De cellenbiologie Het is de tak van de biologie die alle aspecten bestudeert die verband houden met het celleven. Dat wil zeggen, met de structuur, functie, evolutie en het gedrag van de cellen waaruit levende wezens op aarde bestaan; met andere woorden, alles wat inherent is aan zijn geboorte, zijn leven en zijn dood.
Het is een wetenschap die een grote hoeveelheid kennis integreert, waaronder biochemie, biofysica, moleculaire biologie, computationele wetenschappen, ontwikkelings- en gedragsbiologie en evolutiebiologie, die elk hun eigen aanpak en hun eigen experimenteerstrategieën hebben om specifieke vragen te beantwoorden..
Omdat de celtheorie stelt dat alle levende wezens uit cellen bestaan, maakt celbiologie geen onderscheid tussen dieren, planten, bacteriën, archaea, algen of schimmels en kan ze zich concentreren op individuele cellen of op cellen die behoren tot weefsels en organen van hetzelfde meercellige individu..
Omdat het dus een experimentele wetenschap is (in plaats van beschrijvend), hangt onderzoek in deze tak van de biologie af van de beschikbare methoden voor de studie van cel-ultrastructuur en zijn functies (microscopie, centrifugatie, cultuur). in vitro, enz.)
Artikel index
Sommige auteurs zijn van mening dat de geboorte van celbiologie plaatsvond met de komst van de celtheorie die door Schleiden en Schwann in 1839 werd voorgesteld..
Het is echter belangrijk om te bedenken dat de cellen vele jaren eerder werden beschreven en bestudeerd, te beginnen met de eerste bevindingen van Robert Hooke die in 1665 voor het eerst de cellen zag die het dode weefsel van een kurkplaat vormden; en verder met Antoni van Leeuwenhoek, die jaren later monsters met verschillende micro-organismen onder de microscoop observeerde.
Na de werken van Hooke, Leeuwenhoek Schleiden en Schwann, wijdden veel auteurs zich ook aan het bestuderen van cellen, waarmee details over hun interne structuur en werking werden verfijnd: de kern van eukaryote cellen, DNA en chromosomen, mitochondriën, endoplasmatisch reticulum, Golgi-complex, enz..
In het midden van de 20e eeuw kende de moleculaire biologie aanzienlijke vooruitgang. Dit beïnvloedde dat in de jaren vijftig ook de celbiologie een aanzienlijke groei doormaakte, aangezien het in die jaren mogelijk was om cellen in stand te houden en in vitro, geïsoleerd van levende organismen.
Vooruitgang in microscopie, centrifugatie, formulering van kweekmedia, eiwitzuivering, identificatie en manipulatie van mutante cellijnen, experimenten met onder meer chromosomen en nucleïnezuren, scheppen een precedent voor de snelle opmars van celbiologie naar het huidige tijdperk.
Celbiologie is verantwoordelijk voor de studie van prokaryote en eukaryote cellen; hij bestudeert de processen van zijn vorming, zijn leven en zijn dood. Het kan zich meestal richten op signaleringsmechanismen en de structurering van celmembranen, evenals de organisatie van het cytoskelet en celpolariteit..
Het bestudeert ook de morfogenese, dat wil zeggen de mechanismen die beschrijven hoe cellen zich morfologisch ontwikkelen en hoe cellen die "rijpen" en transformeren gedurende hun leven in de loop van de tijd veranderen..
Celbiologie omvat onderwerpen die verband houden met mobiliteit en energiemetabolisme, evenals de dynamiek en biogenese van de interne organellen, in het geval van eukaryote cellen (kern, endoplasmatisch reticulum, Golgi-complex, mitochondriën, chloroplasten, lysosomen, peroxisomen, glycosomen, vacuolen, glyoxysomen, enz.).
Het omvat ook de studie van genomen, hun organisatie en nucleaire functie in het algemeen..
In de celbiologie worden de vorm, grootte en functie van de cellen waaruit alle levende organismen bestaan bestudeerd, evenals de chemische processen die erin plaatsvinden en de interactie tussen hun cytosolische componenten (en hun subcellulaire locatie) en cellen met hun omgeving..
Het betreden van het gebied van celbiologie is een eenvoudige taak wanneer rekening wordt gehouden met enkele basiskennis of essentiële concepten, omdat het hiermee en het gebruik van de rede mogelijk is om de complexe wereld van cellen diepgaand te begrijpen..
Een van de fundamentele concepten waarmee in het panorama rekening moet worden gehouden, is de opvatting dat cellen de basiseenheden van het leven zijn, dat wil zeggen dat ze de 'blokken' zijn die de constructie mogelijk maken van organismen die we 'levend' kunnen noemen en dat ze zijn allemaal gescheiden van de extracellulaire omgeving dankzij de aanwezigheid van een membraan.
Ongeacht hun grootte, vorm of functie in een specifiek weefsel vervullen alle cellen dezelfde basisfuncties die levende wezens kenmerken: ze groeien, voeden zich, hebben interactie met de omgeving en planten zich voort..
Hoewel er eukaryote cellen en prokaryote cellen zijn, die fundamenteel verschillen met betrekking tot hun cytosolische organisatie, heeft elke cel die men in gedachten heeft, allemaal, zonder uitzondering, desoxyribonucleïnezuur (DNA) in zich, een molecuul dat 'het structurele, morfologische en functionele vlakken ”van een cel.
Eukaryote cellen hebben gespecialiseerde organellen in hun cytosol voor verschillende functies die bijdragen aan hun vitale processen. Deze organellen zorgen voor de productie van energie uit het voedingsmateriaal, de synthese, verpakking en transport van veel cellulaire eiwitten en ook voor de invoer en vertering van grote deeltjes..
Cellen hebben een intern cytoskelet dat vorm behoudt, de beweging en het transport van eiwitten en de organellen die ze gebruiken aanstuurt, naast het samenwerken in de beweging of verplaatsing van de hele cel..
Er zijn eencellige en meercellige organismen (waarvan het aantal cellen zeer variabel is). Celbiologische studies richten zich meestal op "model" -organismen, die zijn gedefinieerd volgens het type cel (prokaryoten of eukaryoten) en volgens het type organisme (bacteriën, dier of plant)..
Genen maken deel uit van de informatie die wordt gecodeerd in DNA-moleculen die in alle cellen op aarde aanwezig zijn..
Deze vervullen niet alleen functies bij de opslag en het transport van de informatie die nodig is om de sequentie van een eiwit te bepalen, maar oefenen ook belangrijke regulerende en structurele functies uit..
Er is een groot aantal toepassingen voor celbiologie op gebieden als geneeskunde, biotechnologie en het milieu. Hier zijn enkele toepassingen:
Fluorescerende in situ kleuring en hybridisatie (FISH) van chromosomen kunnen chromosomale translocaties in kankercellen detecteren.
De technologie van de microarrays van DNA "chip" maakt het mogelijk om de controle van de genexpressie van de gist tijdens zijn groei te kennen. Deze technologie is gebruikt om de expressie van menselijke genen in verschillende weefsels en kankercellen te begrijpen.
Met fluorescentie gelabelde antilichamen, specifiek tegen intermediaire filamenteiwitten, maken het mogelijk om het weefsel te kennen waaruit een tumor is ontstaan. Deze informatie helpt de arts bij het kiezen van de meest geschikte behandeling om de tumor te bestrijden..
Gebruik van groen fluorescerend eiwit (GFP) om cellen in een weefsel te lokaliseren. Met behulp van recombinant-DNA-technologie wordt het GFP-gen geïntroduceerd in specifieke cellen van een compleet dier.
Er werd gekozen voor twee voorbeelden van artikelen die in het tijdschrift Nature Cell Biology Review zijn gepubliceerd. Dit zijn de volgende:
Er is ontdekt dat andere moleculen, naast de genoomsequentie, informatie tussen generaties kunnen overdragen. Deze informatie kan worden gewijzigd door de fysiologische en omgevingscondities van vorige generaties..
Er is dus informatie in het DNA die niet is geassocieerd met de sequentie (covalente modificaties van histonen, DNA-methylering, kleine RNA's) en informatie die onafhankelijk is van het genoom (microbioom)..
Bij zoogdieren heeft ondervoeding of goede voeding invloed op het glucosemetabolisme van het nageslacht. Paternale effecten worden niet altijd gemedieerd door gameten, maar kunnen indirect maternaal werken.
Bacteriën kunnen via de moeder worden overgeërfd via het geboortekanaal of via borstvoeding. Bij muizen veroorzaakt een vezelarm dieet een afname van de taxonomische diversiteit van het microbioom gedurende generaties. Uiteindelijk vindt het uitsterven van subpopulaties van micro-organismen plaats.
De mechanismen die de structuur van chromatine en de rol ervan bij ziekten bepalen, zijn momenteel bekend. In dit proces was de ontwikkeling van technieken die het mogelijk maken om de expressie van oncogene genen te identificeren en de ontdekking van therapeutische doelwitten van cruciaal belang..
Enkele van de gebruikte technieken zijn chromatine-immunoprecipitatie gevolgd door sequencing (ChIP-seq), RNA-sequencing (RNA-seq), chromatine transpo-accessible assay met behulp van sequencing (ATAC-seq).
In de toekomst zal het gebruik van CRISPR-Cas9-technologie en RNA-interferentie een rol spelen bij de ontwikkeling van kankertherapieën..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.