفلي من الشجرة.
03: 28.3 الآن ، على الرغم من البكتيريا والعتائق
03: 31.0 لا ترتبط ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض
03: 33.1 مما هي عليه في حقيقيات النوى ،
03: 34.3 هم مع ذلك متشابهون من الناحية الشكلية ،
03: 38.1 وفي الحقيقة لم نكن نعرف حتى أن العتائق
03: 41.1 كانت موجودة كمملكة منفصلة حتى بدأت بيانات التسلسل في الظهور ،
03: 44.0 لأنك إذا نظرت إلى أسفل المجهر ،
03: 45.2 من الصعب معرفة الفرق
03: 47.0 بين بكتيريا و archaeon.
03: 49.2 في حين أن التشكل بسيط للغاية
03: 51.3 في تلك بدائيات النوى ، يكون التمثيل الغذائي متنوعًا للغاية ،
03: 55.0 تقريبًا أي كيمياء مثيرة للاهتمام
03: 57.2 يتم إجراؤه في الكائنات الحية
03: 59.1 تم اختراعها لأول مرة بواسطة بدائيات النوى.
04: 02.1 إذن ، ما الذي حصلنا عليه في الجانب حقيقيات النوى من الشجرة؟
04: 05.2 حسنًا ، على الرغم من أن الكيمياء لدينا ليست كذلك
04: 07.3 بالضرورة مثيرة للاهتمام أو معقدة
04: 09.1 كما يحدث مع الصغار ،
04: 11.1 لدينا مورفولوجيا.
04: 12.2 أصبحنا كبارًا جدًا ،
04: 13.2 نحن معقدون للغاية ،
04: 15.0 ونحصل على خلايا متعددة للغاية.
04: 16.2 لذلك ، ضمن هذا السياق للجميع
04: 18.3 مرتبطة بأي شخص آخر ،
04: 20.1 وفي الواقع كل هذه الكائنات المختلفة
04: 23.0 وجود شيء يشبه بروتينات الهيكل الخلوي ،
04: 25.1 أعتقد أنه أصبح سؤالًا ممتعًا جدًا لطرحه ،
04: 28.0 حسنًا ، إذن ما الذي يجعل حقيقيات النوى مختلفة عن بدائيات النوى؟
04: 31.0 على وجه التحديد ، ما الذي يعطي حقيقيات النوى
04: 33.0 القدرة على الحصول على مثل هذا التنوع للغاية
04: 35.1 والتشكيلات الخلوية المعقدة ،
04: 37.0 بناءً على هياكل الهيكل الخلوي؟
04: 41.0 فقط ، مرة أخرى ،
04: 42.3 يمنحك القليل من الذوق
04: 44.2 من نوع التنوع الذي تجده
04: 46.1 حتى ضمن مجموعة ذات صلة وثيقة جدًا من حقيقيات النوى ،
04: 48.2 هذه بعض الرسوم التوضيحية
04: 50.0 من أحد أعظم علماء الميكروسكوب في القرن التاسع عشر ،
04: 52.3 فقط عرض مجموعة من الأقارب إلى حد ما
04: 55.1 أهداب وسوط.
04: 56.2 كل من هذه الكائنات أحادية الخلية.
04: 58.1 ليسوا جميعًا منجذبين إلى الحجم مع بعضهم البعض.
05: 00.0 هذا هو Stentor ،
05: 01.2 التي أريتكم صورة لها على الشريحة الأولى ،
05: 03.1 وعدد من الكائنات المألوفة الأخرى ،
05: 06.0 بما في ذلك ، على سبيل المثال ، Paramecium ، هنا ،
05: 08.3 وجيارديا.
05: 10.3 وجميع هذه الخلايا ،
05: 12.2 لتقريب أول ،
05: 14.0 لها نفس المكونات.
05: 15.1 إذا نظرت إلى مكونات البروتين في هذه الخلايا ،
05: 17.2 هناك بالتأكيد أشياء مختلفة قليلاً فيما بينها ،
05: 20.0 لكن المكونات الرئيسية ،
05: 21.1 بالتأكيد المكونات الهيكلية الرئيسية ،
05: 22.3 محفوظة جيدًا ،
05: 24.0 ومع ذلك بطريقة ما كل هذه الكائنات المختلفة
05: 25.3 قادرون على صنع أشكال مختلفة من الخلايا بشكل جذري
05: 28.0 بسلوكيات حركية مختلفة جدًا ،
05: 29.2 أنواع مختلفة جدًا من سلوكيات القسمة ،
05: 31.1 ببساطة عن طريق إعادة ترتيب هذه المجموعة المشتركة
05: 33.2 المكونات الجزيئية.
05: 37.0 الآن ، إذا قارننا ذلك بالبكتيريا ،
05: 39.2 سوف تسمع بالتأكيد
05: 41.2 أنصار الجانب بدائية النواة من الشجرة
05: 45.0 يدعون أن هناك الكثير من التنوع المورفولوجي بين البكتيريا.
05: 48.2 وهذا صحيح إلى حدٍ ما.
05: 50.1 إذا نظرنا إلى هذا الرسم التوضيحي
05: 54.1 من مراجعة ساحرة حقًا بواسطة Kevin Young والتي صدرت قبل بضع سنوات ،
05: 57.3 هذا يوضح التنوع بشكل أساسي
06: 00.2 لأنواع مختلفة من الأشكال
06: 02.1 التي تم وصفها للأنواع البكتيرية المعزولة.
06: 04.3 وهنا في النسخة المكبرة ،
06: 07.1 وجدنا شكلين مألوفين إلى حد ما ،
06: 09.2 لذلك نرى أشياء مثل الإشريكية القولونية هنا ،
06: 11.3 وهو شكل قضيب ،
06: 13.2 توجد بعض البكتيريا على شكل هلال هنا مثل Caulobacter ،
06: 17.1 توجد بكتيريا حلزونية الشكل ،
06: 19.2 لكنهم جميعًا نوع من الاختلافات البسيطة إلى حد ما في موضوع ما.
06: 24.2 وبعد ذلك كل هؤلاء الرجال هم أيضًا صغار جدًا.
06: 27.2 ثم ​​نقوم بالتصغير لتكبير أعلى.
06: 29.1 يوجد عدد قليل جدًا من أنواع البكتيريا
06: 30.3 التي تصبح أكبر بكثير من مجرد بضعة ميكرونات
06: 33.1 في الحجم المميز.
06: 34.2 استثناء واحد مثير للاهتمام
06: 36.2 موضحة هنا بهذه القبة الصفراء
06: 39.0 التي تمتد عبر هذا الرسم ،
06: 40.3 وهذا في الواقع مقياس
06: 42.2 مع البكتيريا الأخرى هنا ،
06: 44.1 رسم توضيحي لكائن حي يسمى Thiomargarita ،
06: 47.0 وهي واحدة من أكبر أنواع البكتيريا المعروفة ،
06: 49.0 وهؤلاء الرجال في الواقع يمكن أن يكون عرضهم ما يقرب من ملليمتر.
06: 52.2 وهذا يظهر صورة
06: 54.3 من Thiomargarita بجانب ذبابة الفاكهة
06: 58.1 # NAME؟
06: 59.2 ويمكنك أن ترى حجمها الهائل للغاية.
07: 02.0 لكن الحيلة هنا هي
07: 04.1 على الرغم من أن الخلية نفسها كبيرة جدًا ،
07: 06.0 السيتوبلازم الخاص به صغير جدًا.
07: 07.2 Thiomargarita هو في الأساس
07: 09.1 مجرد قشرة مجوفة من طبقة رقيقة جدًا ،
07: 11.3 بضع ميكرون من السيتوبلازم ،
07: 13.3 هذا ممتد من فجوة هائلة.
07: 16.1 لذا ، حتى عندما تصبح البكتيريا كبيرة جدًا
07: 18.2 ونسبة البكتيريا ،
07: 20.0 معقد شكليًا ،
07: 21.2 لا يزال لديهم أبعاد محدودة الانتشار.
07: 24.1 ومن الواضح أنه
07: 28.0 بشكل عام ، إذا أخذت حقيقيات نواة عشوائية
07: 29.2 وقارنها بدائية النواة العشوائية ،
07: 31.0 تكون الخلية حقيقية النواة أكبر
07: 33.0 وهو أكثر تعقيدًا من الناحية الهيكلية.
07: 35.2 إذن ، هذا فقط يسحب بضعة من هذه الأشياء
07: 39.0 كأمثلة.
07: 40.1 هنا Paramecium مقارنة ببكتيريا على نطاق واسع ،
07: 43.0 ثم انفجرت تلك البكتيريا ،
07: 44.2 وهنا اخترت ضمة الكوليرا.
07: 46.2 ويمكنك أن ترى ، مرة أخرى ، هناك توطين تحت خلوي ،
07: 49.1 تخصص خلوي
07: 51.0 في سياق ضمة الكوليرا.
07: 52.1 ينمو جلده من عمود واحد ، على سبيل المثال ،
07: 55.1 لذا فهي بطريقة ما قادرة على المعرفة
07: 57.1 التي هي النهاية
07: 58.3 ومعرفة الفرق بين القطبين والأضلاع.
08: 00.1 ولكن حتى على هذا المستوى التعقيد
08: 02.2 أقل بكثير مما تراه في شيء مثل Paramecium.
08: 06.1 لذا ، إذا فكرت ،
08: 08.1 ما هي جميع الاختلافات الملحوظة
08: 10.0 بين حقيقيات النوى وبدائيات النوى ،
08: 11.2 هناك قائمة طويلة جدًا.
08: 14.0 كما تعلم ، هناك بعض الاستثناءات ،
08: 15.1 ولكن هذا نموذجي معقول ،
08: 17.0 يمثل بشكل معقول هذه الأنواع المختلفة من الحياة.
08: 19.3 حقيقيات النوى ، بالطبع ،
08: 21.1 نواة محاطة بغشاء ،
08: 22.3 هذا هو التعريف.
08: 24.1 وهذا يعني أنهما انفصلا ،
08: 25.3 مكانياً وزمانياً ،
08: 27.1 عملية النسخ
08: 28.3 من عملية الترجمة ،
08: 30.1 مما يؤدي إلى العديد من الخيارات
08: 32.1 للتنظيم المعقد للغاية
08: 33.3 لا يمكن أن يكون موجودًا بشكل أساسي
08: 35.1 في البكتيريا أو العتائق.
08: 38.0 مع الغشاء.
08: 41.1 يخطئ ، آسف ، الغشاء النووي ،
08: 43.2 تحتوي حقيقيات النوى بالطبع أيضًا على الكثير من الأغشية الداخلية الأخرى
08:45.2 صنع أشياء مثل جهاز جولجي
08: 47.1 والشبكة الإندوبلازمية.
08: 48.2 لديهم جينومات أكبر بكثير
08:51.1 من أصدقائنا البكتيريين ،
08: 53.0 مع وجود العديد من الكروموسومات التي يمكن أن تكون كبيرة جدًا.
08: 56.2 كما ذكرت ، لديهم حجم خلية أكبر بكثير.
08: 58.1 بدلاً من أن يكون مميزًا
09: 00.1 بطول بضعة ميكرونات ،
09: 01.2 يكون حجمها عادة من بضع عشرات إلى مئات الميكرونات ،
09: 05.1 ولديهم درجة عالية جدًا من التقسيم الخلوي.
09:08.2 بالإضافة إلى ذلك ، فإن حقيقيات النوى لها متعايشات داخلية ،
09: 11.3 لذلك لديهم الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء
09: 13.1 كانت عبارة عن بكتيريا
09: 15.2 التي تم أسرها وتدجينها الآن
09: 17.2 بواسطة الخلايا حقيقية النواة
09: 19.1 لأداء وظائف الطاقة.
09: 21.0 وبعد ذلك ، أخيرًا ، كما تعلم ،
09: 23.0 سبب قدرتنا على الحديث عن هذا
09: 25.0 لأن حقيقيات النوى تصنع كائنات متعددة الخلايا.
09: 27.1 الآن مرة أخرى ،
09: 29.1 تمامًا كما في سياق الشكل ،
09: 30.3 ليست هذه البكتيريا
09: 32.2 لا تصنع أبدًا كائنات متعددة الخلايا ،
09: 34.0 أنها ليست معقدة للغاية.
09: 35.2 لذلك ، على سبيل المثال ،
09: 37.3 أفضل كائن بكتيري متعدد الخلايا مفهومة
09: 39.3 هذا الشيء يسمى ستروماتوليت.
09: 42.1 نرى مجموعة من الستراتوليز هنا ،
09: 43.3 تنمو في محيط بجوار أستراليا ،
09: 45.2 وهذه في الأساس أكوام كبيرة من البكتيريا الزرقاء الاستعمارية.
09: 50.2 تنمو وترسب
09: 52.0 بعض المصفوفة خارج الخلية ،
09: 53.2 وبعد ذلك سينمو الجيل القادم فوقها ،
09: 55.1 مما يجعل أنماط الكيك ذات الطبقات المميزة للغاية
09: 58.2 التي لا تُرى فقط في أنواع الستروماتوليتس
10: 00.2 لدينا نمو اليوم
10: 02.0 ولكن توجد أيضًا في الستروماتوليت
10: 03.2 عمرها عدة مليارات من السنين في سجل الحفريات.
10: 06.2 وفي كل ذلك الوقت ،
10: 08.1 انظر إلى أي مدى وصلت حقيقيات النوى ،
10: 09.3 لكن البكتيريا أساسًا ما زالت تصنع نفس الهياكل.
10: 12.2 كانت حقيقيات النوى قادرة على صنع أشياء مثل أشجار الخشب الأحمر ،
10:15.2 لقد تمكنوا من صنع أشياء مثل الشعاب المرجانية ،
10: 17.2 مع هذا التنوع المورفولوجي غير العادي.
10: 21.1 حسنًا ، هذا السؤال الأساسي جدًا ،
10: 23.3 ما هو الفرق بين حقيقيات النوى وبدائيات النوى
10: 26.0 الذي يعطينا مثل هذا التعقيد المورفولوجي غير العادي ،
10: 30.1 هو سؤال أود أن أقول ، اليوم ،
10:31.2 لا نعرف الإجابة على ،
10:33.1 ولكن قبل عقود قليلة
10: 34.3 كنا نظن أننا نعرف الإجابة عليه ،
10: 36.1 وما قبل 1990 أو نحو ذلك
10: 38.2 التفسير المقبول عالميًا تقريبًا
10:41.2 لسبب وجود مثل هذه الاختلافات المورفولوجية الكبيرة
10: 43.1 نزل إلى الهيكل الخلوي حقيقيات النوى.
10: 45.2 إذا مررنا بكل تلك الخصائص التي وصفتها
10: 49.1 حول ما يميز حقيقيات النوى
10: 50.2 مقارنة بالبكتيريا أو العتائق ،
10: 52.0 كل هذه الأشياء يمكن عزوها
10: 54.0 لوظائف الهيكل الخلوي.
10: 55.2 إذن ، على سبيل المثال ،
10: 57.1 وجود نواة محاطة بغشاء
10: 59.1 وجميع أنظمة الأغشية الداخلية المعقدة
11: 01.1 يمكن أن يعزى إلى
11: 03.3 النقل الغشائي داخل الخلايا
11: 05.3 بالبروتينات الحركية ، على سبيل المثال ،
11: 07.2 سحب الحويصلات على طول الأنابيب الدقيقة.
11: 10.1 اللامينات النووية ،
11: 11.3 التي هي في الأساس شكل من أشكال الخيوط الوسيطة ،
11: 13.2 استقرار الغشاء النووي.
11: 16.2 الجينوم الموسع في حقيقيات النوى
11: 18.3 بالطبع مقسومة على آلة غير عادية
11: 21.1 من المغزل الانقسامي ،
11:22.2 مع كل الأنابيب الدقيقة المنظمة ذاتيًا ،
11:25.2 وكميتها الهائلة من التدفق
11: 28.2 والقوة الناتجة عن البروتينات الحركية
11: 31.0 مثل kinesins و dyneins ،
11:32.2 قادرة على تقسيم الكثير من الكروموسومات ،
11: 34.2 وهي ليست مشكلة كبيرة بالنسبة لحقيقيات النوى
11:36.2 لتوليد كروموسوم إضافي ،
11: 38.0 ينقسم الكروموسوم إلى نصفين ،
11:39.2 توسع حجم جينومها بشكل كبير ،
11:41.2 لأن المغزل الانقسامي
11: 43.1 قادر على التعامل مع الكثير من السعة
11:46.0 من حيث فصل الكروموسومات.
11: 48.2 حجم خلية حقيقيات النوى أكبر بكثير
11: 51.1 يمكن أن يعزى إلى حقيقة
11: 53.0 أنها لم تعد محدودة الانتشار.
11: 54.2 بسبب التأثير المباشر للبروتينات الحركية ،
11: 56.2 يمكنك بالفعل النقل والمزج
11: 58.2 داخل المقصورة السيتوبلازمية.
12: 01.2 وبالمثل ، التقسيم الخلوي ،
12: 03.3 وجود المتعايشين الداخليين ،
12: 05.2 وحتى القدرة على تكاتف الخلايا
12: 08.2 وصنع كائنات متعددة الخلايا
12: 09.3 مع مصفوفات خارج الخلية معقدة للغاية ،
12: 12.2 يتضمن إلى حد كبير اقتران بين الأنابيب الدقيقة والأكتين والخيوط الوسيطة ،
12: 17.3 والمكونات الأخرى داخل الخلية
12: 21.2 أو من خلية إلى أخرى.
12: 22.3 المتعايشون الداخليون ، على سبيل المثال ،
12: 25.0 يُعتقد أنها نتاج حدث بلعمي ،
12: 27.2 حيث سلف قديم حقيقي النواة
12: 29.2 أكلت بكتيريا زرقاء
12:31.2 وحولته إلى بلاستيدات خضراء.
12: 35.1 الآن ، سبب قولي أننا لا نعرف الإجابة اليوم ،
12:37.0 على الرغم من أننا كنا نعرف الإجابة في عام 1990 ،
12: 39.1 كان لأنه أصبح واضحًا في التسعينيات
12: 41.3 أن البكتيريا لديها بالفعل هيكل خلوي
12: 44.1 أنه من نواح كثيرة يشبه ذلك بشكل ملحوظ
12: 46.3 من حقيقيات النوى.
12: 48.1 وهكذا أول مسمار حقيقي في هذا التابوت
12: 50.1 تم اكتشاف
12: 52.1 متماثل توبولين في البكتيريا
12: 53.3 باسم FtsZ.
12: 56.1 FtsZ تم تحديدها في الأصل وراثيًا
12: 59.2 باعتباره بروتينًا مطلوبًا لتقسيم الخلايا ،
13: 01.2 وبعض الأعمال الجميلة في التسعينيات ،
13: 03.2 يجمع بين الكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية لهذا البروتين ،
13: 07.0 أثبت أنه يتصرف حقًا
13: 09.2 بروتين هيكلي خلوي شرعي في البكتيريا
13: 11.2 تشارك في انقسام الخلايا.
13: 13.1 تشكل حلقة حول منتصف البكتيريا
13: 15.2 على وشك الانقسام ،
13: 17.0 وعندما تنقسم البكتيريا ،
13: 18.1 تصبح هذه الحلقة أصغر في الواقع.
13: 20.2 علاوة على ذلك ، البروتين المنقى
13: 22.1 قادرة على التجمع الذاتي في خيوط
13: 24.0 بطريقة تعتمد على وجود GTP القابل للتحلل بالماء ،
13: 27.2 وهو أيضًا سلوك هيكلي للغاية.
13: 30.1 وأي شك متبقي
13: 32.1 كان لا بد من سحقها
13: 34.0 عندما خرجت الهياكل البلورية
13:35.2 لكل من tubulin و FtsZ
13: 38.1 في نفس الوقت تقريبًا ،
13: 39.2 ظهرًا متتاليًا في نفس العدد من مجلة Nature ،
13: 41.3 وكان من الواضح أن هيكل واحد
يمكن تركيب 13: 43.3 بشكل مثالي تقريبًا
13: 45.3 على هيكل الآخر.
13:47.2 لذا ، من الواضح أن هذه ليست فقط نوعًا من البروتينات المماثلة ،
13:50.1 ولكن في الواقع متماثلون حقيقيون ،
13: 51.3 بمعنى أنهم ينحدرون من سلف مشترك ،
13: 53.3 وإلى حد بعيد أبسط تفسير لذلك
13: 56.1 أن LUCA ، آخر سلف مشترك عالمي ،
13: 59.2 يحتوي أيضًا على بروتين مثل tubulin أو FtsZ.
14: 04.1 حسنًا ، تحتوي البكتيريا على شيء مثل التوبولين.
14: 06.2 ثم ​​اتضح بعد ذلك بعامين ،
14: 08.2 تحتوي البكتيريا أيضًا على شيء مثل الأكتين ،
14: 11.1 ومثل FtsZ تمامًا ،
14: 13.1 هذه البروتينات
14:15.0 - يذهبون بعدة أسماء ، هناك MreB و Mbl
14: 17.1 وعدد قليل من أفراد الأسرة الآخرين -
تم وصف 14: 18.3 في الأصل على أنها جينات ضرورية
14:21.0 لبعض جوانب الشكل البكتيري ،
14: 23.1 وظيفة أساسية من نوع الهيكل الخلوي.
14: 26.0 وهكذا ، على سبيل المثال في Bacillus subtilis ،
14: 28.0 تعطيل أي من متماثلات الأكتين هذه
14: 30.0 أسباب غير طبيعية حقًا ، بشكل عام ،
14: 32.2 أنواع أشكال الخلايا.
14: 34.3 وهذه البروتينات عند تنقيتها
14: 36.3 يمكن أن تتجمع في خيوط ،
14: 38.1 مرة أخرى مثل FtsZ أو مثل أي من بروتينات الهيكل الخلوي حقيقية النواة.
14: 42.2 الآن ، هناك شيء واحد أعتقد أنه ممتع بشكل خاص
14: 45.2 في سياق متماثلات الأكتين البكتيرية ،
14: 48.1 تم الانتشار
14: 50.1 من هذا العدد الكبير منهم
14: 52.0 التي يبدو أن لها وظائف متخصصة مختلفة قليلاً.
14: 54.3 لذلك ، على سبيل المثال ،
14: 56.1 أحد الأمثلة المفضلة لدي
14: 58.0 في البكتيريا المغناطيسية
14: 59.2 قادرون على توجيه أنفسهم فيما يتعلق بالمجال المغناطيسي للأرض.
15: 03.0 يقومون بذلك بصفتي هذه البلورات الصغيرة من أكسيد الحديد الأسود
15: 05.3 على طول عنصر هيكلي داخل الخلية
15: 10.1 تتكون في الواقع من خيوط تشبه الأكتين.
15: 14.0 الآن ، هذا ليس نفس خيوط تشبه الأكتين
15: 16.2 التي تساهم في شكل الخلية ،
15: 18.0 إنها في الواقع نسخة من الجين
15: 20.1 التي تم تكرارها تاريخيًا ،
15: 22.1 ثم تباعدوا عن هذه الوظيفة المتخصصة.
15: 25.0 إذن ، البكتيريا لا تحتوي فقط على أكتين ،
15: 26.2 لديهم مجموعة من الأكتين المختلفة ،
15: 28.0 لكن يمكنهم استخدامهما لتحديد شكلهما العام
15: 30.2 وتحديد التوزيع
15: 33.0 من العضيات داخل الخلايا.
15: 35.2 الآن أعتقد أننا مستعدون لأن نسأل أنفسنا
15: 37.2 سؤال مختلف قليلاً.
15: 38.2 من الواضح أن البكتيريا لديها هيكل خلوي ،
15: 41.1 لذا فإن وجود الهيكل الخلوي
15: 42.3 لا يمكن أن يكون الشيء
15: 45.0 الذي يميز حقيقيات النوى عن بدائيات النوى.
15: 46.2 لذلك ، قد نسأل ، حسنًا ،
15: 48.0 إذا كان للبكتيريا هيكل خلوي ،
15: 49.2 فلماذا لا يفعلون بها شيئًا أكثر إثارة للاهتمام؟
15: 51.1 وبهذا أعني في هذه النظرة العالمية المتمركزة حول حقيقيات النوى ،
15: 54.2 لماذا ليس لديهم تعقيد شكلي
15: 57.0 ولماذا لا يصنعون
15: 59.0 كائنات متعددة الخلايا كبيرة ورائعة؟
16: 01.0 إذن ، هنا نصل إلى نقطة التخمين الجامح ،
16: 03.2 وفرضيتي المحددة هي ذلك
16: 07.2 الشيء المشترك بين جميع الهياكل الخلوية
10.0: 16 هي القدرة على أداء تنظيم الخلايا على نطاق واسع
16: 13.1 على أساس التجميع الذاتي للخيوط الحلزونية
16: 15.2 ديناميكية للغاية.
16: 17.0 هذا صحيح بين جميع فروع الحياة المختلفة.
16: 21.3 أقترح أن هذا كان خاصًا عن حقيقيات النوى
16: 24.2 ليست خيوط الهيكل الخلوي في حد ذاتها ،
16: 26.3 بل فئتان محددتان
16: 29.0 من البروتينات المرتبطة بالهيكل الخلوي:
16: 31.1 النواة والمحركات الجزيئية.
16: 35.1 وسأدخل في بعض التفاصيل حول سبب اعتقادي أن هذه هي الأشياء
16: 38.2 من المرجح أن تكون مختلفة حقًا ،
16: 40.0 ولكن حتى الآن لا يوجد دليل إيجابي قوي
16: 43.0 بدائيات النوى
16: 45.2 أي بروتينات حركية جزيئية تقليدية
16: 47.0 أو أي نويات منظمة لخيوط الهيكل الخلوي ،
16: 50.0 وهو ما يثير سؤالاً ثانياً.
16: 52.1 كما تعلم ، إذا كانت بدائيات النوى لا تمتلكها ،
16: 53.3 لماذا لا يملكونهم؟
16: 55.0 هذا شيء لن أكون قادرًا على التكهن به ،
16: 57.3 لكن فيما يتعلق لماذا أفكر بهذين الشيئين
17: 00.0 هي حقًا مفتاح هذا الاختلاف المورفولوجي ،
17: 02.1 سأعطيكم بعض المعلومات
17: 04.2 قادني إلى هذا الاقتراح ،
17: 06.2 واقترح عدة طرق محددة للغاية
17: 10.0 أن هذه الأفكار يمكن اختبارها.
17: 13.2 حسنًا ، إذن الأساس العام لهذه الفرضية ،
17: 17.2 أنك بحاجة إلى نوى وبروتينات حركية جزيئية
17: 19.2 من أجل الحصول على التنوع المورفولوجي ،
17: 22.2 يأتي من سلسلة من الملاحظات
17: 24.2 حول أنواع الهياكل
17: 26.2 التي يمكن صنعها بواسطة خيوط الهيكل الخلوي
17: 28.0 في البكتيريا مقابل حقيقيات النوى.
17: 32.1 على وجه الخصوص ،
17: 34.1 أي خيوط حلزونية ذاتية التجميع
يمكن أن يصنع 17: 37.0 إما هيكلًا به خيط واحد
17: 40.1 أو يمكن أن يصنع حزمة أو مجموعة من الخيوط ،
17: 44.1 حيث يتم توجيه الخيوط في اتجاهات عشوائية
17: 46.1 فيما يتعلق ببعضهم البعض.
17: 47.2 كل ما يتطلبه الأمر هو تجميع ذاتي حلزوني ،
17: 49.2 والتي كما سنرى هي ميزة عالمية للغاية
17: 52.0 من البروتينات القادرة على التفاعل مع نفسها.
17: 56.1 من ناحية أخرى ، أنواع الهياكل التي تتطلب بالفعل تنويًا موضعيًا
18: 00.1 أو نشاط حركي محلي
18: 01.2 موضحة هنا في الأسفل.
18: 03.0 وتشمل هذه الأشياء مثل الأنابيب النجمية الدقيقة ،
18: 04.3 مألوفة من المنظمة
18: 07.0 من العضيات الكلية داخل الخلية.
18: 10.2 وتشمل هذه أشياء مثل الحزم المتوازية ،
18: 12.1 الذي نجده داخل سوط حقيقيات النوى ،
18: 13.3 أو نجد في العضلات.
18: 16.0 كما تعلمون ، الساركوميرات القادرة على إحداث تقلص عضلي واسع النطاق.
18: 19.3 وأيضًا الأشياء التي لها شكل ثنائي القطب ،
18: 23.0 مثل هذا المغزل الانقسامي الموضح هنا.
18: 25.1 نحن نعرف ما يكفي عن كيفية تشكل هذه الهياكل المختلفة
18: 27.1 أشعر بالثقة في التصريح
18: 30.3 أن أسهل طريقة لعمل هذه الأنواع من الهياكل
18: 32.3 إما عن طريق توطين تنوي نمو الخيوط ،
18: 36.1 أو وجود بروتينات حركية جزيئية
18: 38.2 قادرة على فرز الخيوط ذات التوجهات المختلفة ،
18: 41.1 أو مزيج من الأمرين.
18: 43.2 وما سأؤكده هو ذلك
18: 46.2 لا توجد هياكل من النوع المبين أدناه في الفئة ب
18: 49.2 تم العثور عليها في البكتيريا ،
18:51.3 تم العثور عليها على وجه التحديد في سيتوبلازم البكتيريا ،
18: 54.2 ربما باستثناء واحد أو اثنين من الاستثناءات المثيرة للاهتمام
18: 57.0 أعتقد أنها في الواقع تثبت هذه القاعدة.
18: 59.3 إذن ، إذا كانت النواة والبروتينات الحركية الجزيئية
19: 02.1 بشكل أساسي يمكنك من أخذ ملف
19: 05.0 حلزونية ، ذاتية البلمرة ، تجميع ذاتي
19: 07.2 خيوط الهيكل الخلوي
19: 08.2 وعمل هياكل كبيرة منها ،
19: 10.2 قد تسأل ، حسنًا ،
19: 12.1 ما هو الدليل على أن حقيقيات النوى يمكنها فعل ذلك
19: 14.2 لكن بدائيات النوى لا تستطيع ذلك؟
19: 16.2 لذا ، أود الآن أن أعود مرة أخرى إلى الوراء
19: 19.0 ونقول ، إذا كنا على استعداد لقبول الفرضية
19: 21.3 أن شيئًا عن النشاط
19: 23.2 من الهيكل الخلوي حقيقي النواة
19: 24.3 هو الفرق الرئيسي ،
19: 26.2 فالسؤال هو ، ما هو الشيء المميز؟
19: 28.1 حول الهيكل الخلوي حقيقيات النوى؟
19: 30.0 وإذا نظرت إلى الأكثر وفرة
19: 32.0 ومعظم بروتينات الهيكل الخلوي حقيقية النواة المدروسة
19: 34.3 - لدينا الأنابيب الدقيقة التي تصنع التوبولين ،
19: 36.2 مونومرات أكتين تصنع خيوط أكتين ،
19: 39.2 ثم ​​شعيرات وسيطة
19: 40.3 مكونة من وحدات فرعية خاصة بهم -
19: 42.1 وما تراه على الفور ،
19: 44.0 بالنظر إلى كل هذه الأشياء ،
19: 45.1 أنها جميعًا هياكل حلزونية مجمعة ذاتيًا ،
19: 49.3 لكنني سأجادل في هذه الطائرة
19: 52.2 لهيكل مُجمع ذاتيًا
19: 54.1 ليس شيئًا يصعب تطويره بشكل خاص.
19: 56.2 وفي الحقيقة هناك حجة قوية جدا
19: 58.2 تم صنعه أولاً بواسطة Crane
20: 01.1 ثم بولينج ، في الخمسينيات ،
20: 03.1 أي نوع من البروتين
20: 05.1 لديه أي ميل للارتباط بنفسه
من المرجح أن تشكل اللولب 20: 08.1 أكثر من تشكيل أي شيء آخر.
20: 12.0 والحجة بسيطة جدًا:
20: 13.3 إذا كان لديك بروتين كروي
20: 16.2 حيث كل جانب من سطح هذا البروتين
20: 18.0 له سمات بدنية مختلفة قليلاً
20: 20.2 - توزيع شحنة مختلف قليلاً ،
20: 22.1 شكل مختلف قليلاً -
20: 24.2 وهذا البروتين لديه بعض الميل
20: 28.0 للتفاعل مع نسخة ثانية من نفسه
20: 30.0 في بعض التوجهات الخاصة
20: 31.2 حيث ، كما تعلمون ، الجزء "أ" من بروتين واحد
20: 33.2 يرتبط بالجزء B من بروتين آخر.
20: 36.0 إذا كان البروتين سيصنع ديمرًا ،
20: 37.2 كما تعلم ، هذين الشيئين اللذين يتفاعلان مع بعضهما البعض
20: 40.2 يجب أن توزع بشكل متماثل على البروتين.
20: 42.2 ولكن إذا كان الجزء أ والجزء ب
20: 44.2 في أي اتجاه
20: 46.2 بخلاف مجرد مقابل بعضهم البعض مباشرة ،
20: 49.0 إذن ما الذي سيحدث بشكل أساسي
20: 50.2 ستجتمع هاتان الوحدتان معًا
20: 52.2 وسيكون هناك تفاعل بين الاثنين
20: 55.1 التي ستعطي ديمر حصل عليه ،
20: 57.1 كما تعلم ، بعض الهياكل غير المتكافئة خارج المركز قليلاً
21: 00.1 حيث ، إذا تم إشراك الجزء أ والجزء ب هنا ،
21: 03.1 لا تزال هذه الوحدة الفرعية تحتوي على الجزء "ب"
21: 05.1 وهذه الوحدة الفرعية لا تزال تحتوي على الجزء "أ".
21: 08.1 الآن ، إذا كنت تعتقد أنه من خلال ، كما فعل هؤلاء الأشخاص ،
21: 10.1 ما تراه هو أنه يمكنك ذلك
21: 12.1 أضف وحدة فرعية أخرى في هذا الجانب ،
21: 13.3 يمكنك إضافة وحدة فرعية أخرى على هذا الجانب ،
21: 15.2 وأنت قادر على صنع الحلزونات
21: 17.1 من قاعدة التفاعل الثنائي البسيطة للغاية هذه.
21: 20.2 وفي هذا حقًا مبدع
21: 23.0 وتوضيح جميل
21: 24.1 تم في هذه الورقة الأصلية
21: 26.3 باستخدام علب أعواد الثقاب الصغيرة ،
21: 28.0 يمكنك أن ترى أنه يمكنك بالفعل بناء جميع أنواع الحلزونات المختلفة
21: 30.2 فقط عن طريق تغيير طفيف
21: 32.2 اتجاه التفاعل بين هاتين الوحدتين الفرعيتين.
21: 36.1 إذن ، صنع الحلزون ليس بالأمر الكبير ،
21: 39.0 وفي الحقيقة دليل رائع حقًا
21: 41.3 لإظهار أن هذا صحيح
21: 44.0 هو تأثير طفرة الخلايا المنجلية على الهيموجلوبين.
21: 47.0 الآن ، تم اختيار الهيموجلوبين بدرجة عالية ليكون قابل للذوبان للغاية
21: 50.2 # NAME؟
21: 52.2 يمكنها الحصول على ما يصل إلى 300 مجم / مل -
21: 55.2 لكن طفرة واحدة فقط في الهيموجلوبين
يمكن أن تعطي 21: 58.1 الميل للترسيب.
22: 00.3 وعندما تترسب
22: 03.0 يشكل هذا المظهر المذهل
22: 05.1 خيوط حلزونية تبدو ، حقًا ،
22: 07.2 تقريبًا مثل الأنابيب الدقيقة.
22: 09.2 إذا أخبرتك أن هذا أنبوب صغير ،
22: 11.0 ربما تصدقني ،
22: 12.1 لكنه في الواقع بوليمر من خضاب الدم المنجلي.
22: 15.2 لذلك ، عندما تتناول بروتينًا شديد الذوبان
22: 18.1 وتفعل شيئًا خاطئًا بعض الشيء
22: 20.1 بجزء واحد من سطحه
22: 21.3 بحيث يكون لديه ميل طفيف جدًا إلى الارتباط بالنفس ،
22: 24.1 النتيجة هي حصولك على لولب.
22: 27.2 حسنًا ، تشكيل حلزون
22: 29.1 ليس خاصية خاصة.
22: 31.1 ماذا عن خيوط الهيكل الخلوي
22: 32.2 الذي يمنحهم قدرتهم على إعطائنا علم التشكل؟
22: 35.2 حسنًا ، شيء مهم آخر
22: 37.3 وهذا ينطبق على جميع خيوط الهيكل الخلوي حقيقية النواة
22: 40.3 أن لديهم هذا الانقسام المثير للاهتمام
22: 44.3 يجب أن يكونوا مستقرين من أجل الحصول على القوة البدنية ،
22: 48.0 لكن يجب أيضًا أن يكونوا غير مستقرين
22: 50.1 للسماح للخلية بتغيير الشكل
22: 52.1 أو تحريكها أو إعادة ترتيب عناصرها
22: 54.2 لأنها تقسم.
22: 56.0 وعلى الأقل للأكتين
22: 58.1 وللتوبيولين ،
23: 00.0 جزء من سبب قدرتهم على ذلك
23: 02.0 تظهر هذا الانقسام
23: 04.0 لأن هذه الوحدات الفرعية قادرة أيضًا على ربط وتحلل النيوكليوتيدات -
23: 07.2 ATP في حالة الأكتين ،
23: 09.1 GTP في حالة توبولين.
23: 11.2 وكما ترى في هذا الرسم التوضيحي هنا ،
23: 13.3 حقيقة أنه يمكنك الحصول عليها
23: 15.3 حالات توافقية مختلفة للبروتين
23: 17.1 بناءً على هوية النيوكليوتيدات المرتبطة به ،
23: 21.1 يمكن أن تنشئ موقفًا حيث يمكن أن يكون لديك حالة مطابقة واحدة ،
23: 24.3 في هذه الحالة يتضح أنه الشيء الملزم لـ ATP ،
23: 27.3 وهو التشكل المناسب
23: 30.2 لتشكيل واحد من هذه الخيوط الحلزونية ،
23: 32.2 ويمكن أن يكون لديك حالة مطابقة بديلة ،
23: 35.1 الذي يظهر هنا في هذه الحالة
23: 36.3 حالة خالية من النيوكليوتيدات ،
23: 39.0 ولكنها قد تكون أيضًا حالة ADP ،
23: 40.2 سوف تميل إلى التفكيك.
23: 42.2 وبالتالي وجود هذا المفتاح
23: 44.2 بين نموذج مختص بالتجميع
23: 46.2 ونموذج التجميع غير كفء
23: 49.0 يمكنه تمكين الديناميكيات
23: 51.0 التي تتميز بخيوط الهيكل الخلوي حقيقية النواة ،
23: 53.1 وهو في الحقيقة مثير جدا للإهتمام
23: 55.1 أن الأكتين نفسه
23: 57.1 هو قريب بنيوي قريب من هيكسوكيناز ،
24: 00.0 أفضل إنزيم حال للجلوكوز
24: 02.0 فيما يتعلق بالتغيير التوافقي الكبير للغاية
24: 04.1 عند الربط والتحلل المائي للركيزة.
24: 09.1 وفي الحقيقة هذا صحيح
24: 11.3 أنه إذا نظرت إلى عناصر الهيكل الخلوي للخلية حقيقية النواة ،
24: 15.0 جميعها ديناميكية للغاية ،
24: 16.2 وهذا شيء تم تقديره
24: 18.1 لعقود عديدة في سياق الأنابيب الدقيقة ،
24: 20.2 أكتين ، وخيوط وسيطة.
24: 22.1 كلهم ​​ينقلبون بسرعة كبيرة داخل الخلايا.
24: 24.2 وفي الحقيقة للأشياء التي تتطلب
24: 28.2 خيوط الهيكل الخلوي ، على سبيل المثال تشكيل المغزل الانقسامي ،
24: 31.1 إذا قمت بمنع أي من التجميع
24: 34.2 أو تفكيك الأنابيب الدقيقة
24: 37.3 في المغزل الانقسامي ،
24: 39.1 التأثير الصافي هو نفسه في كلتا الحالتين ،
24: 41.1 وهو أن الخلية لا تنقسم.
24: 43.3 لذا فهو ليس مجرد هيكل حلزوني ،
24: 45.2 ولكن من الواضح أيضًا أن معدل الدوران هو المفتاح.
24: 47.3 حسنًا ، لنعد إلى بدائيات النوى -
24: 51.2 هل لديهم ديناميات مرتبطة بالخيوط الهيكلية الخلوية الخاصة بهم؟
24: 54.3 حسنًا ، في الواقع ، كما اتضح ، يفعلون.
24: 56.2 لذلك ، كما ذكرت FtsZ ،
24: 58.2 هو تجانس بنيوي وثيق لتوبيولين ،
25: 00.1 يربط ويتحلل أيضًا GTP ،
25: 02.3 وفي الجسم الحي يتحول بسرعة كبيرة جدًا ،
25: 05.2 كما يتضح من دراسة التبييض الضوئي هذه.
25: 08.2 إذن ، هناك خليتان
25: 10.1 التي جمعت حلقات FtsZ.
25: 12.2 هنا ، نصف واحدة من هذه الحلقات
تم تبييض 25: 14.1 ،
25: 15.2 ويمكنك أن ترى ، في الواقع في غضون ثوانٍ قليلة ،
25: 18.1 الحلقة قادرة على العودة.
25: 20.1 وهذه التجربة بالذات
كان 25: 23.2 أيضًا عرضًا مباشرًا لطيفًا حقًا حقًا
25: 28.2 أن تلك الديناميات مرتبطة بالتحلل المائي للنيوكليوتيدات ،
25: 31.3 حيث كانوا قادرين على مقارنة ديناميكيات بروتين FtsZ من النوع البري
25: 34.1 مع بروتين FtsZ
25: 36.1 التي لديها طفرة نقطية أبطأت التحلل المائي GTP ،
25: 39.0 وإلقاء نظرة على معدل دوران البروتين من النوع البري
25: 41.2 مقابل معدل دوران البروتين الأبطأ ،
25: 45.1 في الجسم الحي ،
25: 46.1 كانوا قادرين على رؤية أن هناك هذا الارتباط المباشر
25: 48.1 بين سرعة انقلاب الشعيرات
25: 50.2 وقدرتها على تحلل GTP.
25: 53.2 حسنًا ، لذا فإن الخيوط بدائية النواة ،
25: 55.1 يفعلون نفس أنواع الديناميات
25: 57.1 كما تفعل حقيقيات النوى ،
25: 58.2 لذا فهي ليست البنية الحلزونية ،
26: 00.0 إنها ليست الديناميكيات من حيث معدل الدوران ،
26: 01.2 وهي ليست حتى ديناميكيات خيالية.
26: 03.3 لذلك ، الأنابيب الدقيقة ، على سبيل المثال ،
26: 05.1 يشتهر بعدم الاستقرار الديناميكي هذا ،
26: 07.1 حتى في بيئة كيميائية موحدة
26: 10.1 ستنمو نهاية الأنابيب الدقيقة الفردية لفترة من الوقت
26: 12.0 ثم يتقلص لبعض الوقت ،
26: 13.1 ثم ينمو لفترة ثم يتقلص لبعض الوقت ،
26: 15.3 وليس من الواضح على الإطلاق لماذا يجب أن يكون هذا ممكنًا.
26: 18.1 هذا شيء كان الناس يدرسونه لسنوات عديدة
26: 21.1 ولدينا فهم كيميائي شامل جيد جدًا
26: 23.1 كيف يمكن أن يحدث هذا ،
26: 25.0 لكنها بالتأكيد تعتمد على
26: 28.1 قدرة الهياكل على تحلل النيوكليوتيدات
26: 30.2 وتغيير حالاتهم المطابقة.
26: 33.2 إذن ، هذا الرسم التوضيحي في الأعلى
يظهر 26: 36.0 العرض التوضيحي المباشر الكلاسيكي
26: 37.3 من عدم الاستقرار الديناميكي هذا على الأنابيب الدقيقة ،
26: 39.3 تم إنجازه في عام 1986 ،
26: 41.2 ثم ​​بعد ذلك بنحو 20 عامًا
26: 44.1 استطاعت مجموعة أخرى أن تظهر مع أحد متماثلات الأكتين البكتيرية ،
26: 47.0 هذا يسمى ParM ،
26: 49.0 أنهم كانوا قادرين على رؤية نفس أنواع السلوك بالضبط
26: 51.0 من هذه الخيوط تنمو لفترة
26: 52.2 ثم ​​يتقلص لبعض الوقت
26: 54.1 حتى عندما تكون البيئة الكيميائية موحدة.
26: 57.0 حسنًا ، إذن فهي ليست الطائرة ،
26: 58.2 إنها ليست القدرة على تحلل النيوكليوتيدات ،
27: 00.3 إنها ليست القدرة على الدوران السريع في الجسم الحي ،
27: 03.1 وهي ليست حتى القدرة على فعل أشياء خيالية
27: 06.1 مثل عدم الاستقرار الديناميكي.
27: 08.2 ما هو ، إذن ، هذا مختلف؟
27: 10.1 حسنًا ، بالنظر إلى الخلايا البكتيرية ،
27: 12.1 من الواضح أنهم قادرون على ذلك
27: 14.2 للحصول على نوع من التنظيم الخلوي الشامل
27: 16.1 يعتمد بالتأكيد
27: 18.1 على هذا الميل للبروتينات
27: 19.3 لعمل شعيرات حلزونية.
27: 21.1 وفي الحقيقة إذا نظرت إلى البكتيريا
27: 22.2 وأنت تنظر إلى جوانب مختلفة من هياكلها ،
27: 24.2 ما تراه هو اللوالب منتشرة في كل مكان
27: 27.2 ويمكنك عمل أنواع مختلفة من الحلزونات ،
27: 29.2 تتراوح بين أشياء مختلفة مثل النمط الحلزوني الشامل للولبية
27: 32.3 إلى الحلزونات الملتوية المرتبطة بالسوط البكتيري ،
27: 36.2 حتى أكثر من ذلك بكثير ، نوع من الحلزون المنتظم
27: 42.0 مرتبط بشيء مثل البكتيرية البكتيرية.
27: 45.2 لذلك ، من الواضح أنها ليست مجرد بروتينات الهيكل الخلوي التقليدية في البكتيريا
27: 49.2 قادرون على القيام بخدعة التجميع الذاتي الحلزونية ،
27: 51.1 ولكن في الحقيقة الكثير من البروتينات الأخرى أيضًا.
27: 55.2 وبالنظر تحديدًا إلى بروتينات الهيكل الخلوي ،
27: 59.1 أعتقد أن أحد الأمثلة المثيرة للاهتمام
28: 01.1 هي بكتيريا Caulobacter crescentus ،
28: 03.0 وهو شكل الموز الصغير اللطيف للغاية
28: 05.1 مع تمايز بنيوي على طرفيه.
28: 08.1 ليس فقط أكتين وتوبيولين ،
28: 10.3 ولكن لديها أيضًا شيء يشبه إلى حد كبير
28: 13.3 خيوط وسيطة ،
28: 14.3 ويفترض كل من هذه الأشياء أنماطًا حلزونية مختلفة قليلاً
28: 17.2 داخل خلية نامية.
28: 19.1 والطفرات في أي من متماثل الأكتين ،
28: 21.1 متجانسة توبولين ،
28: 22.2 أو الشيء الذي يشبه خيوط وسيطة
28: 24.1 سيؤثر على الشكل العام للخلية
28: 26.2 بطرق مختلفة جدا.
28: 28.1 إذن ، الكثير من التنظيمات الحلزونية ،
28: 30.3 الكثير من الوظائف المرتبطة بالتنظيم الحلزوني ،
28: 33.2 لكن لا يوجد تنوع مورفولوجي كبير.
28: 37.3 الآن ، مثل كل شيء آخر في علم الأحياء ،
28: 39.3 ستكون هناك بعض الاستثناءات ،
28: 41.1 وهناك بعض البكتيريا التي لديها بالفعل ،
28: 42.3 بأشكال مذهلة بشكل خاص ،
28: 44.0 وهذا يظهر فقط اثنين من المفضلة.
28: 45.2 هذه بكتيريا على شكل نجمة تسمى ستيلا هوموسا.
28: 48.3 إنها مسطحة ، لكن لديها إما خمس أو ست نقاط
28: 51.1 اعتمادًا على المرحلة التي تكون فيها من دورة الخلية.
28: 54.2 هذه بدائية نوى مسطحة أخرى غريبة المظهر
28: 58.1 أنه في هذه الحالة آركون.
29: 00.2 هذا يسمى Haloquadratu walsbyii
29: 02.3 وقد تم تربيته لأول مرة في شكل نقي
29: 05.1 قبل بضع سنوات فقط ،
29: 06.3 وهذا في الواقع مسطح مثل بلاط الأرضية ،
29: 08.3 وعندما تقسم
29: 11.0 تنقسم عبر المنتصف ثم مرة أخرى هكذا ،
29: 13.0 إذن لديك بلاطة أرضية واحدة تدخل في أربع قطع أصغر.
29: 16.1 ثم هناك أشياء مثل هذه ،
29: 17.2 هذا هو Epulopiscium fishelsonii ،
29: 19.2 التي تتنافس مع Thiomargarita
29: 21.1 باعتبارها واحدة من أكبر البكتيريا المعروفة ،
29: 22.3 وهذا ضخم للغاية ،
29: 24.1 يمكن أن يصل طوله إلى نصف ميكرون ،
29: 26.1 ولها نسخ عديدة من الجينوم الخاص بها
29: 28.0 التي يتم توزيعها بالفعل
29: 29.2 في نمط منتظم للغاية
29: 31.1 في جميع أنحاء الخلية ،
29: 32.2 وتحرك الجينوم الخاص بها اعتمادًا على أي وقت من اليوم.
29: 35.1 لذلك ، أفكر في أشياء مثل هذه ،
29: 36.3 يجب أن يكون هناك شيء آخر يحدث
29: 39.0 بالإضافة إلى التنظيم الذاتي الحلزوني البكتيري المعتاد ،
29: 41.2 وأعتقد أنه تحدٍ مثير للاهتمام
29: 43.1 لمحاولة الانخراط في هذه الكائنات الحية
29: 45.1 واكتشف ما الذي يحدد قدرتهم
29: 47.2 للحصول على هذه الأشكال المحددة للغاية.
29: 51.2 حسنًا ، لكن بالعودة إلى الموضوع الرئيسي ،
29: 53.2 كنت أجادل في ذلك
29: 56.1 يمكن أن يكون لديك هياكل حلزونية بسيطة
29: 58.1 بدون البروتينات الحركية والأنوية ،
30: 00.0 ومن أجل الحصول على أشياء أكثر تعقيدًا
30: 02.1 التي تجعل حقيقيات النوى ما هي عليه ،
30: 03.2 يجب أن يكون لدينا نواة أو محركات.
30: 06.0 إذن ، هذا يثير السؤال ،
30: 07.3 حسنًا ، لماذا لا تمتلكها البكتيريا؟
30: 09.0 من أين أتوا في حقيقيات النوى؟
30: 10.1 ولماذا يبدو صعبًا جدًا على البكتيريا
30: 12.0 لالتقاطهم؟
30: 14.1 حسنًا ، للأنوى ،
30: 15.2 هذه مشكلة مثيرة للاهتمام بشكل خاص
30: 17.2 لأن الطريقة التي تميل بها الخلايا حقيقية النواة إلى النواة
30: 22.1 بروتينات الهيكل الخلوي الخاصة بهم
30: 23.3 غالبًا بأخذ الوحدة الفرعية ،
30: 27.0 نسخ هذا الجين ،
30: 28.2 ثم ​​تباعدها قليلاً
30: 30.3 لتفترض وظيفة تنوي متخصصة.
30: 33.1 وقد رأينا هذا في حالتين ،
30: 35.1 حالة مستقلة تمامًا ،
30: 36.2 لنواة الأكتين ونواة التوبولين.
30: 39.1 لذلك ، يمكن إجراء تنوي الأكتين
30: 41.2 بهذا المجمع الذي يسمى مجمع Arp2 / 3 ،
30: 44.1 حيث يرمز Arp إلى البروتين المرتبط بالأكتين ،
30: 46.3 لأن هناك نوعين مختلفين من البروتينات
30: 48.3 من جينات مختلفة ،
30: 50.1 كلا المتجانسات الهيكلية للأكتين ،
30: 52.1 التي تجتمع معًا لتكوين مجمع التنوي المنظم هذا.
30: 56.1 في حالة الأنابيب الدقيقة ،
30: 58.0 يتم إجراء التنوي غالبًا
30: 59.3 من خلال ما يسمى بمركب حلقة جاما توبولين.
31: 02.1 الآن ، شعرية الأنبوب الصغير
31: 03.3 يتكون من ألفا توبولين وبيتا توبيولين.
31: 06.0 جاما توبولين مخصص فقط لوظيفة التنوي.
31: 10.2 لماذا لا تستطيع البكتيريا فعل هذا؟
31: 12.1 حسنًا ، أعتقد أنه من الواضح أنهم يستطيعون ذلك إذا أرادوا ،
31: 14.3 لأننا نرى ، كما ذكرت ،
31: 17.2 بين متماثلات الأكتين في البكتيريا ،
31: 19.1 قد تحتوي الخلية الفردية
31: 21.2 عدة أنواع من متماثلات الأكتين
31: 23.1 الموجودة جميعها في نفس الجينوم
31: 25.1 التي تم تطويرها جميعًا لوظائف مختلفة قليلاً.
31: 28.1 ومع ذلك ، حتى الآن ، على حد علمنا ،
31: 31.1 لم يتم تخصص أي منهم على وجه التحديد
31: 33.1 لتنوي الخيوط.
31: 35.3 لا أعرف لماذا لا يريدون ذلك ،
31: 38.0 لكن يبدو أنهم يستطيعون ،
31: 39.2 ومع ذلك لم يفعلوا.
31: 43.1 ننتقل الآن إلى البروتينات الحركية الجزيئية ،
31: 46.0 هذا شيء قد يكون أكثر وضوحًا
31: 48.2 لماذا لا تمتلكها البكتيريا.
31: 50.1 إذا فكرنا من أين تأتي البروتينات الحركية الجزيئية الجيدة في حقيقيات النوى.
31: 54.3 هناك بالطبع ثلاث فئات مختلفة ،
31: 56.3 يوجد الميوسين والكينيسين والداينين ​​،
31: 58.1 أن كل النوكليوتيدات تتحلل بالماء
32: 00.0 من أجل الخضوع لتغيير توافقي ،
32: 01.3 ومن هؤلاء يتحرك الكينيسين والداينين ​​على الأنابيب الدقيقة.
32: 06.2 تتحرك الميوسينات على خيوط الأكتين.
32: 08.1 الآن ، هذه البروتينات الحركية المختلفة
32:10 تم تطهيرها جميعًا ،
32: 11.1 تمت دراستها جميعًا كيميائيًا ،
32: 12.2 ومتسلسلة ،
32: 14.1 ثم في النهاية تم تحديد هياكلهم ،
32: 16.0 وعند النقطة التي تم فيها تحديد الهياكل ،
32: 18.0 كانت هناك مفاجأة كبيرة ،
32: 19.3 وهذا مرة أخرى في التسعينيات ،
32: 22.0 حيث وجد أن
32: 25.1 جوهر النواة الحفازة للميوسين
32: 27.1 كانت متطابقة تقريبًا
32: 29.1 لبنية النواة الحفازة للكينيسين.
32: 31.3 على الرغم من أن الميوسين يمشي على خيوط الأكتين
32: 33.2 ويمشي كينيسين على الأنابيب الدقيقة ،
32: 35.2 لا يزالون يبدو أنهم متماثلون
32: 37.2 مشتق من سلف مشترك.
32: 39.2 وفي كلتا الحالتين ، الطريقة الأساسية لتحلل ATP المائي
32: 42.2 في لب البروتين الحركي
32: 44.2 ينتج عنها تغيير توافقي
32: 46.0 يمنحك خطوة
32: 49.0 مشابه جدًا في قلب البروتين الحركي ،
32: 50.3 على الرغم من كل التفاصيل حول كيفية تزاوجها مع خيوطها
32: 53.2 مختلفة تمامًا بين الاثنين.
32: 56.1 هذا يثير ، كما تعلمون ،
32: 58.2 مجال آخر جاهز للمضاربة
32: 59.3 حول من أين أتت البروتينات الحركية.
33: 01.2 حسنًا ، إذا كان الكينيسين والميوسين مرتبطين ببعضهما البعض ،
33: 04.1 يبدو أنه لا بد أنه كان هناك نوع من السلائف الحركية ،
33: 07.2 ولا نعرف ما كانت ركائزه ،
33: 09.2 إذا كان أكتين أو أنابيب دقيقة ،
33: 10.2 أو إذا كان من الممكن أن يكون شيئًا آخر.
33: 12.2 لا نعرف ما هو تكملة المحركات
33: 15.2 في أقرب شيء أصبح حقيقيات النوى ،
33: 18.1 وما إذا كان هذا قد يكون شيئًا
33: 20.1 الذي دفعها بالفعل إلى الانفصال
33: 23.1 من فروع الشجرة بدائية النواة
33: 25.1 من حيث التنويع المورفولوجي.
33: 28.1 شيء واحد نعرفه ، رغم ذلك ،
33: 30.3 هو أن تلك البروتينات الحركية ، كينيسين وميوسين ،
33: 33.1 كلاهما مشتق من فرع معين من
33: 37.2 عائلة البروتينات التي تسمى P-loop NTPases ،
33: 40.1 يتضمن الكثير من ATPases و GTPases.
33: 43.1 وهذا مخطط معقد إلى حد ما
33: 45.2 هو ملخص لتنويع التسلسل
33: 49.1 بين العديد والعديد من أفراد الأسرة المختلفين
33: 51.2 من عائلة البروتين الكبيرة هذه
33: 53.2 عبر كل شجرة الحياة.
33: 56.1 وما هذه المجموعة ،
33: 58.1 هذه مجموعة يوجين كونين التي قامت بهذا ،
34: 00.0 حاول القيام به
02.2 34: نظرة على توزيع ما كل هذه الأنواع من البروتين
34: 05.1 في الخلايا الحية حاليًا
34: 06.3 ثم قم بالإسقاط في الوقت المناسب
34: 08.2 لنرى متى يمكن أن يكونوا قد تطوروا.
34: 10.3 وهناك بعض فئات البروتينات
34: 12.3 التي ترونها هنا بهذه الخطوط الوردية
34: 14.2 الموجودة في البكتيريا والعتيقة وحقيقيات النوى ،
34: 17.1 ولذا يجب أن يكونوا حاضرين في LUCA ،
34: 19.0 في آخر سلف مشترك عالمي.
34: 21.1 ولكن هناك عائلة بروتين معينة هنا ،
34: 24.1 يظهر باللون البني ،
34: 26.0 التي تحتوي على كل من الميوسين والأنواع ،
34: 30.0 ومن ثم يحتوي أيضًا على مجموعة كبيرة من قواعد GTPases الأخرى
34: 32.1 التي نربطها بوظائف حقيقية النواة على وجه التحديد
34: 34.3 - راس ، بروتينات راب التي تشارك في تهريب الأغشية ،
34: 38.3 بروتينات Rho المتورطة
34: 40.2 في تنظيم واسع النطاق لقطبية الخلية -
34: 44.0 كل هذه الأشياء تأتي من
34: 46.1 نفس الفرع الضيق نسبيًا من P-loop NTPases.
34: 49.2 إذن ، تفسير واحد محتمل
34: 53.2 لماذا تختلف حقيقيات النوى وبدائيات النوى عن بعضها البعض
34: 55.3 لأن البروتينات هي الأفضل
34: 58.1 لتصبح محركات متدرجة
35: 00.2 من النوع المألوف من حقيقيات النوى
35: 02.2 يحدث في هذا الفرع من البروتينات
35: 05.1 التي لم تتطور حتى السلف حقيقية النواة
35: 07.1 قد انفصلوا بالفعل.
35: 09.3 من المغري جدا التكهن
35: 11.1 أن هذه الفئة معينة من البروتينات
35: 12.2 التي لا تشمل فقط الميوسينات و kinesins ،
35: 15.3 ولكن أيضًا كل هذه القواعد التنظيمية GTPases ،
35: 19.0 قد يكون جزءًا مما يجعل حقيقيات النوى ما نحن عليه.
35: 22.2 الآن ، أود أن أشير بالطبع ،
35: 24.3 هناك الكثير من عائلات البروتين الأخرى
35: 26.2 غير مشتركة بين حقيقيات النوى وبدائيات النوى
35: 28.1 - حوالي 50 فئة أخرى من البروتينات
35: 30.1 تم تحديدها حتى الآن -
35: 31.1 ومع ذلك ، أعتقد ، ميكانيكيًا ،
35: 33.0 هذه مجموعة مثيرة للاهتمام بشكل خاص
35: 36.1 لتوليد التنويع المورفولوجي على وجه التحديد
35: 37.3 على مستوى الخلايا
35: 40.1 وعلى مستوى الكائنات الكاملة.
35: 43.1 الآن ، لا أقصد أن أقول إن البكتيريا ليس لديها محركات
35: 45.2 للبكتيريا محركات مذهلة.
35: 47.1 للبكتيريا العضو الدوار السوطي ،
35: 49.2 وهي بنية معقدة للغاية ،
35: 52.0 الأمر أكثر تعقيدًا حتى من Dynein ،
35: 54.1 قادر على الدوران بسرعة 200 هيرتز
35: 56.0 وتتكون من أكثر من 40 منتجًا جينيًا مختلفًا.
36: 00.1 تمتلك البكتيريا أيضًا محركات قوية للغاية
36: 02.2 مثل المحرك الذي يقود الوخز ،
36: 05.3 عن طريق سحب هذا النوع الرابع من الشعيرات ،
36: 08.1 وهذا شيء فيه محرك واحد
36: 10.1 تتفاعل مع خيوط
36: 12.2 الذي يمتد من.
36: 14.1 يمتد عبر غلاف البكتيريا
36: 17.1 قادرة على توليد ما يصل إلى 100 بيكو نيوتن من القوة ،
36: 20.0 فقط من الحركة
36: 23.0 لهيكل خيط واحد ممتد.
36: 26.0 لذلك ، يمكن أن تكون المحركات في البكتيريا قوية جدًا ،
36: 28.1 كفاءة عالية ،
36: 29.3 ومعقدة للغاية ،
36: 31.2 ومع ذلك يبدو أنهم جميعًا يقومون بأشياء على سطح البكتيريا.
36: 34.2 لا يبدو أن أيًا منهم يفعل أي شيء في السيتوبلازم.
36: 37.1 لذا بطريقة ما هذه مسألة التنويع المورفولوجي ،
36: 40.1 حول كيفية الحصول على هياكل معقدة داخل الخلايا ،
36: يبدو أن 43.1 مترابط على الأقل
36: 45.1 مع وجود محركات السائر الخطية لبروتينات الهيكل الخلوي
36: 50.2 في حقيقيات النوى ،
36: 51.2 ولا يوجد مكافئ حقيقي في بدائيات النوى.
36: 54.0 وكما تعلمون ، مرة أخرى ، يمكنني التكهن بعنف
36: 55.3 حول سبب وجود هذا الاختلاف ،
36: 59.0 ولكن مع ذلك فإن هذا ارتباط مقنع إلى حد ما.
37: 02.3 لا يتعلق الأمر بالتعقيد أو أي شيء من هذا القبيل ،
37: 05.1 ولكن في الحقيقة فقط بسبب الوجود أو الغياب
37: 07.1 من عائلة البروتين هذه.
37: 11.1 حسنًا ، هذه ، بشكل عام ، الفرضية ، مرة أخرى ،
37: 14.0 أننا بحاجة إلى نوى ومحركات جزيئية
37: 15.3 لدفع أشياء مثل المغزل الانقسامي ،
37: 18.2 أو مثل زهور النجمة الدقيقة ،
37: 19.2 أو ما شابه ذلك من حزم متوازية من خيوط الهيكل الخلوي
37: 23.1 التي تعطي حقيقيات النوى تعقيدًا شكليًا ،
37: 25.1 وقد قدمت هذا الادعاء
37: 28.2 أنه لا توجد هياكل من هذا النوع ، مرة أخرى ،
37: 30.0 مع استثناءات طفيفة جدًا ،
37: 32.0 تم العثور عليها حتى الآن في الحيز السيتوبلازمي في البكتيريا.
37: 37.3 أنا أركز بالطبع
37: 39.1 حول دور الهيكل الخلوي في كل هذا ،
37: 41.1 لكن الأمر يستحق التفكير ربما في أنواع أخرى من التفسيرات
37: 43.2 للفرق ،
37: 45.0 وشيء واحد قد يكون مرتبطًا حقًا
37: 46.2 هو حقيقة أنه لوحظ في البكتيريا ،
37: 48.2 حيث بالطبع الكروموسوم
37: 52.0 جزء لا يتجزأ من السيتوبلازم
37: 53.3 ولا يوجد غشاء نووي يفصل الكروموسوم
37: 56.2 من السيتوبلازم ،
37: 57.3 في الحالات التي تم توثيقها جيدًا ،
37: 59.1 الكروموسوم البكتيري منظم للغاية.
38: 02.1 وأول تلميحات لذلك جاءت من هذه الدراسات في كولوباكتر ،
38: 05.1 يظهر وجود كروموسوم بكتيري دائري
38: 08.1 التي تم تمييزها بفلوروفورات مختلفة
38: 11.2 في مواقع محددة سوف تنظم نفسها بالفعل
38: 14.1 في كل خلية داخل مستعمرة بكتيرية
38: 17.2 مثل تلك العلامات الموجودة على الكروموسوم
تم العثور على جميع 38: 19.1 في نفس الترتيب.
38: 20.3 بمعنى آخر ، الكروموسوم البكتيري
38: 22.1 معبأة في الزنزانة
38: 24.1 بطريقة منظمة للغاية ومنتظمة للغاية
38: 26.2 يمكن أن توفر معلومات مكانية
38: 29.1 لاستهداف أنواع أخرى من الهياكل تحت الخلوية ،
38: 31.2 على سبيل المثال ، للقطبين
38: 33.2 أو إلى منطقة الحاجز الوليدة.
38: 36.1 لذلك ، كما تعلمون ، هناك طريقة ممكنة
38: 39.1 لتوحيد هاتين الفكرتين
38: 41.2 هو أنه في مرحلة ما من تطور سلف حقيقيات النوى
38: 43.3 حدث شيء ما
38:46.0 التي مكنت الغلاف النووي من الدخول
38: 49.1 أو بطريقة ما فصل الكروموسوم
38: 51.3 من السيتوبلازم ،
38: 53.1 وإذا كانت الخلايا البكتيرية والخلايا البدائية
38: 55.1 يعتمدون بشكل أساسي على كروموسومهم
38: 57.1 كمبدأ تنظيمهم الرئيسي
38: 59.0 فيما يتعلق بمكان وضع الأشياء في السيتوبلازم ،
39: 00.3 ثم عندما حدث هذا الانفصال ،
39: 03.2 الخيوط الصغيرة التي تركت في السيتوبلازم ،
39: 06.0 أن البكتيريا كانت تفعله فقط
39: 08.0 أشياء تافهة إلى حد ما
39: 09.2 لمعرفة مكان التقسيم
39: 11.1 وكيفية تحديد الشكل العام
39: 13.1 حيث يتم وضع جدار الخلية ،
39: 14.2 هؤلاء الرجال تركوا بأنفسهم في السيتوبلازم.
39: 16.1 ليس لديهم معالم ،
39: 17.3 لم يكن لديهم كروموسوم ليخبرهم أين كان أي شيء ،
39: 19.1 وهكذا كان عليهم بطريقة ما معرفة ذلك
39: 21.2 كيف تصنع هياكل كبيرة الحجم
39: 23.2 مثل زهور النجمة ، مثل الحزم ، مثل المغازل ،
39: 26.2 يمكن أن تساعدهم على تنظيم أنفسهم
39: 29.1 في السيتوبلازم ،
39: 30.2 في حالة عدم وجود معلومات من الكروموسوم.
39: 34.0 حسنًا ، كما قلت ، كانت هذه تكهنات جامحة ،
39: 36.0 لكن أحد الأشياء التي أعتقد أنها ممتعة في هذا الأمر
39: 38.3 أنها تكهنات جامحة لا يمكن دحضها على الإطلاق.
39: 41.1 لذا أود أن أقدم لكم تحديًا شخصيًا
39: 43.2 للبحث عنه ومحاولة العثور عليه
39: 46.2 إما محرك متدرج للهيكل الخلوي
39: 48.1 الذي يمشي على خيوط الهيكل الخلوي البكتيري
39: 50.2 بطريقة مشابهة لما كينيسين أو ميوسين
39: 53.1 يفعل في الخلايا حقيقية النواة ،
39: 55.0 وإلا للعثور على نواة منظمة
39: 57.2 من أي من خيوط الهيكل الخلوي البكتيرية.
40: 00.0 يبحث الكثير من الأشخاص الأذكياء بطرق مختلفة
40: 02.1 خلال العشرين سنة الماضية على الأقل
40: 05.0 وعلى حد علمي ،
40: 06.3 لم يعثر أحد حتى الآن على أي بروتينات في إحدى هذه الفئات.
40: 08.2 الآن ، هذا بالتأكيد لا يعني أنهم ليسوا هناك ،
40: 10.2 ولكن هذا يعني أنه إذا تم العثور على أي من هذه الأشياء ،
40: 13.0 سيكون هذا دليلًا قاطعًا تمامًا على فرضيتي الكبيرة والمجنونة
40: 16.2 خطأ.
40: 18.0 لذا ، يرجى محاولة إثبات أنني مخطئ ،
40: 20.1 وإذا وجدت أحد هذه الفئات من البروتينات ،
40: 22.1 محرك متدرج للهيكل الخلوي البكتيري
40: 24.1 أو نواة منظمة بكتيرية ،
40: 26.0 برجاء إرسال بريد إلكتروني إليّ وإعلامي.
40: 28.0 أحب أن أسمع عنها.
40: 29.2 وإذا فعلت ذلك ، سأرسل لك شخصيًا
40: 32.0 باقة زهور كبيرة
40: 33.2 و ايضا مبروك القلبية
40: 35.1 لأخذ خطوة أخرى للأمام
40: 37.1 لمحاولة فهم أحد هذه الأسئلة الكبرى
40: 39.1 حول لماذا تبدو الخلايا على الأرض مختلفة جدًا
40: 41.1 من بعضنا البعض.
40: 42.2 شكرا لك.

  • الجزء الأول: بوليمرات البروتين والخلايا الزاحفة وذيول المذنب

بيولوجيا الخلية التنظيمية

Ca 2+ - الفرز والنقل في TGN

يتم تجنيد بروتينات نمذجة الأكتين السيتوبلازمية ADF / cofilin أو متماثلاتها في الذباب ، إلى TGN حيث تكون مطلوبة لفرز مجموعة فرعية من البضائع بالتنسيق مع الأكتين وناقل Ca 2+ ، SPCA1 (فون بلوم وآخرون.، 2011). ينظم SPCA1 تدفق Ca 2+ إلى TGN. تتضمن الحمولة التي تم فرزها بهذه الطريقة مجموعات فرعية محددة من بروتينات Ca 2+ الملزمة وغير الملزمة. تتضمن آلية الفرز المقترحة قطع خيوط الأكتين لتحرير أو تنشيط SPCA1 لضخ الكالسيوم 2+ لإنشاء بيئات أيونية محلية لفرز البضائع في تجويف TGN.


الأسباب الوراثية لأمراض الكلى المزمنة

المقصورة النووية

الصفيحة النووية هي شبكة ليفية كثيفة من البروتينات الهيكلية التي تبطن الغشاء النووي الداخلي للخلايا حقيقية النواة. 215 لامين أ (LMNA) هو أحد المكونات الأساسية للصفيحة النووية التي تعمل كجزيء سقالة للمساعدة في تنظيم الكروماتين. 215 الطفرات المسببة للأمراض في LMNA تم التعرف على أسباب الحثل الشحمي الجزئي العائلي (FPLD) مع أمراض الكلى ، وهي متلازمة تتميز بالحثل الشحمي الجزئي ، واعتلال الكلية البروتيني ، واعتلال عضلة القلب ، والاعتلال العضلي غير النمطي. 215 يظهر الأفراد المصابون المرض في مرحلة المراهقة حتى مرحلة البلوغ ، ويمكن أن تظهر أنسجة الكلى التصلب الكبيبي وتكاثر الميزانق (الجدول 7.7). 215 على الرغم من أن آليات المرض ليست مفهومة تمامًا ، يشارك lamin A في مجموعة متنوعة من العمليات الخلوية التي قد تكون غير منظمة بما في ذلك تنظيم دورة الخلية ، وتنظيم الكروماتين ، وتكرار الحمض النووي ، وتمايز الخلايا ، وموت الخلايا المبرمج. 215


المواد والأساليب

نجم البحر (أسترينا ميناتا) من بوديجا باي ، كاليفورنيا. تم حقن البويضات بشكل كمي باستخدام ماصات الزئبق (Hiramoto ، 1962 Terasaki and Jaffe ، 1993 لمزيد من التفاصيل حول الحقن المجهري ، انظر http://egg.uchc.edu/injection). للحث على النضج ، تعرضت البويضات إلى 1 ميكرومتر 1-MA (سيغما ، سانت لويس ، MO).

بالنسبة للتجربة الموضحة في الشكل 2 ، تم تصوير البويضات بمجهر ثنائي الفوتون. تم قفل ليزر Mira 900-F من التيتانيوم والياقوت الذي تم ضخه بواسطة ليزر أيون AR عند 8 واط لجميع الخطوط المرئية (Coherent Laser Group ، سانتا كلارا ، كاليفورنيا) في وضع مغلق عند 76 ميجاهرتز ومقترن برأس مسح ضوئي MRC 600 (Bio-Rad ، Cambridge ، MA) حيث تم استبدال ثلاث مرايا عازلة للكهرباء بمرايا من الألومنيوم. لتصوير البويضات المسمى ديكستران رودامين ، تم ضبط الليزر إلى 830 نانومتر مع 20 ميغاواط من متوسط ​​الطاقة. تم استخدام عدسة موضوعية 20 × NA 0.75 Plan-Neofluar (Zeiss ، Thornwood ، NY). كانت معلمات المسح تكبير 2 ونصف مربع الحجم. بالنسبة لجميع التجارب الأخرى ، تم إجراء التصوير باستخدام مجهر متحد البؤر MRC 600 مقترنًا بمجهر قائم (أكسيوسكوب ، زايس) ، باستخدام ليزر كريبتون أرغون. تم استخدام عدسة موضوعية Zeiss 40 × NA 1.3 Plan-Neofluar للتصوير.

تم الحصول على ديكسترانس الفلوريسنت من مجسات جزيئية (يوجين ، أو) وتم الاحتفاظ بها كتركيزات مخزون من 5-10 مجم / مل في محلول الحقن (100 ملي غلوتامات البوتاسيوم ، 10 ملي مولار HEPES ، درجة الحموضة 7). كانت طرق التعبير عن الوهم XXXX (GFP) عن طريق حقن mRNA مماثلة لتلك الموصوفة سابقًا (Terasaki وآخرون.، 1996). تم نسخ RanGAP-GFP mRNA في المختبر باستخدام مجموعة mMessage mMachine (Ambion ، Austin ، TX). بعد حقن 10 ميكروغرام / مل (التركيز النهائي) مرنا ، تم تحضين البويضات طوال الليل عند 18-20 درجة مئوية للتعبير.

لتجارب وضع العلامات المزدوجة (الشكل 4) ، تم حقن 70-كيلو دالتون رباعي ميثيل رودامين ديكستران في البويضات معربًا عن RanGAP-GFP بتركيز نهائي قدره 25 ميكروغرام / مل. تم تصوير البويضات باستخدام مجموعة مرشح K1 K2. تم تعيين المجهر متحد البؤر لجمع الصور كل 7 ثوان. تم تبديل عجلة مرشح الإثارة يدويًا بين مرشحات تمرير النطاق 488 و 568 نانومتر بحيث تم جمع صور GFP والرودامين بشكل منفصل على فترات 14 ثانية. نتج عن الإثارة الفردية صورة أكثر إشراقًا لـ GFP مما يتم الحصول عليه باستخدام المرشحات للإثارة المزدوجة. تم تصوير البويضات باستخدام عدسة موضوعية 40 × NA 1.3 Plan-Neofluar. تم تحليل بيانات الصورة بواسطة المجال العام المعاهد الوطنية لبرنامج الصور الصحية (متاح على http://rsb.info.nih.gov/nih-image/) وبرنامج Kaleidagraph (Synergy Software، Reading، PA).

لتحديد معامل النفاذية لإدخال 70 كيلو دالتون خلال المرحلة الأولى ، تم تطبيع البيانات الخاصة بتألق 70 كيلو دالتون في GV بحيث كانت القيمة الأولية 0 والقيمة النهائية كانت 1. لتحويل ثابت الاسترداد الأسي ك لمعامل النفاذية ، المعادلة ك = 3ص/ر تم استخدامه (بيترز ، 1984) ، حيث صهو معامل النفاذية و ر هو نصف قطر نواة نجم البحر (35 ميكرومتر). لحساب معامل النفاذية لبيانات إدخال ديكستران 70 كيلو دالتون ، استخدمنا المعادلة: معدل تغير التركيز = 3ص/ر، أين ز = تدرج التركيز. تم تحديد التدفق عن طريق قياس منحدر دخول ديكستران في كل نقطة زمنية.

تم إجراء عمليات محاكاة الكمبيوتر لنشر ديكستران 70 كيلو دالتون باستخدام بيئة نمذجة "الخلية الافتراضية" (http://nrcam.uchc.edu). تم تصميم الفتحة المتوسعة بالصيغة س = 2πر 2 (1 - كوس θ) ، أينس هي مساحة جزء منفذ من السطح ، θ = πر / ت, ر هو الوقت الحالي ، وتي هو الوقت الذي يصبح فيه السطح بأكمله منفذاً (في هذه المحاكاة التي استخدمناها تي = 35 ث). ينتج عن هذا ثقب مفتوح بشكل مطرد. أعطت بعض التجارب ذات الفتحة غير الخطية نتائج أقل اتساقًا مع البيانات. تتوفر أوصاف نموذج الخلية الافتراضية المستخدمة لمحاكاة GVBD على http://room2.mbl.edu/gvbd/. استخدمنا معامل انتشار لـ 70 كيلو دالتون ديكستران في العصارة الخلوية بمقدار 20 ميكرومتر 2 ثانية -1 تم الحصول عليها عن طريق الاستقراء من القيم المعروفة للسكريات الصغيرة (Weast ، 1972) بناءً على العلاقة التي يتناسب معامل الانتشار عكسياً مع الجذر التكعيبي من الوزن الجزيئي ثم تقليل هذه القيمة أربعة أضعاف ، وهي نسبة لزوجة العصارة الخلوية إلى تلك الخاصة بالماء (Luby-Phelps وآخرون., 1986).


هذه الدراسة المجهري للقوة الذرية (AFM) مكرسة لتحليل مكونات الهيكل الخلوي لخلية سرطان مبيض الفأر وتأثير كل من خيوط الأكتين والأنابيب الدقيقة على سلوك تشوه الخلية. تُظهر الخلايا السرطانية غير السرطانية في المرحلة المبكرة وفرة من الهياكل الهيكلية الخلوية جيدة التنظيم تتكون من كل من خيوط الأكتين والأنابيب الدقيقة. في تناقض حاد ، تظهر الخلايا التي تمثل مراحل متأخرة وأكثر عدوانية من السرطان هياكل أكتين وأنابيب غير منظمة للغاية. باستخدام الأدوية التي تستهدف الخيوط الدقيقة من الأكتين ، جنبًا إلى جنب مع حمض الهيدروكساميك suberoylanilide (SAHA) والأدوية المضادة للسرطان التيوباستاتين A ، قمنا بتعديل الإطار المعماري للخلية وأجرينا اختبارات المسافة البادئة النانوية لتقييم مرونة الخلية ولزوجتها كدالة لكل بوليمر حيوي الوجود المرجح. تظهر النتائج أن كلا الخواص الميكانيكية تتأثر بشدة بمستويات وحالة تنظيم خيوط الأكتين الدقيقة مما يقلل من تنظيم الأكتين للخلايا ينتج عنه انخفاض بنسبة 85٪ و 79٪ في مرونة الخلية ولزوجتها ، على التوالي. في المقابل ، تبين أن تنظيم الأنابيب الدقيقة يمارس تأثيرات هامشية فقط على أي من الممتلكات. علاوة على ذلك ، تبين أن العقار المضاد للسرطان ، SAHA ، له تأثير ضئيل على الاستجابة اللزجة المرنة للخلايا السرطانية. أخيرًا ، أبلغنا لأول مرة أن tubastatin A ، وهو مثبط محدد لـ HDAC6 ، زاد من مرونة الخلية كما كشفت عنه اختبارات AFM دون إجراء تغييرات جذرية على شبكات الأكتين الدقيقة أو شبكات الأنابيب الدقيقة. تثير النتائج التي توصلنا إليها الاهتمام بهدف HDAC6 المحتمل الذي يؤثر على الميكانيكا الخلوية بنفس فعالية مكونات الهيكل الخلوي المعروفة تقليديًا.

  • الأكتين
  • سرطان
  • الهيكل الخلوي
  • مرونة
  • الميكروفيلامين
  • المجهر ، القوة الذرية
  • أنابيب مجهرية
  • الفئران
  • اللزوجة
  • سرطان المبيض
  • فورنوستات
  • الخلايا السرطانية الخبيثة
  • لزوجة مطاطية
  • النزاهة الشخصية
  • هيستون ديسيتيلاز 6

أساسيات علم الأحياء الدقيقة

سيتوبلازم ، تضمين وفراغات سيتوبلازم ، سيتوكلتون

يشير مصطلح السيتوبلازم إلى كل شيء بين غشاء الخلية والغلاف النووي. يتكون السيتوبلازم من الماء والبروتينات بما في ذلك الإنزيمات والفيتامينات والأيونات والأحماض النووية وسلائفها والأحماض الأمينية وسلائفها والسكريات والكربوهيدرات ومشتقاتها والأحماض الدهنية ومشتقاتها. إنه بمثابة حاوية سائلة لعضيات الخلية والمواد الخلوية الأخرى. إنه عديم الملامح نسبيًا بالمجهر الإلكتروني - على الرغم من إمكانية رؤية حبيبات صغيرة. هذه هي المنطقة التي يتم فيها تنفيذ كل عمل الخلية وتحتوي على جميع المواد الكيميائية والهياكل للقيام بهذا العمل. الأشياء التي تحدث في هذا المجال هي تخليق البروتين ، وتخليق الحمض النووي والحمض النووي الريبي (RNA) ، ونقل الطاقة ، والتحضير لانقسام الخلايا. تتكون الخلية بدائية النواة بشكل أساسي من السيتوبلازم حيث لا تحتوي إلا على عدد قليل من الهياكل المحددة بوضوح

12.3 شوائب السيتوبلازم

غالبًا ما يحتوي السيتوبلازم للخلايا البدائية على نوع أو آخر من أنواع حبيبات التضمين (الجدول 12.1). الادراج عبارة عن حبيبات مميزة قد تشغل جزءًا كبيرًا من السيتوبلازم. عادة ما تكون حبيبات التضمين مواد احتياطية من نوع ما. على سبيل المثال ، يمكن تخزين الكربون واحتياطيات الطاقة على هيئة جليكوجين (بوليمر جلوكوز) أو على هيئة حبيبات حمض بولي بيتاهيدروكسي بيوتريك (نوع من الدهون). بعض الأجسام المتضمنة هي في الواقع حويصلات غشائية أو تدخلات في السيتوبلازم والتي تحتوي على أصباغ أو إنزيمات التمثيل الضوئي.

12.3.1 بولي-بيتا هيدروكسي ألكانات (PHA)

إن PHA ، أحد أكثر محتويات التخزين شيوعًا هو في الواقع بوليمر طويل من الوحدات الكارهة للماء التي يمكن أن تحتوي على سلاسل كربون مختلفة مرتبطة بها. الشكل الأكثر شيوعًا لهذه الفئة من البوليمرات هو بولي بيتا هيدروكسي بوتيرات الذي يحتوي على مجموعة ميثيل كسلسلة جانبية للجزيء. تحتوي بعض بوليمرات PHA على صفات تشبه البلاستيك وهناك بعض الاهتمام باستغلالها كشكل من أشكال البلاستيك القابل للتحلل. وظيفة PHA في البكتيريا كمنتج لتخزين الطاقة والكربون. مثلما نقوم بتخزين الدهون ، تخزن البكتيريا PHA.

الجليكوجين هو منتج شائع آخر لتخزين الكربون والطاقة. يقوم البشر أيضًا بتصنيع واستخدام الجليكوجين. الجليكوجين هو بوليمر من وحدات الجلوكوز المتكررة.

12.3.3 كريات الفوسفات والكبريت

سوف تتراكم العديد من الكائنات الحية حبيبات متعدد الفوسفات ، لأن هذا عنصر غذائي مقيد في البيئة. الكريات هي سلاسل طويلة من الفوسفات. غالبًا ما تستخدم بكتيريا التمثيل الضوئي التي لا تطور الأكسجين الكبريتيدات كمصدر للإلكترونات. بعضها يتراكم كريات الكبريت. قد تتأكسد هذه الكريات لاحقًا وتختفي إذا جف تجمع الكبريتيد.

الجدول 12.1 الادراج السيتوبلازمية الموجودة في البكتيريا

الهيكل الخلوي هو "سقالة" خلوية أو "هيكل عظمي" موجود داخل السيتوبلازم ويتكون من البروتين. الهيكل الخلوي موجود في جميع الخلايا التي كان يعتقد في السابق أنها فريدة من نوعها بالنسبة لحقيقيات النوى (الشكل 12.3) ، ولكن الأبحاث الحديثة حددت الهيكل الخلوي بدائية النواة أيضًا. إنها بنية ديناميكية تحافظ على شكل الخلية ، وتحمي الخلية ، وتمكّن الحركة الخلوية (باستخدام هياكل مثل الأسواط ، والأهداب ، والأرجل الصفيحية) ، وتلعب أدوارًا مهمة في كل من النقل داخل الخلايا (حركة الحويصلات والعضيات ، على سبيل المثال) والخلوية قطاع.


التين .12.3 الهيكل الخلوي حقيقيات النوى

12.4.1 الهيكل الخلوي حقيقيات النوى

12.4.1.1 خيوط الأكتين / الخيوط الدقيقة

يبلغ قطرها حوالي 6 نانومتر ، ويتكون هذا النوع من الخيوط من سلسلتين متشابكتين. تتركز الأغشية الدقيقة تحت غشاء الخلية مباشرة ، وهي مسؤولة عن مقاومة التوتر والحفاظ على الشكل الخلوي ، وتشكيل النتوءات السيتوبلازمية (مثل الأرجل الكاذبة والميكروفيلي) ، والمشاركة في بعض الوصلات من خلية إلى خلية أو خلية إلى مصفوفة. بالاقتران مع هذه الأدوار الأخيرة ، تعد الخيوط الدقيقة ضرورية للتنقل. كما أنها مهمة أيضًا للحركة الخلوية (على وجه التحديد ، تشكيل ثلم الانقسام) ، إلى جانب الميوسين ، الانقباض العضلي. تساعد تفاعلات الأكتين / الميوسين أيضًا على إنتاج تدفق السيتوبلازم في معظم الخلايا. تعمل الأنابيب الدقيقة كأحزمة ناقلة تنقل العضيات الأخرى عبر السيتوبلازم ، وهي المكونات الرئيسية للأهداب والسوط ، وتشارك في تكوين ألياف المغزل أثناء انقسام الخلايا (الانقسام).


12.4.1.2 شعيرات وسيطة

هذه الخيوط ، التي يبلغ قطرها حوالي 10 نانومتر ، أكثر استقرارًا (مرتبطة بقوة) من خيوط الأكتين ، والمكونات غير المتجانسة للهيكل الخلوي.على الرغم من أن القليل من العمل قد تم إجراؤه على الخيوط الوسيطة في النباتات ، إلا أن هناك بعض الأدلة على وجود خيوط وسيطة عصارية خلوية ، وتم اكتشاف خيوط نووية نباتية. مثل خيوط الأكتين ، تعمل في الحفاظ على شكل الخلية عن طريق تحمل التوتر (الأنابيب الدقيقة ، على النقيض من ذلك ، مقاومة الضغط). قد يكون من المفيد التفكير في الخيوط الدقيقة والمتوسطة ككابلات ، والأنابيب الدقيقة كحزم دعم خلوية. تنظم الخيوط الوسيطة البنية ثلاثية الأبعاد الداخلية للخلية ، وترسيخ العضيات وتعمل كمكونات هيكلية للصفيحة النووية والقسيم العضلي. يشاركون أيضًا في بعض تقاطعات الخلية الخلوية والمصفوفة الخلوية.

الأنابيب الدقيقة عبارة عن أسطوانات مجوفة يبلغ قطرها حوالي 23 نانومتر (التجويف = حوالي 15 نانومتر في القطر) ، وتشتمل في الغالب على 13 خيوطًا أولية والتي بدورها عبارة عن بوليمرات ألفا وبيتا توبولين. لديهم سلوك ديناميكي للغاية ، ملزم GTP من أجل البلمرة. عادة ما يتم تنظيمها بواسطة الجسيم المركزي. في تسع مجموعات ثلاثية (على شكل نجمة) ، تشكل المريكزات ، وفي تسعة أزواج موجهة حول اثنين من الأنابيب الدقيقة الإضافية (على شكل عجلة) تشكل أهداب وسوط. يُشار إلى التكوين الأخير عادةً على أنه ترتيب "9 + 2" ، حيث يتم توصيل كل مزدوج بآخر بواسطة بروتين داينين. نظرًا لأن كلا من الأسواط والأهداب مكونات هيكلية للخلية ، ويتم الحفاظ عليها بواسطة الأنابيب الدقيقة ، فيمكن اعتبارها جزءًا من الهيكل الخلوي.

12.4.2 الهيكل الخلوي بدائية النواة

كان يُعتقد سابقًا أن الهيكل الخلوي هو سمة من سمات الخلايا حقيقية النواة فقط ، ولكن تم العثور مؤخرًا على متماثلات لجميع البروتينات الرئيسية للهيكل الخلوي حقيقية النواة في بدائيات النوى. على الرغم من أن العلاقات التطورية بعيدة جدًا لدرجة أنها ليست واضحة من مقارنات تسلسل البروتين وحدها ، فإن التشابه بين هياكلها ثلاثية الأبعاد والوظائف المماثلة في الحفاظ على شكل الخلية وقطبها يوفر دليلًا قويًا على أن الهياكل الخلوية حقيقية النواة وبدائية النواة متجانسة حقًا. ومع ذلك ، فإن بعض الهياكل في الهيكل الخلوي البكتيري ربما لم يتم تحديدها بعد (الشكل 12.5).

كان FtsZ أول بروتين في الهيكل الخلوي بدائية النواة يتم التعرف عليه. مثل tubulin ، تشكل FtsZ خيوطًا في وجود GTP ، لكن هذه الخيوط لا تتجمع في أنابيب. أثناء انقسام الخلية ، يكون FtsZ هو أول بروتين ينتقل إلى موقع الانقسام ، وهو ضروري لتجنيد البروتينات الأخرى التي تصنع جدار الخلية الجديد بين الخلايا المنقسمة.

تشارك البروتينات الشبيهة بالأكتين بدائية النواة ، مثل MreB ، في الحفاظ على شكل الخلية. تحتوي جميع البكتيريا غير الكروية على جينات تشفر البروتينات الشبيهة بالأكتين ، وتشكل هذه البروتينات شبكة حلزونية أسفل غشاء الخلية توجه البروتينات المشاركة في التخليق الحيوي لجدار الخلية. تقوم بعض البلازميدات بتشفير نظام تجزئة يتضمن بروتين شبيه بالأكتين بارم. تُظهر خيوط ParM عدم استقرار ديناميكي ، وقد تقسم DNA البلازميد إلى الخلايا الوليدة المنقسمة بآلية مماثلة لتلك المستخدمة بواسطة الأنابيب الدقيقة أثناء الانقسام حقيقية النواة.

تحتوي بكتيريا Caulobacter crescentus على بروتين ثالث ، وهو crescentin ، والذي يرتبط بالخيوط الوسيطة للخلايا حقيقية النواة. يشارك Crescentin أيضًا في الحفاظ على شكل الخلية ، مثل الأشكال الحلزونية والفايبرويد للبكتيريا ، ولكن الآلية التي يتم بها ذلك غير واضحة حاليًا.


أ) تحتوي خلايا مثل Staphylococcus aureus على بروتين الانقسام الشبيه بتوبيولين FtsZ ، والذي يوجد تقريبًا في جميع البكتيريا eubacteria. بينما تشكل FtsZ بنية على شكل حلقة (زرقاء) أثناء انقسام الخلية المطلوبة لعملية الانقسام ، يبدو أنها لا تضفي أي شكل على الخلايا غير المنقسمة. لذلك ، فإن معظم الخلايا التي تحتوي على FtsZ كعنصر الهيكل الخلوي الوحيد تكون كروية.

ب) عند وجود متماثلات MreB الشبيهة بالأكتين ، يمكن للخلايا أن تأخذ شكلًا على شكل قضيب مثل تلك التي تظهر في الإشريكية القولونية. غالبًا ما تظهر MreB ومثيلاتها على شكل هياكل حلزونية داخل الخلايا (حمراء) عند عرضها بالمجهر الفلوري.

فلاجيلا (سوط المفرد) عبارة عن هياكل بروتينية خيطية متصلة بسطح الخلية توفر حركة السباحة لمعظم بدائيات النوى المتحركة. سوط بدائية النواة أرق بكثير من سوط حقيقيات النواة ، ويفتقرون إلى الترتيب النموذجي 9 + 2 للأنابيب الدقيقة. يبلغ قطر سوط بدائية النواة حوالي 20 نانومتر ، وهو أقل بكثير من قوة التحليل للميكروسكوب الضوئي. ما يقرب من نصف العصيات وجميع البكتيريا الحلزونية والمنحنية متحركة عن طريق الأسواط. في البكتيريا (الشكل 12.6) ، يمكن توزيع الأسواط بشكل مختلف على سطح الخلايا البكتيرية في أنماط مميزة ، ولكن السوط يكون في الأساس إما قطبيًا (سوط واحد أو أكثر ينشأ من أحد قطبي الخلية أو كليهما) أو صفاقيًا (سوطًا جانبيًا موزعًا على سطح الخلية بأكمله).


التعبير عن خيوط الكيراتين والفيمنتين الوسيطة في الخلايا الظهارية لمثانة الأرانب في مراحل مختلفة من تطور الورم الناجم عن البيرين من بنزو

إن ظهارة مثانة الأرانب ، التي نمت على المواد الهلامية الكولاجينية وتعرضت لمادة مسرطنة كيميائية بنزو [أ] بيرين ، أنتجت بؤرًا متغيرة غير مسببة للأورام وكذلك خطوط الخلايا الظهارية الورمية خلال 120-180 يومًا في المزرعة. كشفت دراسات التألق المناعي عن وجود خيوط كيراتين واسعة النطاق في كل من الخلايا الظهارية الأولية والبؤر الظهارية المتغيرة التي يسببها بنزو [أ] البيرين ولكنها لم تظهر أي خيوط فيمنتين يمكن اكتشافها. تم تأكيد عدم وجود تعبير vimentin في هذه الخلايا بواسطة الرحلان الكهربائي للهلام ثنائي الأبعاد. في المقابل ، أظهر تلطيخ التألق المناعي لخط الخلية الظهارية للمثانة الأرانب المحولة بالبيرين ، RBC-1 ، انخفاضًا في الكيراتين الخيطي المصاحب للتعبير عن خيوط الفيمنتين. تم إنشاء الطبيعة الظهارية لخط الخلية هذا من خلال ملاحظة أن الخلايا المحقونة في الفئران العارية شكلت أورامًا غدية متمايزة جيدًا. أظهرت الأقسام المجمدة من هذه الأورام تلطيخًا قويًا بأجسام مضادة لمضادات الكيراتين ، ولكن لا يوجد تلطيخ يمكن اكتشافه باستخدام الأجسام المضادة المضادة للفم. أظهرت هذه النتائج تعبيرًا تفاضليًا لنوع الخيوط الوسيطة في الخلايا في مراحل مختلفة من تطور الأورام وفي الخلايا المحفوظة في بيئات نمو مختلفة. من الواضح أنه من الأفضل دراسة التعبير عن الخيوط الوسيطة خلال تطور الأورام باستخدام نظام نموذج في الجسم الحي بالتوازي مع دراسات الاستزراع.


شاهد الفيديو: الانماط الوراثية المعقدة الجزء الثاني (أغسطس 2022).