تبليغاتX
هسته علمی زیست شناسی بسیج دانشجویی


هسته علمی زیست شناسی بسیج دانشجویی

مطالبی نوین در مورد همه ی شاخه های زیست شناسی





















 

پژوهشگران آمريکايي طي تحقيقات خود درباره بيماران ديابتي حاد به اين نتيجه رسيدند که خنده ارتباط مستقيمي با کاهش کلسترول و بيماريهاي قلبي عروقي دارد.

لي برک متخصص اعصاب و روان و دکتر استنلي تان متخصص بيماري ديابت و غدد دروني از انستيتوي تحقيقات پزشکي از دانشگاه لوما ليندا، تاثير خنده را بر 20 بيمار ديابتي حاد با فشار خون و فشار چربي Hyperlipidemia (افزايش چربي در جريان خون) را مورد آزمايش قرار دادند.

هر دو گروه از داروهاي استاندارد مخصوص بيماران ديابتي استفاده کردند. سپس محققان اين بيماران را براي 12 ماه تحت نظر گرفته و خون آنها را براي تشخيص ميزان هورمونهاي استرس زاي اپي نفرين و نوراپينفرين، کلسترول اچ دي ال، سيتوکاين التهابي که به تشديد تصلب شرايين و پروتئين C-reactive ( نشانه بيماريهاي قلبي است) مي‌انجامد، آزمايش کردند.

يکي از اين دو گروه به همراه داروهاي تجويزي، به مدت 30 دقيقه به تماشاي برنامه‌هاي طنز مي‌پرداخت.

پس از يک سال، 26 درصد از گروه خنده، شاهد سطوح بالاي ليپوپروتئين يا کلسترول خوب در خون بودند در حالي که در گروه دوم اين افزايش تنها در سه درصد رخ داد.

پروتئين مضر C-reactive نيز 66 درصد در گروه خنده کاهش يافت. در حالي که در گروه دوم ميزان کاهش تنها 26 درصد بود.

گفتني است؛ يافته‌هاي اين تحقيق در نشست ساليانه انجمن روانشناسي آمريکا ارائه شد.


نوشته شده در یکشنبه چهاردهم تیر 1388ساعت 9:55 قبل از ظهر توسط bio86| |

دو نوع کلسترول با عنوان کلسترول خوب یا HDL و کلسترول بد یا LDL وجود دارد. کلسترول LDL در شریانات رسوب می کند و باعث بروز بیماری های مزمن می شود. اما نوع HDL برای بدن مفید است و در ساخت هورمون ها و سلول های اندام های بدن کاربرد دارد.


1-بعضی غذاها نظیر ماهی های پر چرب(سالمون، تونا، ساردین)، جودوسر و گردو در کاهش کلسترول خون موثر است.
2-دو نوع کلسترول با عنوان کلسترول خوب یا HDL و کلسترول بد یا LDL وجود دارد. کلسترول LDL  در شریانات رسوب می کند و باعث بروز بیماری های مزمن می شود. اما نوع HDL برای بدن مفید است و در ساخت هورمون ها و سلول های اندام های بدن کاربرد دارد.
3- هیچ علائم بارز و مشخصی در مورد کلسترول بالا وجود ندارد. متاسفانه بسیاری از افرادی که دچار کلسترول بالا هستند از وضعیت خود مطلع نیستند ، تا زمانی که دچار حمله قلبی و یا سکته شوند. بنابراین لازم است به طور منظم جهت تشخیص سطح کلسترول آزمایش خون انجام شود.
4- اگر مجموع کلسترول شما بالاتر از 240 میلی گرم بر دسی لیتر باشد در معرض خطر ناشی از کلسترول بالا هستید.
5- کلسترول بالا احتمال ابتلا به دیابت نوع 2 را افزایش می دهد.
6- کلسترول بالا احتمال ابتلا به حملات قلبی و سکته را افزایش می دهد. اگر دچار کلسترول بالا هستید و احتمال این حملات درشما بالا است ، بد نیست راجع به علائم آن اطلاعات کافی داشته و در صورت مشاهده سریعا به پزشک مراجعه کنید.
7- کلسترول بالا باعث کاهش خون رسانی به دستگاه تناسلی و عدم توانایی نعوظ می شود.
8- هر فرد باید حداقل 5 سال یک بار مورد آزمایش کلسترول واقع شود. انجام این آزمایش باید از 20 سالگی شروع شود. نتیجه آزمایش ، کلسترول را در سه جزء تری گلیسیرید، HDL و LDL و کلسترول مجموع بررسی می کند. سطح سلامت برای مقدار  تری گلیسیرید 150 میلی گرم بر دسی لیتر ، برای HDL  مقدار بالاتر از 60 میلی گرم بر دسی لیتر ، برای LDL مقدار کمتر از 100 میلی گرم بر دسی لیتر و برای کلسترول مجموع کمتر از 200 میلی گرم بر دسی لیتر است.


نوشته شده در جمعه دوازدهم تیر 1388ساعت 1:10 بعد از ظهر توسط bio86| |

cell signalling
نوشته شده در یکشنبه سیزدهم بهمن 1387ساعت 3:54 بعد از ظهر توسط s m k| |

ناقل‌های ژن کلونینگ

در کلونینگ ژن برای انتقال ژن مورد نظر به سلول میزبان معمولاً لازم است که آن را وارد یک ناقل یا وکتور DNA ای کنند.

برای آنکه یک مولکول DNA  به عنوان وکتور قابل استفاده باشد باید دارای مجموعه‌ای از خصوصیت باشد، شامل:

1. همانندسازی مستقل از سلول میزبان داشته باشد. به این دلیل که بتواند سریعتر از تقسیم سلولی تکثیر شود تا در نهایت نسخه‌های زیادی از آن تولید شود.

2. در هنگام تقسیم سلولی به سلول‌های دختری ( سلول‌های حاصل از تقسیم ) انتقال یابد.

3. اندازه‌ی کوچک در حدود 10 کیلوباز داشته باشد، چراکه مولکول‌های بزرگتر از این مقدار ممکن است در طی مراحل تخلیص و کلونینگ خرد شود و دستورزی آن نیز مشکل است.

از معدود مولکول‌های DNA ای که این ویژگی‌ها را دارا می‌باشند پلاسمیدها اند.

وکتورپلاسميد

باکتری‌ها علاوه بر کرومزومشان دارای مولکول‌های DNA دو رشته‌ای، حلقوی و کوچکی هستند که قادر به همانندسازی مستقل از کرومزوم‌ باکتری می‌باشند. پلاسمید‌ها معمولاً حاوی 1 یا چند ژن می‌باشند که سبب ایجاد خصوصیات ویژه‌ای در سلول میزبانشان می‌شوند. پلاسمیدها را براساس نوع ژنشان گروه‌بندی کرده‌اند:

1. پلاسمیدهای بارور که به آنها F پلاسمید می‌گویند این پلاسمیدها حاوی ژنی اند به نام ژن tra که سبب انتقال اطلاعات ژنتیکی از طریق همیوغی به باکتری دیگر می‌شوند.

2. پلاسمیدهای مقاومت یا R پلاسمیدها که حاوی ژن‌های مقاومت به یک یا چند آنتی بیوتیک اند این پلاسمیدها در میکروبیولوژی بالینی مورد توجه‌اند چراکه فراوانی آنها در جمعیت باکتری‌ها، در انتخاب آنتی بیوتیک و درمان بیماری‌های عفونی اثر دارد.

3. پلاسمیدهای کشنده یا کولیسن سبب تولید پروتئین‌هایی می‌شود که برای باکتری‌های دیگر کشنده‌اند.

4. پلاسمیدهای بیماریزا مانند پلاسمید Ti در ارگوباکتریوم تومفسیانس که باعث گال در گیاهان دولپه‌ای می‌شود.

5. پلاسمیدهای تجزیه کننده که امکان تجزیه‌ی مولکول‌های غیر طبیعی نظیر تولوئن را به باکتری می‌دهند.

در کلون ژن، از خصوصیت مقاومت به آنتی‌بیوتیک به عنوان یک نشانگر انتخابی استفاده می‌کنند. نشانگر انتخابی در گزینش کلونی‌هایی که ‌DNA نوترکیب را دریافت کرده‌اند مورد استفاده قرار می‌گیرند.

باکتریوفاژها دسته‌ای دیگر از مولکول‌های DNA ای می‌باشند که به عنوان وکتور کلونینگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. باکتریوفاژها ویروس‌هایی اند که باکتری‌ها را به طور اختصاصی آلوده می‌کنند.

فاژ لاندا

فاژها مانند سایر ویروس‌های از یک بخش وراثتی، که شامل مولکول داکسی ریبونوکلئیک اسید(DNA) و یا ریبونوکلئیک اسید(RNA) است، و یک پوشش محافظتی پروتئینی به نام کپسید ساخته شده. ماده‌ی وراثتی فاژها در برگیرنده‌ی ژن‌هایی است که آنزیم‌های دخیل در تکثیر فاژ و پروتئین‌های سازنده‌ی کپسید را کد می‌کنند.

به طور کلی، برای آلوده سازی باکتری، ذره‌ی فاژی به دیواره‌ی باکتری می‌چسبد و ماده‌ی ژنتیکی‌اش را به درون سلول باکتری تزریق می‌کند. سپس مولکول DNA فاژی همانندسازی می‌کند و بعد از ساخت اجزای سازنده‌ی باکتری، ذرات فاژی جدید تشکیل می‌شود و سرانجام سلول لیز می‌شود که سلول را لیز می‌کنند و آزاد می‌شوند

نوشته شده در جمعه بیست و نهم آذر 1387ساعت 4:21 بعد از ظهر توسط s m k| |

 

 

  سلول‌های یک اورگانیسم پیچیده ،اعضای یک اجتماع سازمان‌یافته‌اند. تعداد سلول‌ها در این اجتماع کنترل شده است.. به سادگی سرعت تقسیم آنها کنترل نمی‌شود اما سرعت مرگ به سادگی کنترل می‌شود. اگر بیشتر شدن تعداد سلول‌ها مورد نیاز نباشد، مجموعاً با یک فعالیت درون سلولی برنامه‌ریزی شده، خودکشی می‌کنند. این جریان، مرگ برنامه‌ریزی شده سلول نامیده می‌شود. رایج‌تر آن آپوپتوسیس گفته می‌شود (یک لغت یونانی است که ریزش برگ‌های درخت بیان می‌شود.)

مثال‌ها یی از این پدیده عبارت‌انداز:

n      ایجاد انگشت در دست و پا

n      افتادن دم قورباغه

n      چوب پنبه‌ای شدن تنه درخت

n      ایجاد بافت‌هایی چون اسکلرانشیم

 اهمیت آپوپتوسیس :آپوپتوسیس از آن جهت که بین تقسیم سلول و مرگ سلول تعادل برقرار می‌کند، بر روی هموستاز بدن مؤثر است. چنانچه انجام نمی‌شد، بافت‌ها بزرگ‌تر یا کوچک‌تر می‌شدند.

عوامل مؤثر بر تحریک آپوپتوسیس

n      وارد شدن استرس مثل گرسنگی و بی‌غذایی، قرار گرفتن در معرض اشعه‌ی UV و یا γ و X ورود DNA ویروس به درون هسته، آنتی‌بیوتیک و سم ویروس

مراحل آپوپتوسیس

 

  1. سلول دایره شکل می‌شود. این عمل به خاطر ساختار Proها که توسط اسکلت سلولی طراحی شده است. توسط یک نوع پروتئاز خاص (Gaspase)
  2. کروماتین فشرده و متراکم می‌شود.
  3. Pyknosis: انقباض هسته و متراکم شدن آن
  4. قطعه‌قطعه شدن DNA و تبدیل به چندین کروماتین کوچک می‌شود و سلول کوچک و به وزیکول‌هایی تبدیل می‌شود.
  5. فاگوستیوز توسط ماکروفاژها و استفاده‌ی مجدد از ترکیبات سلول.

 n      مکانیسم مسئول این نوع خودکشی کنترل‌شده سلول به نظر می‌رسد در همه‌ی سلول‌های جانوری مشابه باشد.

n      آپوپتوسیس توسط خانواده‌ای از آنزیم‌های پروتئاز طی فرآیند پروتئولیتیک انجام می‌شود و تبدیل پروتئینی موسوم به پروکاسپاز به کاسپاز را فعال می‌کنند. ( کاسپازها دو نوع X سیتوسول و Z در هسته). این مسیر به عنوان یک مرحله‌ی جدید از سیکل زندگی است و معمولاً تا پایان فرآیند پیش می‌رود و برگشت‌پذیر نیست.

تنظیم مرگ برنامه‌ریزی شده سلول به وسیله‌ی خانواده‌ی پروتئین داخل سلولی 2­­Bcl­

n      در همه‌ی جانوران پرسلولی، پروکاسپازهای غیرفعال منتظر رسیدن سیگنال‌های تخریب سلولی هستند و مرگ برنامه‌ریزی شده را قطعی می‌کنند. مهم‌ترین پروتئینی که در کنترل فعالیت پروکاسپاز مؤثر است  ­­2­­Bcl­ ­است. یک نمونه  2­­Bcl­ با تخریب DNA سلول فعال می‌شود.

n      خانواده‌ی پروتئین‌های غشایی دیگر BX و Bakاند که می‌توانند به طور غیرمستقیم پروکاسپاز را فعال کنند. این پروتئین ها خود توسط  2­­Bcl­ فعال می‌شوند و در غشای خارجی میتوکندری حضور دارند و باعث خروج سیتوکروم C از میتوکندری به سیتوسول می‌شوند، سیتوکروم C بر روی آپوپتوسوم اثر گذاشته و در نهایت آپوپتوسوم کاسپاز را فعال می‌کند.

چگونه طول سلول‌ها و اندازه‌ی بدن جانور کنترل می‌شود؟

 

n      اندازه‌ی بدن و اورگان‌ها با سه فرآیند اساسی کنترل می‌شود:

  1. رشد سلولی
  2. تقسیم سلولی
  3. مرگ سلولی

n      سیگنال‌های داخلی محرک تقسیم و رشد و بقای سلولی به کنترل اورگانیسم‌ها کمک می‌کنند. آنها، پروتئین‌های محلولی‌اند که فرمان ساخت آنها توسط سلول‌های دیگر یا اتصال پروتئین ها ی متصل شده به سطح سلول فراهم می‌شود.

 

n      میتوززا: محرک تقسیم سلول، اول با غلبه بر مکانیسم‌هایی که سیکل سلول را قطع کرده‌اند و باعث عبور از یک مرحله به مرحله بعد می‌شود.

n      فاکتورهای رشد: محرک سلول برای رشد (افزایش توده‌های سلولی) با تحریک سنتز و از بین بردن پروتئین ها  و ماکروملکول‌ها

n      فاکتورهای بقا: تحریک بقای سلول با جلوگیری از آپوپتوسیس

 

n      میتوززاها پروتئین‌هایی‌اند که با  رسبتور سلول باند می‌شوند و باعث تبدیل مرحله‌ی G1 سلولی به S می‌شوند. مثل رتینوبلاستوما (Rb) در مهره‌داران و منجر به فعال شدن G1-Cdk و G1/S-Cdk می‌شود. در جراحت PDGF (Platelet derived growth factor) توسط پاکت‌های خون باعث تقسیم سلولی و ترمیم بافت می‌شود.

n      بسیاری از PDGFها می‌توانند به عنوان فاکتور رشد نیز عمل کنند.

n      سلول‌ها همچنین برای بقا نیاز به دریافت فاکتورهایی از سلول‌های دیگر دارند تا زنده بمانند.

n      بعضی از فاکتورهای بتاسیر سیگنال‌های مرگ داخل سلولی را فعال می‌کنند.

 

بیماریهای حاصل از نقص آپوپتوسیس

n      پارکینسون

n      هانتینگتون

n      آلزایمر

 مراحل نکروسیس

  1. سلول متورم و بزرگ شده
  2. محتویات غشا تراوش می‌کند و تبادل دوطرفه با محیط ایجاد می‌شود و کنترل عبور و مرور مواد را از بین می‌برد.
  3. سلول و هسته تجزیه و تخریب می‌شود.
  4. تراوش و تخریب سلول نکروسیس باعث آسیب سلول‌های مجاور می‌شود و نکروسیس بر اثر جراحت، سرطان و التهاب و عفونت ایجاد شود. انفارکتوس میوکارد قلب، سل، سرطان

منابع

    فیزیولوژی پزشکی، آرتور گاتیون

     www.wikipedia.com

      www.galandscience.com


نوشته شده در یکشنبه هفدهم آذر 1387ساعت 4:45 بعد از ظهر توسط s m k| |


موفقيت محققان كشور در تعيين جنسيت جنين دامها پيش از لانه گزيني

محققان پژوهشكده فناوري جنين دام دانشگاه شهركرد موفق به تعيين جنسيت جنينهاي توليد شده گاو و گوسفند پيش از لانه گزيني در شرايط آزمايشگاهي شدند.

دكتر ابوالفضل شيرازي، رئيس پژوهشكده فناوري جنين دام دانشگاه شهر كرد در گفتگو با خبرنگار مهر گفت: تعيين جنسيت جنينهاي توليد شده گاو و گوسفند در شرايط آزمايشگاهي در اولين مراحل پس از لقاح و قبل از لانه گزيني در صنعت توليد حيوانات اهلي از اهميت بالايي برخوردار است.



شيرازي افزود: برخي از بيماريهاي ژنتيكي كه به جنين منتقل مي شود بر اساس جنسيت است كه با استفاده از برخي تكنيكها مي توان خصوصيات نامطلوبي كه از طريق ژنها به جنين منتقل مي شود را شناسايي و از انتقال آن و تولد دام معيوب پيشگيري كرد.



وي با بيان اينكه اين شيوه براي جنينهايي كه سابقه بيماريهاي وراثتي دارند، حائز اهميت است ادامه داد: با توجه به اين اهميت، محققان پژوهشكده فناوري جنين دام دانشگاه شهر كرد موفق شدند با استفاده از روش Single Cell PCR در شرايط in vitro و in vivo در اولين مراحل پس از لقاح و قبل از لانه گزيني (مراحل مورولا و بلاستوسيست) اقدام به تشخيص جنسيت جنين كنند.



شيرازي توضيح داد: در اين روش يك نمونه از سلول بلاستومري كه حاوي مشخصات نر و ماده است گرقته مي شود و آزمايش هاي خاصي بر روي آنها انجام مي شود و در صورت مشاهده ژن معيوب، سلول مورد نظر به داخل رحم منتقل نخواهد شد.



به گفته رئيس پژوهشكده فناوري جنين دام اين تحقيق بر روي جنين حيوانات اهلي نظير گاو و گوسفند انجام شده است.



وي تأكيد كرد: در بين روشهاي بكار برده شده به منظور تعيين جنسيت جنين، روش SC-PCR گذشته ازفراهم كردن امكان بسيار دقيق بررسي هاي ژنتيكي، به دليل استفاده از حداقل نمونه ماده بيولوژيك مورد نياز، كمترين آسيب احتمالي را متوجه جنين كرده و امكان رشد آن تا مراحل پيشرفته را ميسر مي سازد.




نوشته شده در دوشنبه هشتم مهر 1387ساعت 1:0 بعد از ظهر توسط s m k| |

 

 

 

اسرار خودكشي سلولي

 

يك محقق آمريكايي و دو پژوهشگر بريتانيايي به سبب كشفيات درخشان در ارتباط با خودكشي سلول هاي سالم، موفق به كسب جايزه نوبل فيزيولوژي و پزشكي شدند.
اين كشفيات كه اساساً به واسطه بررسي و مطالعه نوعي كرم ريز حاصل آمده، برفرآيند مرگ برنامه ريزي شده سلول هاي سالم يا به اصطلاح «
apoptosis» پرتو مي افكند و پرده از اسرار خودكشي سلولي برمي دارد. مرگ برنامه ريزي شده سلول هاي سالم فرآيند بسيار مهمي در توسعه و رشد و نمو بافت ها و اندام هاي مختلف بدن به شمار مي رود و بدون وجود اين فرآيند روند رشد و نمو بسياري از بافت ها و اندام ها دچار اختلال مي شود، اما همين روند مفيد و ضروري در بسياي از بيماري ها نيز نقش قابل توجهي ايفا مي كند.
سيدني برنر (
sydney Brenner) ۷۵ ساله و تبعه انگليس كه مؤسسه علوم مولكولي بر كلي را تأسيس كرد و اينك پروفسور مؤسسه مطالعات زيست شناختي سالك در سن ديگو است، اچ. رابرت هورويتز (H.Robert Horvitz) ۵۵ ساله پروفسور مؤسسه تكنولوژي ماساچوست در كمبريج و پژوهشگر مؤسسه پزشكي هوارد هيوز و همچنين سرجان اي.سالستون (John E.Sulston) ۶۰ ساله از مؤسسه سگنر در كمبريج انگلستان، سه محقق برجسته اي هستند كه نوبل فيزيولوژي و پزشكي سال جاري را به خود اختصاص داده اند. اين سه پژوهشگر كه در دهه ۱۹۷۰ با يكديگر در كمبريج انگلستان همكاري مي كردند، به پاس خدمات ۳۰ ساله به جامعه علمي كه با بررسي يك كرم يك ميليمتري توأم بوده است، يك ميليون دلار جايزه را ميان خود تقسيم خواهند كرد.
تحقيقات اين محققان در خصوص مرگ برنامه ريزي شده سلول ها موجب شده است تا دانشمندان نگرش بهتري در ارتباط با سرطان و شيوه حمله و هجوم برخي از ويروس ها و باكتري ها به سلول هاي انسان بيابند. هيأت نوبل مؤسسه كارولينسكا در استكهلم سوئد، با بيان اين مطلب افزود علت انتخاب اين سه تن براي دريافت جايزه نوبل، كاربر وسيع و مهم يافته هاي آنان در ارتباط با بررسي سرطان ها و بيماري هاي مختلف بوده است. بدن ما به طور طبيعي از خودكشي سلولي جهت رشد و نمو سلول هاي ايمني و عملكرد آنها و همچنين براي برطرف كردن سلول هاي غيرضروري يا آسيب ديده استفاده مي كند.
فرآيند خودكشي سلولي به واسطه عملكرد ژن هاي خاصي كه مسؤول كنترل آن هستند، ظهور مي نمايد و اين ژن هاي ويژه در شماري از بيماري ها در واقع مورد سوءاستفاده و استفاده نامطلوب قرار مي گيرد. به طور مثال در بيماري ايدز، حملات قلبي، سكته و بيماري هاي تحليل برنده سيستم اعصاب مركزي، سلول هاي بدن در پي يك فرآيند خودكشي افراطي و بي رويه از ميان مي رود و اين روند مشكلات عديده اي را براي بدن پديد مي آورد. از سوي ديگر در شماري از بيماري هاي ديگر نظير خود ايمني و نيز سرطان، عكس اين وضعيت رخ مي دهد و كاهش مرگ طبيعي سلول هايي كه به طور طبيعي بايد از بين بروند، براي بدن مشكل ساز مي شود.
زيست شناسان بررسي كننده رشد و نمو جنين، نخستين كساني بودند كه مرگ برنامه ريزي شده سلول ها را مورد توصيف قرار دادند و تشريح كردند كه چطور در مرحله جنيني برخي از سلول هاي غيرضروري و زايد توسط اين فرآيند از بين مي روند. بهترين مثال عيني اين فرآيند را مي تواند در دگرديسي لارو قورباغه و وزغ ها (تتارها) و تحليل برخي از اندام ها براي رسيدن به بلوغ مشاهده كرد. خودكشي سلولي در شكل دادن رشد مغزي نيز نقش برجسته اي به عهده دارد و بسياري از سلول هاي اوليه به مرور طي اين فرآيند حذف مي شود.

برنر، هورويتز و سالستون مدت مديدي در جهت رمزگشايي از فرآيند خودكشي سلولي به فعاليت پرداختند و سرانجام ژن هاي ويژه كنترل كننده مرگ برنامه ريزي شده سلولها را يافتند. آنها به وضوح نشان دادند كه چطور مرگ ۱۳۱ سلول از ۱۰۹۰ سلول اوليه كرم مورد مطالعه ( نوعي نماتود) تحت كنترل شماري از ژن ها قرار دارد؛ ژن هايي كه در موجودات زنده عالي تر همچون انسان نيز به چشم مي خورد و همين عملكرد را به نمايش مي گذارد.
بنا به اظهار دكتر هورويتز، كنترل غيرطبيعي خودكشي سلولي در بدن مي تواند نقش محوري در ابتلا به برخي سرطان ها، بيماري هاي خودايمني و بيماري هاي تحليل سيستم عصبي ايفا كند و درك بهتر ما از مرگ برنامه ريزي شده سلول ها مي تواند به توسعه درمان هاي جديد و مؤثرتري براي سرطان و ساير بيماري هاي مهلك بينجامد.
دكتر هورويتز مي گويد: «آگاهي از آنچه كه منجر به مرگ سلول ها مي شود و آنچه كه مي تواند فرآيند مرگ سلولي در نماتود را متوقف كند، ممكن است به شناسايي عواملي براي تنظيم مرگ سلول ها در بيماري هاي انساني نظير سرطان و بيماري ها تحليل سيستم عصبي كمك نمايد.»

نوشته شده در دوشنبه سی و یکم تیر 1387ساعت 7:16 قبل از ظهر توسط s m k| |

 

 

سلول های بنیادی جنینی :
کدام مرحله از زندگی رویانی برای تولید Stem Cell(SC) مهم است؟
سلول های بنیادی جنینی همان طور که از اسمشان مشخص است از جنین گرفته می شوند.در واقع این سلول ها از جنین های گرفته می شوند که از طریق لقاح مصنوعی((IVF در آزمایشگاه و با اطلاع اهداکنندگان اسپرم و تخمک به دست آمده اند.هیچگاه این سلول ها در یک رویان که از بدن مادر گرفته شده استخراج نمی شوند.جنینی که از آن سلول های بنیادی گرفته می شود به طور طبیعی حدود سن چهار یا پنج روزگی را دارد و به شکل یک توده گرد است که آن را بلاستوسیست ((blastocyst می نامند.
در واقع blastocyst ساختار مخصوصی هست که از3 بخش تشکیل شده است :
1-trophoblayt که لایه سلول های احاطه کننده blastocyst هستند.
2-blastocoel که در واقع یک حفره در داخل blastocyst است.
3-inner cell mass : گروهی متشکل از تقریبا 30 سلول که در یک انتهای blastocyst دیده می شود.

B.چگونه سلول های بنیادی در آزمایشگاه کشت داده می شوند؟
رشد سلول های بنیادی در محیط آزمایشگاه را اصطلاحا "کشت سلولی" یا "cell culture " می نامند.در واقع جدا کردن سلول های بنیادی جنینی از طریق انتقال inner cell masis به یک ظرف کشت آزمایشگاهی پلاستیکی که شامل یک بستر تغذیه ای به نام "محیط کشت" یا "culture medium" می باشد انجام می گیرد.تقسیم و ازدیاد سلول ها بر روی سطح این ظرف انجام می گیرد. سطح داخلی این ظرف به صورت typical به وسیله سلول های پوست جنین موش پوشیده شده است. این سلول ها قادر به تقسیم شدن نیستند. به این لایه پوشاننده سلولی در اصطلاح feeder layer گفته می شود.دلیل استفاده از این سلول ها فراهم آوردن یک سطح طبیعی به منظور چسپیدن سلول های inner cell mass به آن و عدم جداشدنشان است. در واقع این عمل به منظور حمایت فیزیکی از سلول هایمان انجام می گیرد.
در ضمن سلول های این لایه مواد مغذی را به داخل محیط کشت رها می کنند.
اخیرا دانشمندان راه های جدیدی را به منظور کشت سلولهای بنیادی جنین بدون استفاده از feeder layer را فراهم کرده اند.این روش به عنوان نقطه عطفی در فرایند کشت سلولی به حساب می آید.زیرا ریسک انتقال برخی مواد مضر و اسیب رسان از سلول های موشی به سلول های انسانی را به حداقل می رساند.(این مواد مضر شاملMacromulecules مثل Viruses می باشد)
پس از چند روز سلول های کشت داده شده شروع به رشد و تقسیم شدن (proliferation) در این محیط می کنند.
هنگامی که این عمل انجام گرفت سلول های کشت داه شده که الان زیاد شده اند را از این محیط برداشته و به محیطهای تازه کشت منتقل می دهند.
پروسه کشت مجدد سلول ها بارها و بارها برای چندین مرتبه و به مدت چندین ماه تکرار می شود. این عمل را اصطلاحا subculturing می نامند. هر کدام از سیکل های subcultring را در اصطلاح پاساژ(passage)
می نامند. بعد از 6 ماه یا بیشتر 30 سلول اولیه که در غالب inner cell mass استفاده کردیم تبدیل به هزاران میلیون "سلول بنیادی جنینی" می شوند. سلول هایی را که در این دوره 6 ماه و در این محیط کشت مخصوص تقسیم شده و در عین حال تماییز نیابند را چند ظرفیتی (pluripoten) می نامند. حال اگر این سلول ها از نظر ظاهر ژنتیک نیز طبیعی باشند آن ها را embryonic stem cel line می نامند.
یک cell line را می توانیم تثبیت کنیم (البته این عمل در مراحل قبل هم قابل انجام است) و آن ها را فریز کرده و به آزمایشگاه های دیگر به منظور کشت بیشتر و آزمایشات فراتر منتقل کنیم.

C .تست های آزمایشگاهی انجام شده به منظور تشخیص سلول های بنیادی جنینی کدامند؟
در مراحل مختلف کشت سلول، دانشمندان سلول ها را مورد آزمایش قرار می دهند و تا ببینند آیا سلول های مذکور توانایی ها و ویژگی های سلول بنیادی را دارند یا خیر.به این فرایند در اصطلاح characterization گفته می شود.
تا کنون دانشمندان بر روی این قضیه که کدام تست می تواند به عنوان تست استاندارد به منظور تشخیص و اندازه
گیری خواص این سلول ها به کار رود توافق نکرده اند. هر چند بسیاری از این تست ها که مورد استفاده قرار می گیرند نمی توانند ویژگی های این سلول ها به طور کامل مورد بررسی قرار بدهند.به همین دلیل دانشمندان به منظور بررسی این سلول ها از چندین تست به طور هم زمان استفاده می کنند.
این تست ها شامل موارد ذیل است :
1- رشد و subcultring سلول ها به مدت چند ماه : این تست ما را مطمئن می سازد که سلول ها قدرت و توانائی نوسازی خود برای مدت طولانی (long-term self-renewal) دارند.دانشمندان سلول های حاصل از این عمل را در زیر میکروسکوپ بررسی می کنند تا مطمئن شوند که سلول ها ظاهری ساده دارند و در ضمن تمایز هم پیدا نکرده اند (undifferentiated).
2- استفاده از تکنیک های مخصوص جهت تعیین حضور مارکرهای سلولی خاص بر روی سطح این سلول ها که فقط در سلول های تمایز نیافته دیده می شوند.
3- یک تست دیگر که مورد استفاده قرار می گیرد بررسی حضور پروتئین مخصوصی به نام oct-4است که فقط در سلول های غیر تمایز یافته (undifferentiated) دیده می شود.
این پروتئین در واقع یک فاکتور رو نویسی است که موجب تغییر حالت ژن بین دو حالت روشن و خاموش در زمان مناسب می شود. پدیده ای که به منظور تمایز سلول ها و هم جنین توسعه جنین یک امر ضروری است.
4- بررسی کروموزوم ها زیر میکروسکوپ : روشی است که به ما کمک می کند تا ببینیم آیا کروموزوم ها، آسیب دیده اند یا خیر و هم چنین می توانیم از نظر سالم بودن تعداد آن ها نیز این عمل را انجام بدهیم. البته این آزمایش مشخص نمی کند که آیا در سلول های مذکور جهش اتفاق افتاده است یا خیر.
5- تعیین اینکه آیا سلول های مذکور بعد از فریز شدن مجددا قادر به تقسیم و کشت دادن هستند یا خیر.
6- به منظور تعیین قدرت سلول ها در تبدیل شدن به سلول های تخصصی ، می توان 3 تست را روی آن ها انجام داد.
* : اجازه دادن به سلول که در میحط کشت به طور هم زمان تمایز نیز پیداکنند.
* : دستکاری سلول ها که این اجازه را به آن ها می دهد تا به سلول ها تخصصی تمایز پیدا کنند.
* :تزریق سلول های مذکور به موش به منظور بررسی توانائی تولید موتورهای خوش خیم به نام تراتوما (tratoma) [تومورهایی متشکل از سلول هایی تمایز یافته و یا تا حدودی تمایز یلفته است که مشخص کننده این توانائی در سلول های بنیادی جنینی است که اینها قادر به تبدیل شدن و تمایز به انواع متعددی از سلول ها می باشند]
D :چگونه سلول های بنیادی جنینی را به سمت تمایز تحریک می کنند؟
تا زمانی که سلول های ما در یک محیط کشت معین و تحت شرایط خاص کشت قرار داشته باشد قادربه تبدیل شدن به سلول های تخصصی نیستند. اما اگر این شرایط را تغییر بدهیم به گونه ای که سلول ها بتوانند در کنار هم قراربگیرند و تشکیل اجسام شبیه رویانی را بدهند سلول های مذکور شروع به تمایز می کنند.
این سلول ها می توانند به سلول های عضلانی ، سلول عصبی و بسیاری از انواع سلول های دیگر تبدیل شوند. اگرچه تمایز هم زمان به عنوان نشانه ای در اثبات سالم بودن محیط های کشت سلولی می باشد اما یک راه موثر برای تولید کشت هایی از انواع سلولی نمی باشد.
به منظور فائق آمدن به این مشکل دانشمندان زیادی توجه خود را بد سمت تمایز سلول ها به یک سلول تخصصی خاص معطوف کردند.برای رسیدن به این هدف آن ها اقدام به تغییر در ترکیبات شیمیائی محیط های کشت، تغییر سطح ظروف کشت و تغییرات ژنتیکی به وسیله وارد کردن یک ژن خاص در سلول ها کردند و در طی این سالها اصول خاص را به منظور تمایز سلول ها به انواع تخصصی را پایه گذاری کردند که تحت عنوان اصول تمایز مستقیم (DD) شناخته می شوند.

 

درمان كمردردبه كمك سلول هاي بنيادين

محققان مي گويند با استفاده از سلول هاي بنيادين كمر درد را درمان مي كنند .پايگاه دانشگاه منچستر : محققان در اين روش با استفاده از برخي سلول هاي بنيادين , ديسك بين مهره‌اي را ترميم مي كنند وچون از سلول هاي خود بيمار استفاده مي شود دستگاه ايمني بدن بيمار عليه بافت جديد واكنش نشان نمي دهد.سلول هاي بنيادين مورد استفاده از نوع سلول هاي بنيادين مزدنشيمي است كه از مغز استخوان بيماران استخراج مي شود و در محل ديسك بين مهره اي آسيب ديده تزريق مي شود.اين روش براي يك نوبت انجام مي شود و بيمار را از مصرف داروهاي مسكن كه برخي از آنها عوارض زيادي نظير عوارض گوارشي دارند بي نياز مي كند.

علت درد كمر آسيب ديدن ديسك بين مهره‌اي است كه موجب تحت فشار قرار گرفتن ريشه هاي عصبي در نخاع مي شود.به طور معمول شيوه هاي مورد استفاده براي درمان كمر درد تسكين درد است و در واقع عامل زمينه اي اين بيماري درمان نمي شود.بيماري كمر درد يكي از رايج ترين انواع بيماري ها در جوامع مختلف به شمار مي رود و در اين گروه ازبيماران به طور معمول دردهاي كمر عود مي كند .

 

 

 

 

نوشته شده در چهارشنبه نوزدهم تیر 1387ساعت 8:0 قبل از ظهر توسط s m k| |

سالها پيش با ارائه يک روش مطالعاتي جديد علم زيست شناسي وارد دوران جديدي شد و رويکرد نوينني در اين علم شکل گرفت. در اين روش مولکولهاي زيستي خارج از بدن ارگانيسم زنده و درون لوله آزمايش براي انجام واکنش هاي حياتي به کار گرفته مي شدند. از همين رو اينگونه آزمايشات را in vitro يا در شيشه ناميدند. (در مقابل in vivo که به معناي بررسي ومطالعه فرايندي است که درون ارگانيسم زنده در حال وقوع است) اين مسئله که به معناي حيات خارج از حيات بود علاوه بر اينکه امکان بررسي دقيقتر و راحت تر بيومولکولها را فراهم ميکرد، ديد سيستميک به پديده حيات در مقياس مولکولي را نيز دامن ميزد بدين معنا که بيش از پيش بر اين نکته تاکيد مينمود که فعل و انفعالات بيومولکولها که پديده حيات بر آن استوار است، از همان قوانين و قواعد فيزيکي و شيميايي پيروي ميکنند که بر همه مواد غير آلي نيز حاکم است و بر اين اساس که در شرايط مطلوب ميتوان پديده هاي حياتي را خارج از موجود زنده و درون لوله آزمايش نيز مشاهده نمود. اما همين رويکرد امروزه افقهاي جديدتري را در برابر چشمان ماقرار داده است.


 

همه ميدانيم که اصول بيوفيزيکي و بيوشيميايي بر مبناي قوانين عمومي شيمي و فيزيک هستند و تمامي فرايندهاي حياتي و اصولا کل پديده حيات محصول فعل و انفعالات شيميايي و فيزيکي مولکول هايي هستند که ساختار ويژه و نسبتا پيچيده اي دارند ولي به خودي خود زنده نيستند. پس از پيشرفتهاي دانش و فناوري هاي کامپيوتري اين ايده کم کم شروع به شکل گيري کرد که در صورت شناسايي اين قواعد بايد بتوان فرايندهاي حياتي در فضاي مجازي بازسازي نمود تا آنجا که امروزه مدل سازي سيستم هاي حياتي يکي از داغترين شاخه هاي علم بيوانفورماتيک شده است و واژه in silico به فرهنگ واژگان علوم زيستي افزوده گشته است. به بيان ساده در اين روش شما قواعد بازي را تعريف ميکنيد سپس با ارائه بازيگران به سيستمي که تعريف نموده ايد ميتوانيد تماشاگر کل بازي باشيد! به عنوان مثال يکي از ساده ترين انواع شبيه سازي فرايندهاي بيولوژيک شبيه سازي ترجمه رمز DNA به پروتئين است. حتي نرم افزارهاي بسيار ساده و پيش پا افتاده بيوانفورماتيکي نيز قادرند از روي توالي ژني توالي پروتئين مربوطه را مشخص نمايند در اينجا قاعده بازي بسيار ساده است: هر سه کاراکتر متوالي از رمز DNA نشانگر يک کاراکتر از توالي پروتئين است و آغاز و پايان هم رمز سه کاراکتري خود را دارند. پس حالا کافي است شما يک توالي دلخواه DNA را به نرم افزار بدهيد تا بر اساس اين قاعده توالي پروتئين مربوطه را براي شما نمايش دهد. اما شبيه سازيهاي مد نظر دانشمندان بسيار فرا تر از اين مدل ساده هستند به عنوان مثال فرض کنيد شما ساتمان ريبوزوم، قوانين حاکم بر شکلگيري ساختمان دوم RNA ، جاذبه ها ودافعه ها وتاثيرات عوامل محيطي در آنها و در يک کلام تمام قواعد و معادلات فيزيکي وشيميايي حاکم بر فضاي مولکولي را براي سيستم تعريف نموده و سپس از آن بخواهيد بر اساس اين قوانين ترجمه يک mRNA با توالي دلخواه را به پروتئين، همان گونه که در سلول رخ ميدهد براي شما باز سازي کند. در اين صورت قادر خواهيد بود نقش تمامي شرايط محيطي و ميانکنشهاي مولکولي از جمله ساختارهاي دوم mRNA ، غلظت آمينواسيل tRNA ، دما و... را بر فرايند مذکور مشاهده نماييد.


 

بدين ترتيب با دانستن قواعد حيات مي توان چگونگي شکل گيري تومورها ، چگونگي تکوين سلولي و بسياري موارد ديگر را مورد بررسي قرار داد. به عنوان مثال شما يک توالي ژنومي را به نرم افزارتان ميدهيد و نرم افزار به شما نشان مي دهد موجود زنده اي که توالي ژنوم آن را در اختيارش قرار داده ايد چگونه تکوين مييابد، رشد ميکند و چه شکلي پيدا ميکند! سپس داراي چه رفتار غريزيي است چگونه توليد مثل ميکند دچار چه بيماري هايي ميشود چگونه پير ميشود و تا چند سال عمر ميکند و در يک کلام اين موجود در فضاي مجازي نرم افزار شما شروع به زندگي ميکند. يعني همانچه که جديدا در فيلمهاي علمي و تخيلي ميبينيم! شايد اين نگاه بسيار ايده آْل گرايانه و يا حتي تخيلي به نظر برسد ولي در عين حال از نظر تئوري درست و قابل قبول است. در واقع منشا اصلي چنين رويکردي به حيات پذيرش موجود زنده و واحد ساختاري آن، سلول به عنوان يک ماشين اتوماتيک مولکولي است. اينگونه نگرش به حيات، هر چند اساس دانش زيست شناسي نوين را تشکيل ميدهد اما از منظر فلسفي مي تواند بسيار بحث انگيز باشد.


 

گذشته از اين بلند پروازيهاي تئوريک، شبيه سازي سيستمهاي بيولوژيک امروزه اميدهاي زيادي را براي مطالعه دقيقتر و بنياديتر مکانيسمهاي حياتي و حتي يافتن علل و راه هاي درماني بسياري از بيماريها برانگيخته است.

نوشته شده در یکشنبه بیست و ششم خرداد 1387ساعت 10:35 قبل از ظهر توسط s m k| |

 

mitglied.lycos.de/gilemard/doc/mtDNA.pdf

نوشته شده در جمعه بیست و چهارم خرداد 1387ساعت 6:33 قبل از ظهر توسط s m k| |

  تصویر

    اسکلت سلولی شبکه سه بعدی درهم پیچیده‌ای از رشته‌هاست که این رشته‌ها یکدیگر را در جهات و نقاط مختلف به صورت شطرنجی قطع می‌کنند. اسکلت سلولی اسکلت داخلی سلول را تشکیل می‌دهد.

     یاخته‌های واجد هسته  مشخص اشکال متنوعی دارند. در جانوران که یواره سلول وجود ندارد، شکل یاخته دائما تغییر می‌کند. اگر به یاخته‌های در زیر میکروسکوپ بنگرید آن را زنده و متحرک خواهید یافتسیتوپلاسم به هر طرف جاری استمیتوکندریدر جریان سیتوپلاسمی غوطه‌ورند. بخشهایی از غشاپلاسمایی به بیرون یا داخل فرورفتگی دارد یا متورم شده است و این حفره‌ها به سمت بیرون یا داخل جدا می‌شوند و لبه‌های منظم تشکیل داده و تغییر شکل می‌دهند. در تمام این تظاهرات گوناگون یاخته‌های جانوری متحرک و زنده‌اند. امروزه مشخص شده است که اشکال متنوع سلولهای یوکاریوتی و نیز حرکات هماهنگ و منظم آنها به دلیل وجود اسکلت سلولی است. به اسکلت سلولی ماهیچه سلولی نیز گفته می‌شوند.

انواع رشته های اسکلت سلولی:

        دانشمندان توانسته‌اند با جداسازی اسکلت سلولی از سایر محتویات سیتوزول نشان دهند که این ساختار از سه نوع رشته‌های پروتئینی تشکیل شده است. ریز لوله‌ها ، ریز رشته‌ها و رشته‌های حد واسط. هر نوع رشته پروتئینی از زیر واحدهای متفاوتی تشکیل شده است و دارای پروتئینهای ضمیمه می‌باشند. پروتئینهای ضمیمه سرنوشت رشته‌ها را تعیین می‌کنند.

عملکرد پروتئینهای ضمیمه :     

    پروتئینهای ضمیمه بعضی از این رشته‌های مختلف را به یکدیگر متصل می‌کنند. بعضی رشته‌ها را به سایر ساختارهای سلولی مثل غشای پلاسمایی وصل می‌کنند. دیگر تعیین کننده تجمع رشته‌ها در نقاط خاصی از سلول هستند و بعضی باعث حرکت مژه‌ها می‌شوند.

 

ریز لوله‌چه ها :                      

                               تصویر

 

       ساختارهایی هستند که در سیتوزول تمام سلولهای یوکاریوتی از آمیب گرفته تا سلول گیاهان و جانوران عالی وجود دارند.گلبول هایقرمز ممکن است استثنا باشند. جزئیات ساختاری ریز لوله‌ها در سلولهای موجودات مختلف بطور شگفت آوری یکسان است. ریز لوله‌ها رشته‌های بلند و توخالی هستند که درازای آنها به حداکثر 200 میکرومتر می‌رسد. قطر خارجی آنها 25 نانومتر و قطر داخلی‌شان 15 نانومتر می‌باشد. هر ریزلوله از 13 رشته به نام پیش رشته تشکیل شده است که به موازات محور طولی ریز لوله قرار گرفته‌اند. پیش رشته‌ها از دو نوع پروتئین کروی مشابه به نام توبولین آلفا (α) و توبولین بتا (β) تشکیل شده‌اند. تشابه ردیف اسیدهای آمینه این دو توبولین حدود 50 درصد است. در واقع واحد تشکیل دهنده پیش رشته‌ها دایمر βα است و این دایمر نیز اصطلاحا توبولین خوانده می‌شود. در هر پیش رشته توبولین به صورت پشت سر هم یعنی αβαβ قرار گرفته‌اند. تنوع ریز لوله‌ها عمدتا به دلیل وجود پروتئینهای ضمیمه متفاوت در آنهاست و این پروتئینهای ضمیمه هستند که خصوصیات ویژه یک ریز لوله‌ها را تعیین می‌کنند.

خاصیت قطبی بودن ریز لوله‌ چه ها : 

     یک خصوصیت کلیدی ریز لوله‌ها قطبیت آنهاست. در شرایط درون شیشه ، دراز یا کوتاه شدن ریز لوله‌ها با اضافه یا حذف شدن توبولینها در دو انتهای ریز لوله صورت می‌گیرد.

نقش ریز لوله‌ چه ها :    

     ریز لوله چه ‌های اسکلت سلولی در ترابری مواد نقش دارند. دوک میتوز ، تاژک و مژه مثالهایی از این گونه ساختارها هستند.

 

ریز رشته‌ها                          

        ریز رشته‌ها که رشته‌های اکتین نیز خوانده می‌شوند زنجیره‌هایی به قطر هفت نانومتر هستند که در تمام سلولهای یوکاریوتی به وفور یافت می‌شوند. رشته‌های اکتین از واحدهای پروتئینی کروی به نام اکتین تشکیل شده‌اند که به صورت منظم به دنبال یکدیگر قرار گرفته‌اند. رشته‌های اکتین مانند ریز لوله قطبی هستند و سرعت اضافه و حذف شدن زیرواحدها در انتهای مثبت بیش از انتهای منفی است.  رشته‌های اکتین دستجات و شبکه‌های اکتینی را ایجاد می‌کنند. این رشته‌ها مانند ریز لوله‌ها در سلولهای مختلف ساختاری مشابه دارند و تنوع آنها به دلیل وجود پروتئینهای ضمیمه آنهاست. یکی از مهمترین پروتئینهای ضمیمه میوزین است که در انقباض ماهیچه‌ای نقش دارد. سیتوکالازین ب باعث کاهش حرکت درون یاخته‌ای بوسیله تاثیر بر اکتین می‌باشد .

 اهمیت اکتین :

     نقش اکتین در ریز پرزهای سلولهای پوششی روده ، حرکت آمیبی و فعال‌سازی پلاکتها و تقسیم سیتوپلاسم و در نهایت عملکرد ماهیچه نقش دارد.

 

تصویر

 

رشته های حد واسط :  

   رشته‌های حد واسط دسته سوم از رشته‌های پروتئینی اسکلت سلولی هستند قطر آنها 10 نانومتر ، ضخیمتر از رشته‌های اکتین و باریکتر از ریز لوله‌هاست. امروزه معتقدند که این رشته‌ها یکی از اجزای مهم ساختاری اکثر سلولها و بافتهای جانوری می‌باشند. این رشته‌های پروتئینی به مقدار زیاد در بافتهایی یافت می‌شوند که در معرض فشارهای مکانیکی قرار می‌گیرند. بنابراین یکی از نقشهای عمده آنها استحکام بخشیدن به بافتهاست.

رشته‌های حد واسط از نظر ساختاری  :

      رشته‌های حد واسط از چند نظر بار ریز لوله‌ها و ریز رشته‌ها تفاوت دارند. از نظر ساختاری این رشته‌ها پلیمرهایی از پروتئینهای رشته‌ای هستند. در حالی که دو نوع رشته دیگر از زیر واحدهای کروی تشکیل شده‌اند. انواع رشته‌های حد واسط بسته به نوع سلول زیر واحدهای ساختاری متفاوت دارند. در حالی که زیر واحدهای ریز لوله‌ها و اکتینها در انواع سلولها مشابهند. در مقایسه با ریز لوله‌ها و اکتینها که دایما در حال تشکیل و تخریب هستند رشته‌های حد واسط پایدارترند و معمولا به صورت پلیمر باقی می‌مانند. تفاوت دیگر این است که رشته‌های حد واسط قطبیت ندارند.
انواع رشته‌های حد واسط  :

     کراتینها یکی از مهمترین انواع رشته‌های حد واسط هستند که تا به حال 30 نوع از آنها ساخته شده است. کراتینها عمدتا در ساختارهایی مانند مو ، پشم و ناخن ساخته می‌شوند و جایگاه آنها در سیتوپلاسم است. وجود رشته‌های کراتین در سلول باعث استحکام آنها می‌شود. و یکی دیگر از رشته‌های حد واسط لامینها می‌باشند که ساختار صفحه‌ای بوجود می‌آورند. جایگاه آنها در زیر غشای داخلی هسته است و برخلاف کراتینها ناپایدارند. زیرا در آغاز تقسیم میتوز تخریب و در پایان آن مجددا تشکیل می‌شوند. لامینها ، اسکلت هسته را بوجود می‌آورد.

 

نوشته شده در جمعه دهم خرداد 1387ساعت 6:53 قبل از ظهر توسط s m k| |

 

 

 

سلام به دانشجویان و دانش دوستان عزیز...

ایام فاطمیه را به شما تسلیت میگوییم.

                   خون                      Blood

خون یک بافت پیوندی است که ماده بین سلولی آن پلاسما نامیده می شود .

خون از مغز استخوان منشاء میگیرد. مهمترین اجزاء تشکیل دهنده خون عبارتند از

1- گلبولهای قرمز یا    Red blood cells

2 -گلبولهای سفید  یا  white cells

3 - پلاکتها یا PLATELETS

4 - پلاسما  یا  plasma

گلبول های قرمز , گلبول های سفید ها , پلاکت ها سلول های خون محسوب می شوند . این سلول ها  در مایع پلاسما شناورند.

گلبولهای قرمز      Erythrocytes

از ویژگی های مهم این سلول ها  عدم وجود هسته در آنهاست.

گلبولهای قرمز ۵۰% - 40 % حجم خون را اشغال می کنند.

مهمترین عمل گلبولهای قرمز در خون حمل اکسیژن از ریه و رساندن آن به بافتها ی بدن است.

در بازگشت حمل کربن دی اکسید از بافتها و رساندن به ریه توسط  گلبولهای قرمز انجام می شود.

تعداد گلبول های قرمز در افراد متغیر است در یک شخص طبیعی به طور متوسط حدود  ۵ میلیون گلبول قرمز در هر میلی مترمکعب خون وجود دارد

گلبولهای سفید یا لوکوسیت ها  Leukocytes

گلبولهای سفید کار دفاع در برابر میکروب ها, قارچ ها, ویروس ها وانگل ها را عهده دارند.

گلبولهای سفید به دو گروه عمده تقسیم می شوند.

۱- گرانولوسیت ها  -2آ گرانولوسیت ها

مبنای این تقسیم بندی بر اساس وجود یا عدم وجود دانه (گرانول) در سیتوپلاسم گلبولهای سفید استوار است.

گرانولوسیت ها:

گرانولوسیت ها: در داخل سیتو پلاسم این نوع گلبول های سفید  دانه وجود دارد.

نوتروفیلها Neutrophils  - ائوزینوفیل ها Eosinophils  - بازوفیل ها  Basophils درگروه گرانولوسیت ها قرار دارند.

نوتروفیلها  Neutrophils : دارای هسته لبوله ( چند لوبه ) می باشند  توانائی بیگانه خواری دارند. سیتوپلاسم این سلول دارای گرانول های بسیار ظریف صورتی کم رنگ می باشد.

نوتروفیلها در عفونت های حاد مانند آپاندیسیت حاد درخون افزایش می یابند .

ائوزینوفیل ها:Eosinophils  

دارای هسته دو لوبه است, سیتوپلاسم سلول حاوی دانه های نارنجی فراوان است.

تعداد  ائوزینوفیل ها دربیماری حساسیتی وعفونت های انگلی درخون افزایش می یابد.

بازوفیل ها :Basophils

کمترین درصد گلبولهای سفید را در یک گسترس خونی را  دارا می باشند . بازوفیل ها دارای دانه های درشت آبی تیره در سیتوپلاسم خود هستند.

این دانه ها حاوی ماده هیستامین هستند. که نقش مهمی در واکنشهای آ لرژیک  دارند.آزاد شدن ماده شیمیایی هیستامین در خون باعث ایجاد حساسیت وعوارض آن ازجمله التهاب و مخصوصا کهیر در پوست می گردد.

آ گرانولوسیت ها

آ گرانولوسیت ها : در سیتوپلاسم این نوع گلبول های سفید دانه وجود ندارند. مثل : لنفوسیت ها ومونوسیت ها

لنفوسیت ها :Lymphocyte

لنفوسیت ها  : دارای هسته یک پارچه بزرگ و گرد  با کروماتین فشرده هستند . سیتوپلاسم لنفوسیت ها آبی روشن وبدون گرانول است.

لنفوسیت ها اولین سد دفاعی در برابر عوامل نفوذی به بدن از جمله باکتری ها ویروس ها قارچ ها محسوب می شوند. لنفوسیتها در عقده های لنفاوی و در مغز استخوان بوجود می آیند. لنفوسیت ها به دو گروه عمده تقسیم می شوند .

1- لنفوسیت های B که ازسلولهای سازنده خود در مغز استخوان مشتق می شوند . ودرتولید آنتی بادی نقش دارند.

2 - لنفوسیت های T : لنفوسیت های وابسته به غده  تیموس* هستند . لنفوسیت هایی که در این غده تکامل یافته به سلول های تخصص یافته به نام لنفوسیت Tتبدیل میشوند.

لنفوسیت های T در ایمنی یاخته ای مانند آلرژی د یر رس , مقاومت در برابر عفونت های مختلف پس زدگی بافتها (رد پیوند ) وازبین بردن یاخته های سرطانی رل مهمی را ایفا می کند.

جای*غده تیموس : این غده در بالای قفسه سینه در جلوی نای در ( زیر ) پشت استخوان جناغ سینه قرار دارد.

مونوسیت ها :Monocyte

مونوسیت ها : بزرگترین گلبول سفید در جریان خون است .

هسته این سلولها کلیوی شکل یا نعل اسبی ویا به شکل مغزاست , دارای شبکه کروماتین ظریف واسفنجی شکل است .سیتوپلاسم مونوسیت ها شبیه به شیشه مات به رنگ خاکستری دارای گرانول های ریز فلفلی است. سیتوپلاسم ممکن است حاوی واکوئل  باشد.

پلاکتها: ترومبوسیتها:PLATELETS

پلاکتها: در فرایند انعقاد خون نقش مهمی دارند. پلاکتها از تقسیم سیتوپلاسم *مگاکاریوسیت درمغز استخوان حاصل می شوند. اندازه پلاکتها4-1میکرون قطر دارند. تعداد نرمال پلاکتها حدود300000 -150000هزار عدد در میلی متر مکعب خون است. طول عمر پلاکتها 10-7 روز می باشد.

مگاکاریوسیت Megakaryocyte

بزرگترین سلول در مغز استخوان مگاکاریوسیت Megakaryocyte , که ازتجزیه این سلول پلاکتها ایجاد می شوند .

پلاسمای خون

اگر  10ccخون از شخص طبیعی بگیریم و نمونه خون او را داخل یک لوله آزمایش  تمیزحاوی ماده ضد انعفاد  بریزیم. سپس محتوی لوله را با ملایمت مخلوط کنیم و بعد لوله خون را داخل دستگاه سانتریفیوژ ( دستگاه گریز از مرکز) قرار دهیم . وبرای مدت 5 تا 10 دقیقه لوله حاوی خون را سانتریفیوژ کرده . حالا اگر لوله خون را مورد بررسی قرار دهیم . مطابق شکل فوق می بینیم خون به سه قسمت تقسیم شده است قسمت روئی همان قسمت آبکی خون برنگ زرد شفاف که پلاسمای خون نامیده می شود.

.

 

تر کیبات پلاسمای خون

 

 

پلاسما ی خون91 درصد آب دارد  , 7 درصد پروتئین دارد , 2 درصد مواد شامل آمینو اسیدها , قندها, لیپیدها , هورمون ها از جمله اریتروپویتین وانسولین وغیره  .الکترولیت ها شامل سدیم و پتاسیم و کلسیم وغیره می باشد . قسمت میانی خون مطابق شکل یک لایه باریک که بافی کت نامیه میشودتر کیبات  بافی کت: شامل گلبول های سفید و پلاکت هاست.در ته لوله گلبول های قرمز قرار می گیرند

 
 
این مطلب به وسیله ی ایمیل شما دوستان و همکاران دلسوز آماده شد امیدوارم که این سر آغاز مطالب مفید بعدی باشد..
 
عزیزانی که مایل به ارسال مطلب برای این وبلاگ هستند میتوانند برای ارسال فایلهای حجیم آنها را به صورت کامنت خصوصی نیز برای ما بفرستند.
 
ما حتما از این مطالب استفاده خواهیم کرد...
 
حق نگهدارتون تا آپ بعدی.....
نوشته شده در یکشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1387ساعت 7:24 بعد از ظهر توسط s m k| |

میتوکندری، در یاخته، نوعی دستگاه انتقال انرژی است که موجب می‌شوند انرژی شیمیایی موجود در مواد غذایی با عمل فسفوریلاسیون اکسیداتیو، به صورت پیوندهای پرانرژی فسفات (ATP) ذخیره شود. این اندامک در تمام یاخته‌های دارای تنفس هوازی به جز در باکتری‌ها که آنزیم‌های تنفسی آنها در غشای سیتوپلاسمی جایگزین شده‌اند وجود دارد.

نام «میتوکُندری» ترکیبی است از دو واژه یونانی Mito به معنای رشته و chondrion به معنی دانه. چون این اندامک اغلب رشته‌ای یا به صورت دانه‌های کوچک در سیتوپلاسم همه سلولهای یوکاریوتی وجود دارد.

فهرست مندرجات

[تاریخچه....

 

اولین بررسی‌های انجام شده بر روی میتوکندری‌ها، در سال ۱۸۹۴ به‌وسیله آلتمن صورت گرفت که آنها را بیوپلاست یا جایگاههای زنده نامید. و نظر داد که بین واکنشهای اکسایش و کاهش سلول و میتوکندری وابستگی وجود دارد. در سال (۱۸۹۷) بتدا با بررسیهای بیشتر آنها را میتوکندری نامید و در ۱۹۰۰، میکائیلیس به کمک معرف رنگی سبز ژانوس میتوکندری را در سلولهای زنده مشاهده کرد. واربورگ در سال ۱۹۱۳ آنزیمهای تنفسی را در این اندامک نشان داد. سرانجام برای اولین بار، در سال ۱۹۳۴، بنسلی و هر، توانستند آنها را از سلولهای کبدی جدا کرده و بعد آن بررسیهای بیشتر و عملی‌تر روی آن صورت گرفت.


 شکل و اندازه میتوکندری و تغییرات آنها

اندامک‌های درون یاخته جانوران : (۱) هستک (۲) هسته (۳) ریبوزوم (رناتن) (۴) وسیکل (۵) شبکه آندوپلاسمیک خشن (۶) دستگاه گلژی (۷) سیتواسکلتون (۸) شبکه آندوپلاسمیک نرم (۹) میتوکندری (۱۰) کریچه (واکوئل) (۱۱) سیتوپلاسم (میان‌یاخته) (۱۲) لیزوزوم (کافنده‌تن) (۱۳) میانک (سنتریول)
اندامک‌های درون یاخته جانوران : (۱) هستک (۲) هسته (۳) ریبوزوم (رناتن) (۴) وسیکل (۵) شبکه آندوپلاسمیک خشن (۶) دستگاه گلژی (۷) سیتواسکلتون (۸) شبکه آندوپلاسمیک نرم (۹) میتوکندری (۱۰) کریچه (واکوئل) (۱۱) سیتوپلاسم (میان‌یاخته) (۱۲) لیزوزوم (کافنده‌تن) (۱۳) میانک (سنتریول)

شکل میتوکندریها متغیر اما اغلب رشته‌ای یا دانه‌ای می‌باشند. میتوکندریها در برخی مراحل عمل خود می‌توانند به شکلهای دیگری درآیند. مثلا، یک میتوکندری طویل ممکن است در یک انتهای خود متورم شده و به صورتی شبیه گرز درآید. (مثلاً در سلولهای کبدی چند ساعت بعد ورود غذا) یا ممکن است میان تهی شده و شکلی شبیه راکت تنیس به خود بگیرد. گاهی میتوکندریها حفره مانند شده و دارای بخش مرکزی روشنی می‌شود. اما بعد از مدتی، تمام این تغییرات به حالت اول برمی‌گردد.

اندازه
اندازه میتوکندریها نیز متغیر است و در بیشتر سلولها ضخامت آنها ۵۰µm و طول تا ۷µm می‌رسد. اما متناسب با شرایط محیطی و نیز مرحله عمل سلول، فرق خواهد کرد. در سلولهایی که هم نوع هستند یا دارای عمل مشترک می‌باشند دارای اندازه ثابت می‌باشند.

 ساختمان میتوکندری

غشای خارجی حدود ۷۵ - ۶۰ آنگستروم ضخامت دارد و از نوع غشاهای زیستی با ساختمان سه لایه‌ای می‌باشد. این غشا صاف و فاقد چین خوردگی است و هیچ ریبوزومی به آن نچسبیده، گاهی توسط شبکه آندوپلاسمی احاطه می‌شود اما هیچگاه پیوستگی بین این دو دیده نشده‌است.

اطاق خارجی زیر غشای خارجی، فضایی در حدود ۲۰۰- ۱۰۰ آنگستروم وجود دارد که به آن اطاق خارجی گفته می‌شود. که شامل دو بخش است: فضای بین دو غشا و فضای درون تاجها یا کریستاها یا کرتها. اما در برخی جاها غشای داخلی و خارجی بهم چسبیده و اندازه این فضا تقریباً صفر می‌شود. در این مناطق در مجاورت دو غشا، تراکمی از ریبوزوم‌های سیتوپلاسمی دیده می‌شود. به خاطر همین در نظر گرفته شده که این مناطق، محل عبور پروتئینهای مورد نیاز از سیتوزول به میتوکندری می‌باشند. در این اطاق، ترکیباتی مثل آب، نمکهای کانی و یونها، پروتئینها، قندها، و چربیها SO۲، O۲، ATP و ADP وجود دارند. مقدار آب، بر اندازه کریستاها و در نتیجه بر ساخت ATP تأثیر گذار است.

غشای داخلی ضخامتش مثل غشای خارجی است اما ترکیب شیمیای آن فرق می‌کند. دارای چین‌خوردگیهای فراوانی است که به چینها، تاج یا کریستا گفته می‌شود. این چینها برخلاف سلولهای گیاهی، در سلولهای جانوری منظم قرار گرفته‌اند.

اطاق داخلی فضای درونی میتوکندری که به‌وسیله غشای داخلی دربرگرفته شده، اطاق داخلی گویند. که از ماده زمینه‌ای با بستره دربر گرفته شده‌است که ترکیب و ویژگیهای کلی آن، شبیه سیتوزول می‌باشد و دارای آنزیمهای خاص و ریبوزوم خاص خود (۷۰S شبیه سلولهای پروکاریوتی) می‌باشد. تعداد DNA، بر حسب نوع و سن سلول فرق می‌کند و مثل پروکاریوتها، دارای سیتوزین و گوانین زیادی است در نتیجه در مقابل گرما مقاوم می‌باشد.

 ژنوم میتوکندری

بررسیها نشان می‌دهد که DNA سازی در میتوکندری صورت می‌گیرد. طبق این بررسی به وجود DNA در میتوکندری پی می‌بریم. علاوه بر همانند سازی RNA و DNA سازی، پروتئین سازی هم در میتوکندری صورت می‌گیرد. این فراینده توسط آنزیمها و ملکولهای خاص خود اندامک صورت می‌گیرد. DNA میتوکندری اغلب موجودات حلقوی است. جایگاه DNA در ماده زمینه میتوکندری و بعضی مواقع چسبیده به غشای داخلی میتوکندری است. ژنوم میتوکندری سلولهای اغلب جانوران از ۲۰ - ۱۵ هزار جفت نوکلئوتید تشکیل یافته‌است و ژنوم میتوکندری در پستانداران حدود ۱۰۵ برابر کوچک‌تر از ژنوم هسته‌ای است.

محصولاتی که توسط DNA میتوکندری رمز می‌شوند شامل RNAهای ریبوزومی میتوکندری tRNA‌ها و برخی از پروتئینهای مسیر تنفس می‌باشد. بعضی از پروتئینهای میتوکندری نیز در هسته رمز می‌شوند و پس از ساخته شدن در سیتوزول وارد اندامک می‌شوند. مثال مفروض از صفتی که توسط ژنوم میتوکندری تعیین می‌شود، جهت پیچش صدف در حلزون است که از وراثت سیتوپلاسمی تبعیت می‌کند. در حقیقت این صفات توسط ژنوم میتوکندری که همراه میتوکندری‌های موجود در سیتوپلاسم وارد سلول تخم می‌شوند، انتقال می‌یابد و توارث به صورت تک والدی در اکثر آنها می‌باشد.

 نقش زیستی میتوکندری

  • تنفس هوازی سلولها

تمام مواد انرژی‌زا، ضمن تغییرات متابولیکی درون سیتوپلاسمی با واسطه ناقلین اختصاصی به بستره میتوکندری می‌رسد. گلوکز بعد از تبدیل به استیل کو آنزیم A طی گلیکولیز به میتوکندری وارد می‌شود تا در چرخه کربس استفاده شود و اسیدهای چرب به‌وسیله کارنی تین به داخل میتوکندری حمل شده که اینها هم سرانجام به استیل کو آنزیم A تبدیل می‌شوند. اسیدهای آمینه بعد از ورود به بستره به استیل کو آنزیم A تبدیل می‌شوند.

با انجام هر چرخه کربس که با استفاده از یک استیل کوآنزیم A در بستره میتوکندری آغاز می‌شود، علاوه بر CO۲ و H۲O سه مولکول نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید و یک مولکول FADH۲ و یک مولکول GTP تولید می‌شود. این ناقلین انرژی در زنجیره انتقال الکترون استفاده شده و موجب تولید ATP می‌شوند.

  • سنتز اسیدهای چرب

یکی از راههای تولید اسید چرب، سیستم میتوکندریایی می‌باشد که عکس اکسیداسیون یا تجزیه آنها می‌باشد.

  • دخالت میتوکندری در گوارش چربیها

در هنگام گرسنگی، میتوکندریها به طرف ذرات چربی حرکت کرده و روی ذرات چرب خم شده و آنزیمهای میتوکندریایی شروع به هضم چربی و آزادسازی انرژی می‌کنند.

  • ذخیره و تجمع مواد در میتوکندریها

میتوکندریها می‌توانند در اطاق داخلی خود مواد مختلف را انباشته کنند که این مواد عبارت‌اند از: ترکیبات آهن‌دار، چربیها، پروتئینها، کاتیونها و آب. در اثر ذخیره این مواد، میتوکندریها اغلب به حالت یک غشایی و شبیه باکتریهای کوچک دیده می‌شوند و به تدریج، کریستاها محو می‌شوند اما بعد از حذف این مواد، دوباره همه به حالت اول برمی‌گردد.

  • محل میتوکندریها در سلول

اغلب در اطراف هسته دیده می‌شوند اما در شرایط مرضی در حواشی سیتوپلاسم ظاهر می‌شوند. این پراکنش، تحت تأثیر مقدار گلیکوژن و اسید چرب می‌تواند قرار بگیرد. در طول میتوز میتوکندریها در مجاورت دوک جمع می‌شوند و وقتی تقسیم پایان می‌یابد، در دو سلول دختر، پراکنش تقریباً یکسانی پیدا می‌کند. پراکنش میتوکندریها را می‌توان بر حسب عمل آنها از نظر تامین انرژی، مطرح کرد که میتوکندریها در داخل سلولها جابجا شده و خود را به جایی که نیاز به ATP بیشتر است می‌رسانند.

  • تعداد میتوکندریها در سلول

تشخیص ارزش میتوکندریایی یک سلول دشوار است. اما اغلب بر حسب نوع سلول مرحله عمل سلول متفاوت می‌باشد. در یک سلول معمولی کبد بیشترین تعداد و در حدود ۱۰۰۰ تا ۱۶۰۰ عدد وجود دارد که در اثر تحلیل رفتن سلول و نیز سرطانی شدن آن کاهش می‌یابد. و در مقابل، تعداد میتوکندری در بافت لنفی، خیلی کمتر است. در سلولهای گیاهی، کمتر از جانوری می‌باشد چون بسیاری از اعمال میتوکندریها، به‌وسیله کلروپلاست انجام می‌شود.

 منشا میتوکندری

دو نظریه بیان شده‌است: یکی اینکه میتوکندریها ممکن است از قالبهای ساده‌تری ساخته شوند (تشکیل Denovo) و دیگر اینکه میتوکندریهای جدید از تقسیم میتوکندریهای قبلی بوجود می‌آیند. به این صورت که تعداد آنها، در طول میتوز و نیز در اینترفاز افزایش یافته و بعد بین دو سلول دختر، پراکنش می‌یابند.

  • خاستگاه پروکاریوتی میتوکندری

فرضیه‌ای در این صدد مطرح شده‌است که: در گذشته بسیار دو ر، جو زمین فاقد اکسیژن بوده و جاندارانی که در آن زمان می‌زیسته‌اند بی‌هوازی بودند. با گذشت زمان و ضمن واکنشهای شیمیایی، جو زمین دارای اکسیژن شده و به تدریج جانداران آن زمان و بویژه پروکاریوتها به علت ساختمان ساده خود، هوازی شده‌اند. بعدها این پروکاریوتها هوازی شده، توسط سلولهای یوکاریوتی بلعیده شدند و از این همزیستی سلولهای یوکاریوتی هوازی ایجاد شدند. پس اجداد میتوکندری براساس این فرضیه، باکتریهای اولیه می‌باشند.

 

نوشته شده در دوشنبه شانزدهم اردیبهشت 1387ساعت 10:57 قبل از ظهر توسط s m k| |

تصویر

اطلاعات اولیه

این روش فوق العاده ساده بوده و با استفاده از تغییرات حرارت می‌توان چندین فرآیند را به دنبال همدیگر انجام داد. با این تکنیک می‌توان به عنوان یک روش قدرتمند تشخیص بالینی (Diagnostic) برای وجود موتاسیون‌ها در ژنوم انسانی ، یا برای وارد کردن جهش‌های ویژه به داخل ژن همسانه شده ، استفاده کرد.

PCR بطور دستی و با قرار دادن پر زحمت و انتقال لوله‌های آزمایش بین حمام‌های آب دارای دمای لازم ، بوجود آمد. امروزه دستگاههایی بطور تجارتی تهیه می‌شوند که در آنها جایگاههای لوله‌ای با بلوک فلزی حرارت پذیر تعبیه شده است و قابل برنامه ریزی برای تغییر سریع بین دماهای لازم است. π چرخه PCR ، DNAی مورد نظر را 2π بار تکثیر می‌کند.

تاریخچه

در گذشته معمولا از روش های شیمیایی برای تولید قطعات نوکلئوتیدی استفاده می‌کردند، اما این روش ها پر زحمت بوده و نیاز به مدت زمان طولانی داشتند از سال 1980 به بعد عمدتا از روش PCR در آزمایشگاههای زیست شناسی مولکولی استفاده می‌شود.

مراحل PCR

  • مرحله دناتوراسیون DNA: در مرحله اول برای مدت کوتاهی (30S) قطعات DNA را در درجه حرارت 94 درجه سانتیگراد حرارت می‌دهند تا دو زنجیره DNA از هم باز نشود.

  • مرحله پرایمر و مرحله اتصال دو قطعه نوکلئوتیدی: این قطعات معمولا از 25 - 18 باز آلی تشکیل می‌شوند و می‌توانند به قطعات مکمل خود که بر روی ژن مورد نظر قرار می‌گیرند، اتصال یابند. قطعه‌ای که در آن PCR به تعداد زیاد ساخته می‌شود. ما بین دو پرایمر ساخته می‌شود. مرحله اتصال پرایمرها کوتاه بوده و حدودا 30S در دمای 65 - 30 درجه سانتیگراد صورت می‌گیرد.

  • مرحله پلیمریزاسیون یا مرحله سنتز: در این مرحله با دخالت آنزیم DNA پلیمر از بر روی رشته DNA الگو. سنتز DNA با استفاده از نوکلئوتید تری فسفات‌هایی که در محلول وجود دارند، صورت می‌گیرد و برای سنتز DNA همیشه یک رشته DNA به صورت الگو و یک قطعه پلی نوکلئوتیدی به عنوان پرایمر مورد نیاز است.



تصویر

ادامه PCR بعد از چرخه اول

بعد از این 3 مرحله ، چرخه اول تمام می‌شود، چرخه‌های بعدی تکرار چرخه اول است. بدین صورت به دنبال چرخه‌های متعدد PCR قطعه DNA مورد نظر بطور تصاعدی افزایش می‌یابد. یعنی از 20 چرخه ، ژن مورد نظر دارای بیش از 250 هزار خواهد بود. بنابراین روش PCR روش کارا در ازدیاد یک قطعه از DNA است.

کاربردهای مهم PCR

  • تهیه نسخه‌های متعدد از یک ژن مورد نظر: گاهی برای مطالعات بیولوژی مولکولی لازم است که یک ژن با نسخه‌های نسبتا زیاد در دسترس باشد. بدین منظور می‌توان با استفاده از روش PCR ژن مورد نظر را در مقایسه با بقیه ژن‌ها تکثیر نمود.

  • بررسی حضور یا عدم حضور یک ژن: با استفاده از این روش می‌توان تشخیص داد که آیا یک ژن در یک سلول حضور دارد یا نه؟ گاهی نیز از این مطالعات برای بررسی وجود ژنهای مختلف باکتری‌ها یا ویروس‌ها در بدن افراد استفاده می‌کنند.

  • تشخیص بیماری‌های قبل از تولد: با استفاده از PCR و بکار گرفتن پرایمرهای مربوط به یک ژن بیمار و پرایمرهای مربوط به ژن سالم آلل آن می‌توان از تولد کودکان دارای بیماری‌های ژنتیکی جلوگیری کرد. برای این کار بعد از لقاح تخمک در آزمایشگاه ، بعد از رسیدن تخمک به حالت 10 سلولی ، یک سلول را جدا کرده و با استفاده از پرایمرها از ژن مورد نظر PCR صورت می‌گیرد، اگر بعد از PCR منحصرا ژن سالم تکثیر پیدا کرد، این مفهوم هموزیگوت بودن سلول‌های جنینی و سالم بودن آنهاست.

  • تعیین جنسیت جنین: معمولا چند تخمک با چند اسپرم در آزمایشگاه لقاح می‌یابند و سپس اجازه تکثیر به سلول تخم داده و با رسیدن تخم به مرحله ده سلولی ، یکی از سلول‌ها را جدا کرده و بوسیله پرایمرهای ویژه مربوط به کروموزوم y مورد PCR قرار می‌گیرد. کروموزوم y منحصرا در سلول‌های نر دیده می‌شود. اگر قطعه تولید نشده در PCR بوسیله الکتروفورز و بطور دقیق‌تر توسط ساترن بلوتینگ تشخیص داده شد، جنین از نوع پسر و در غیر این صورت دارای کروموزوم‌های xx خواهد بود.

تشخیص بیماریها

کشت میکروبها که جهت تشخیص بیماریهای عفونی در اکثر آزمایشگاهها بکار می‌رود. زمان‌بر بوده و ثانیا باعث افزایش تعداد میکروب‌های بیماریزا و غیر بیماریزا در شرایط آزمایشگاهی می‌گردد. امروزه در برخی آزمایشگاهها روش PCR جایگزین روش‌های کشت شده است. یعنی قطعه‌ای از ژن مربوط به میکروب بیماریزا مورد شناسایی قرار گرفته و پرایمرهای مربوط تولید می‌شوند، با استفاده از این پرایمرها می‌توان تشخیص داد که آیا ویروس ایدز در داخل بدن وجود دارد یا نه؟



تصویر

مشکل PCR و راه حل آن

اشکال PCR ، آلودگی نمونه‌های مورد بررسی توسط قطعات DNA خارجی است. اگر قبلا در داخل دستگاهی PCR یک نمونه انجام گرفته باشد. و ذره کوچکی از آن در داخل دستگاه باقی بماند. در PCR نمونه بعدی مشکل ایجاد خواهد کرد. برای رفع مشکل امروزه از ظروف یکبار مصرف استفاده می‌شود. کلیه ظروف قبل از استفاده اتوکلاو می‌شوند تا سلول‌ها و مولکولهای موجود در آنها ، حتی‌الامکان غیر فعال می‌شوند.

یکی از روش‌های پیشنهادی انجام PCR داخلی یا Nestied PCR است. از این روش با استفاده از دو پرایمر قطعه‌ای از DNA را تکثیر می‌دهند و سپس قطعه‌ای دیگر در داخل DNA‌های تکثیر شده PCR می‌شود. بدین صورت احتمال آلودگی کاهش می‌یابد.

 

نوشته شده در شنبه چهاردهم اردیبهشت 1387ساعت 4:16 بعد از ظهر توسط s m k| |

بافت خونی 

خون بافت پیوندی تخصص یافته‌ای است که سلولهای آن در داخل ماده زمینه‌ای مایعی به نام پلاسما شناورند. حجم خون در یک فرد بالغ بطور متوسط 5 لیتر می‌باشد. خون به واسطه گردش در داخل رگهای خونی اصلی ، توزیع مواد غذایی ، اکسیژن و حرارت در بدن و انتقال دی‌اکسید کربن و مواد زاید حاصل از فعالیت سلولها به ارگانهای دفعی است. خون در محیط خارج از بدن منعقد شده و به صورت لخته در می‌آید و قسمت محلول آن به صورت مایعی زرد و روشن به نام پلاسما ، از آن جدا می‌گردد. برای جلوگیری از انعقاد خون به منظور مطالعات خونی مقداری هپارین یا سیترات به آن افزوده می‌شود. از نظر حجمی حدود 55 درصد خون از پلاسما و 45 درصد آن از سلولهای خونی تشکیل شده است.


-=مواد تشکیل دهنده پلاسما : آب - یونهای معدنی - پروتئینهای پلاسما - گلوکز و چربی - مواد دفعی.=-

آب پلاسما

بخش اعظم پلاسما ، آب است. آب پلاسما دارای دو منشا غذایی و آب متابولیک حاصل از آب میان بافتی سلولهاست. میزان آب بوسیله دستگاههای تنفس و دفع به دقت تنظیم می‌شود. آب پلاسما ، فشار خون را تحت تاثیر قرار می‌دهد و وسیله انتقال عنصرهای سلولی ، مواد غذایی محلول و ... است.

روش تعیین حجم آب پلاسما

برای تعیین آب پلاسما از ترکیباتی استفاده می‌شود که پس از تزریق داخل وریدی نتوانند از دیواره عروق بگذرند. این ترکیبات بیشتر رنگهایی با مولکولهای درشت مانند آبی اوانز (Blue Of Chicago) ‌آبی شیکاگو (Evans blue) هستند که تعیین مقدار آنها از طریق رنگ سنجی بسیار آسان است و یا ترکیباتی مانند آلبومین دو دقیقه پس از تزریق یکی از ترکیبات فوق از بیمار خون گرفته و غلظت جسم تزریق شده را تعیین کرده و از نسبت دقت آن جسم ، حجم خون را محاسبه می‌کنند.



تصویر

غلظت الکترولیتی پلاسما

یونهای معدنی پلاسما از نوع یونهای معدنی موجود در آب میان بافتی و بطور کلی در سلولهاست. این یونها در حفظ موازنه نمک ، PH و فشار اسمزی بین پلاسما و آب میان بافتی و سلولهای بافتها دخالت دارند. یون سدیم ، کاتیون اصلی و یون کلر ، آنیون اصلی پلاسما است و در صورتی که غلظتها را بر حسب میلی اکی والان در لیتر مشخص کنیم کاتیونها و آنیونهای پلاسما کاملا متعادل هستند.

تامپون پلاسما

تامپون اسید کربنیک - بی‌کربنات ، اگر چه حداکثر قدرت تامپونی را در حدود PH = 6 دارد. (Ph اسید کربنیک 6.1 است.) بنابرین مهمترین تامپون پلاسما محسوب می‌گردد. این اهمیت نه تنها از نظر کمی ، بلکه بیشتر از نظر قابلیت تنظیم غلظت آن از طریق دفع گاز کربنیک توسط ریه‌هاست.

پروتئینهای پلاسما

این مواد تراکم قابل توجه در پلاسما دارند. جز موادی هستند که تراکمشان باید پایدار بماند. بیشتر این مواد در کبد ساخته می‌شوند. مانند یونهای کانی ، در برقراری فشار اسمزی خون و PH آن سهم مهمی دارند. پروتئینهای موجود در پلاسما به قرار زیر است.


  • آلبومینها: در کبد ساخته می‌شوند. ناقل هورمونها در خون بوده ، وجود آلبومین در خون موجب جذب آب به داخل خون می‌شود. اگر مقدارش کم باشد، خون را جذب نمی‌کند و آب خود را از موئین رگها خارج کرده . در زیر جلد تجمع کرده و باعث خیز می‌شود. مبنای نامگذاری این پروتئنیها شباهت آنها به سفیده تخم مرغ است.

  • گلوبولینها: مبنای تنوع گروههای خونی هستند، به صورت آنتی کور عمل می‌کنند. در بسیاری از بیماریهای کبدی ، بیماریهای عفونی و نفریت مقدار گلوبولین خون پلاسما خون زیاد می‌شود. و ازدیاد گلوبولین خون ، ته نشین شدن گلبولهای قرمز را تسریع می‌کند.

  • آلگوتینین: آلگوتینین که گلبولهای قرمز خون را به یکدیگر می‌چسباند و همچنین ماده ضد گروههای خونی RH , B , A است.

  • فیبرینوژن و پروترومبین که در انعقاد خون دخالت دارند.

پروتئینها در پلاسما فشار اسمزی کلوئیدی ایجاد می‌کنند

پروتئینها تنها مواد محلول در پلاسما و مایع میان بافتی هستند که از غشای مویرگی انتشار پیدا نمی‌کنند. علاوه بر این هنگامی که مقادیر اندکی پروتئین به داخل مایع میان بافتی انتشار می‌یابد به زودی از راه رگهای لنفاوی از فضاهای میان بافتی به خارج برده می‌شود. فقط موادی که نمی‌توانند از منافذ یک غشای نیمه تراوا عبور کنند فشار اسمزی تولید می‌کنند. پروتئینهای محلول در پلاسما و مایعات میان بافتی مسئول فشار اسمزی در غشای مویرگی هستند.



تصویر

قند پلاسما

قند به شکل گلوکز در پلاسما وجود دارد و مقداری آن 1.1 گرم در لیتر خون است. گلوکز خون از تجزیه مواد نشاسته‌ای و یا گلیکوژن کبد حاصل می‌شود.

مواد چربی پلاسما

مقدار چربی و لیپوئیدهای پلاسما مخصوصا در کلسترول ، متغیر است. پس از یک غذای پر چرب ، مقدار آن در پلاسما زیاد شده و رنگ پلاسما کدر می‌شود. مقدمه تصلب شرائین و فشار خون نشست ذرات چربی کلسترول به جدار عروق است.

مواد دفعی پلاسما

مواد دفعی سلولهای بدن در پلاسمای خون عبارتند از: ترکیبات نیتروژن‌دار ، آمونیاک ، اوره ، اسید اوریک، کراتین و بعضی از اسیدهای آمینه است.

 

نوشته شده در دوشنبه بیستم اسفند 1386ساعت 2:31 بعد از ظهر توسط s m k| |

یک متن لاتین در مورد خون گذاشتم .ببینید اما نظر بدهید
ادامه مطلب
نوشته شده در چهارشنبه پنجم دی 1386ساعت 7:14 قبل از ظهر توسط s m k| |

آسیب های وارده به DNA که می تواند نواقصی را در رونوشت  RNA و  پروتئین های ترجمه شده ی آنها بر جای گذارد ، می بایستی ترمیم گردد. این آسیب ها تحت اثر مواد شیمیایی خارجی ، پرتوها ، ویروس ها ، و یا عوامل داخلی مثل ترانسپوزون ها (یا DNA ی متحرک درون سلول) ایجاد می شوند. اشکال در سیستم ترمیمی سلول می تواند به ایجاد بیماری های وخیمی همچون انواع سرطان ها بیانجامد.

آسیب های وارد شده به DNA می تواند در بخش های غیر فعال DNA صورت گیرد که بعدا رونویسی یا همانند سازی خواهند شد و نقص را به سلول ها و یا پروتئین های حاصل منتقل می کنند ، و یا آسیب ها به DNA می توانند حین انجام همانندسازی DNA و رونویسی RNA  صورت گیرد که در این فرآیندهای کلیدی بطور مستقیم تداخل ایجاد کند.

سلول با هریک از این آسیب ها به طریقی خاص برخورد کرده و اقدام به حذف جهش وارده می کند.

مکانیسم های ترمیمی DNA به دو دسته کلی تقسیم می گردد:

1)      بازگشت مستقیم فرآیند شیمیایی که منجر به آسیب شده است ( بازگشت جهش)

2)      برداشت باز های آسیب دیده و جایگزینی باز های جدید (اصلاح جهش)

1- برداشت مستقیم باز های DNA:

تنها تعداد محدودی از آسیب ها تنها به این روش برداشت می شوند:

a.       حذف دیمر تیمین که توسط پرتوی UV   ایجاد شده است

b.    حذف ریشه های گوانین آلکیله شده که واحد های اتیل و یا متیل با جایگاهO6  استخلاف شده است. بعضی موتاژن ها تحت عنوان عوامل آلکیلاسیون ، باعث این تغییر می گردند.

 براي نماي بزرگتر بر روي تصوير كليك كنيد

a - حذف دیمر تیمین :

دو باز تیمین مجاور بیکدیگر متصل شده اند (از طریق 2 کربن از هر یک از تیمین ها) . در نتیجه چون یک حلقه 4 کربنی بین دو تیمین شکل می گیرد به این حلقه سیکلو بوتان گفته می شود.

نکته: دیمر تیمین توانایی اتصال با یک باز را دارد . در واقع زمانیکه دیمر تیمین تشکیل می شود یک باز تیمین در هنگام همانندسازی خوانده نمی سود، و بجای توالی (AA) در رشته مقابل توالی (A) را خواهیم داشت.

نکته: دیمر تیمین باعث ایجاد یک جهش حذفی می گردد که الگوی خواندن را به اندازه یک باز جابجا می کند (جهش Frame Shift)

نکته: در باکتری آنزیمی وجود دارد که در حضور نور حلقه سیکلو بوتان را می شکند. این آنزیم فتولیاز نام دارد.

b- حذف O6-متیل گوانین (شکل زیر):

O6-متیل گوانین بجای سیتوزین با تیمین جفت می گردد.

O6-متیل گوانین می تواند بوسیله آنزیمی بنام O6-متیل گوانین متیل ترانسفراز ترمیم گردد. این آنزیم قادر است متیل را از گوانین به یک ریشه سیستئین در جایگاه فعال خود منتقل نماید (شکل)

نوشته شده در شنبه نوزدهم آبان 1386ساعت 9:59 بعد از ظهر توسط s m k| |

A

α-actinin:
An actin-binding protein that crosslinks actin filaments into contractile bundles.

α helix:
A coiled secondary structure of a polypeptide chain formed by hydrogen bonding between amino acids separated by four residues.

ABC transporters:
A large family of membrane transport proteins characterized by a highly conserved ATP binding domain.

abl:
A proto-oncogene that encodes a protein-tyrosine kinase and is activated by chromosome translocation in chronic myeloid leukemia.

abscisic acid:
A plant hormone.

actin:
An abundant 43-kd protein that polymerizes to form cytoskeletal filaments.

actin-binding proteins:
Proteins that bind actin and regulate the assembly, disassembly, and organization of actin filaments.

actin bundle:
Actin filaments that are crosslinked into closely packed arrays.

actin-bundling proteins:
Proteins that crosslink actin filaments into bundles.

actin network:
Actin filaments that are crosslinked into loose three-dimensional meshworks.

action potential:
Nerve impulses that travel along axons.

activation energy:
The energy required to raise a molecule to its transition state to undergo a chemical reaction.

activation-induced deaminase (AID):
An enzyme expressed in B lymphocytes that deaminates cytosine in DNA to form uracil in the variable regions of immunoglobulin genes. AID is required for both class switch recombination and somatic hypermutation.

active site:
The region of an enzyme that binds substrates and catalyzes an enzymatic reaction.

active transport:
The transport of molecules in an energetically unfavorable direction across a membrane coupled to the hydrolysis ofATP or other source of energy.

adaptin:
A protein that binds to membrane receptors and mediates the formation of clathrin-coated vesicles.

adenine:
A purine that base-pairs with either thymine or uracil.

adenoma:
A benign tumor arising from glandular epithelium.

adenovirus:
A widely-studied DNA tumor virus.

adenylyl cyclase:
An enzyme that catalyzes the formation of cyclic AMP from ATP.

ADF/cofilin:
A family of actin-binding proteins that disassemble actin filaments.

adherens junction:
A region of cell-cell adhesion at which the actin cytoskeleton is anchored to the plasma
membrane.

adhesion belt:
A beltlike structure around epithelial cells in which a contractile bundle of actin filaments is linked to the plasma membrane.

Akt:
A protein-serine/threonine kinase that is activated by PIP3 and plays a key role in signaling cell survival.

allele:
One copy of a gene.

allosteric regulation:
The regulation of enzymes by small molecules that bind to a site distinct from the active site, changing the conformation and catalytic activity of the enzyme.

alternative splicing:
The generation of different mRNAs by varying the pattern of pre-mRNA splicing.

amino acid:
Monomeric building blocks of proteins, consisting of a carbon atom bound to a carboxyl group, an amino group, a hydrogen atom, and a distinctive side chain.

aminoacyl tRNA synthetase:
An enzyme that joins a spe­cific amino acid to a tRNA molecule carrying the correct anticodon sequence.

amphipathic:
A molecule that has both hydrophobic and hydrophilic regions.

amyloplast:
A plastid that stores starch.

anaphase:
The phase of mitosis during which sister chroma­tids separate and move to opposite poles of the spindle.

anaphase A:
The movement of daughter chromosomes toward the spindle poles during mitosis.

anaphase B:
The separation of the spindle poles during
mitosis.

anaphase-promoting complex:
A ubiquitin ligase that triggers progression from metaphase to anaphase by signaling the degradation of cyclin B and cohesins.

angiogenesis:
The formation of new blood vessels.

ankyrin:
A protein that binds spectrin and links the actin cytoskeleton to the plasma membrane.

antibody:
A protein produced by B lymphocytes that binds to a foreign molecule.

anticodon:
The nucleotide sequence of transfer RNA that forms complementary base pairs with a codon se­quence on messenger RNA.

antigen:
A molecule against which an antibody is directed.

antiport:
The transport of two molecules in opposite directions across a membrane.

antisense nucleic acids:
Nucleic acids (either RNA or DNA) that are complementary to an mRNA of interest and are used to block gene expression.

AP endonuclease:
A DNA repair enzyme that cleaves next to apyrimidinic or apurinic sites in DNA.

apical domain:
The exposed free surface of a polarized epithelial cell.

apoptosis:
An active process of programmed cell death, characterized by cleavage of chromosomal DNA, chromatin condensation, and fragmentation of both the nucleus and the cell.

apoptosome:
A protein complex in which caspase-9 is activated to initiate apoptosis following the release of cytochrome c from mitochondria.

Arabidopsis thaliana:
A small flowering plant used as a model for plant molecular biology and development.

archaebacteria:
One of two major groups of prokaryotes; many species of archaebacteria live in extreme conditions similar to those prevalent on primitive Earth.

ARF:
A GTP-binding protein required for vesicle budding from the trans-Golgi network.

armadillo protein family:
A family of proteins, including b-catenin, that link cadherins to the cytoskeleton at stable cell-cell junctions.

Arp2/3 complex:
A protein complex that binds to actin
filaments and initiates the formation of branches.

astral microtubules:
Microtubules of the mitotic spindle that extend to the cell periphery.

ATM:
A protein kinase that recognizes damaged DNA and leads to cell cycle arrest.

ATP (adenosine 5'-triphosphate):
An adenine-containing nucleoside triphosphate that serves as a store of free energy in the cell.

ATP synthase:
A membrane spanning protein complex that couples the energetically favorable transport of protons across a membrane to the synthesis of ATP.

ATR:
A protein kinase related to ATM that leads to cell cycle arrest in response to DNA damage.

Aurora kinase:
A protein kinase family involved in mitotic spindle formation, kinetochore function, and cyto­kinesis.

autocrine growth stimulation:
Stimulation of cell proliferation as a result of growth factor production by a responsive cell.

autocrine signaling:
A type of cell signaling in which a cell produces a growth factor to which it also responds.

autonomously replicating sequence (ARS):
An origin of DNA replication in yeast.

autophagosome:
A vesicle containing internal organelles enclosed by fragments of the endoplasmic reticulum membrane that fuses with lysosomes.

autophagy:
The degradation of cytoplasmic proteins and organelles by their enclosure in vesicles from the endoplasmic reticulum that fuse with lysosomes.

autophosphorylation:
A reaction in which a protein kinase catalyzes its own phosphorylation.

autoradiography:
The detection of radioisotopically labeled molecules by exposure to X-ray film.

auxin:
A plant hormone that controls many aspects of plant development.

axonemal dynein:
The type of dynein found in cilia and
flagella.

axoneme:
The fundamental structure of cilia and flagella composed of a central pair of microtubules surrounded by nine microtubule doublets.

B

β-arrestin:
A regulatory protein that terminates signaling from G protein-coupled receptors, as well as stimulating other downstream signaling pathways.

β-barrel:
A transmembrane domain formed by the folding of β sheets into a barrel-like structure.

β sheet:
A sheetlike secondary structure of a polypeptide chain, formed by hydrogen bonding between amino acids located in different regions of the polypeptide.

bacterial artificial chromosome (BAC):
A type of vector used for cloning large fragments of DNA in bacteria.

bacteriophage:
A bacterial virus.

baculovirus:
A virus commonly used as an expression vector for production of eukaryotic proteins in insect cells.

barrier element:
See insulator.

basal body:
A structure similar to a centriole that initiates the growth of axonemal microtubules and anchors cilia and flagella to the surface of the cell.

basal lamina:
A sheetlike extracellular matrix that supports epithelial cells and surrounds muscle cells, adipose cells, and peripheral nerves.

base-excision repair:
A mechanism of DNA repair in which single damaged bases are removed from a DNA molecule.

basement membrane:
See basal lamina.

basolateral domain:
The surface region of a polarized epithelial cell that is in contact with adjacent cells or the extracellular matrix.

Bcl-2:
A member of a family of proteins that regulate programmed cell death.

benign tumor:
A tumor that remains confined to its site of origin.

bioinformatics:
The use of computational methods to analyze large amounts of biological data, such as genome sequences.

bone marrow transplantation:
A clinical procedure in which transplantation of bone marrow stem cells is used in the treatment of cancer and diseases of the hematopoietic system.

brassinosteroid:
A plant steroid hormone.

bright-field microscopy:
The simplest form of light micros­copy in which light passes directly through a cell.

brush border:
The surface of a cell (e.g., an intestinal epithelial cell) containing a layer of microvilli.

C

cadherins:
A group of cell adhesion molecules that form
stable cell-cell junctions at adherens junctions and desmosomes.

Caenorhabditis elegans:
A nematode used as a simple multi­cellular model for development.

callus:
An undifferentiated mass of plant cells in culture.

calmodulin:
A calcium-binding protein.

Calvin cycle:
A series of reactions by which six molecules of CO2 are converted into glucose.

CaM kinase:
A member of a family of protein kinases that are activated by the binding of Ca2+/calmodulin.

cAMP-dependent protein kinase:
See protein kinase A.

cAMP phosphodiesterase:
An enzyme that degrades cyclic AMP.

cAMP-response element (CRE):
A regulatory sequence that mediates the transcriptional response of target genes to cAMP.

cancer:
A malignant tumor.

carbohydrate:
A molecule with the formula (CH2O)n. Carbohydrates include both simple sugars and polysaccharides.

carcinogen:
A cancer-inducing agent.

carcinoma:
A cancer of epithelial cells.

cardiolipin:
A phospholipid containing four hydrocarbon chains.

carrier proteins:
Proteins that selectively bind and transport small molecules across a membrane.

caspases:
A family of proteases that bring about programmed cell death.

catalase:
An enzyme that decomposes hydrogen peroxide.

catenin:
A group of cytoplasmic proteins (including α-catenin and β-catenin) that link actin filaments to cadherins at adherens junctions.

caveolae:
Small invaginations of the plasma membrane that may be involved in endocytosis.

caveolin:
A protein that interacts with lipid rafts and forms caveolae.

CCND1:
The gene encoding cyclin D1, which is an oncogene in a variety of human cancers.

Cdc42:
A member of the Rho subfamily of small GTP-binding proteins.

Cdk1:
A protein-serine/threonine kinase that is a key regulator of mitosis in eukaryotic cells.

Cdk inhibitor (CKI):
A family of proteins that bind Cdks and inhibit their activity.

Cdks:
Cyclin dependent protein kinases that control the cell cycle of eukaryotes.

cDNA library:
A collection of recombinant cDNA clones.

cell adhesion molecules:
Transmembrane proteins that mediate cell-cell interactions.

cell cortex:
The actin network underlying the plasma
membrane.

cell cycle checkpoints:
Regulatory mechanisms that prevent entry into the next phase of the cell cycle until the events of the preceding phase have been completed.

cell lines:
Cells that can proliferate indefinitely in culture.

cell plate:
A membrane-enclosed disclike structure that forms new cell walls during cytokinesis of higher plants.

cell transformation:
The conversion of normal cells to tumor cells in culture.

cell wall:
A rigid, porous structure forming an external layer that provides structural support to bacteria, fungi, and plant cells.

cellulose:
The principal structural component of the plant cell wall, a linear polymer of glucose residues linked by β(1→4) glycosidic bonds.

cellulose microfibrils:
Fibers in plant cell walls that are formed by the association of several dozen parallel chains of cellulose.

cellulose synthase:
An enzyme that catalyzes the synthesis of cellulose.

central dogma:
The concept that genetic information flows from DNA to RNA to proteins.

centriole:
A cylindrical structure consisting of nine triplets of microtubules in the centrosomes of most animal cells.

centromere:
A specialized chromosomal region that con­-
nects sister chromatids and attaches them to the mitotic spindle.

centrosome:
The microtubule-organizing center in animal cells.

cGMP phosphodiesterase:
An enzyme that degrades cGMP.

channel proteins:
Proteins that form pores through a membrane.

chaperone:
A protein that facilitates the correct folding or assembly of other proteins.

chaperonin:
A family of heat-shock proteins within which protein folding takes place.

checkpoint kinase (CHK1 and CHK2):
A protein kinase that brings about cell cycle arrest in response to damaged DNA. CHK1 and CHK2 are activated by the ATM and ATR protein kinases.

chemiosmotic coupling:
The generation of ATP from energy stored in a proton gradient across a membrane.

chiasmata:
Sites of recombination that link homologous chromosomes during meiosis.

chitin:
A polymer of N-acetylglucosamine residues that is the principal component of fungal cell walls.

chlorophyll:
The major photosynthetic pigment of plant cells.

chloroplast:
The organelle responsible for photosynthesis in the cells of plants and green algae.

cholesterol:
A lipid consisting of four hydrocarbon rings. Cholesterol is a major constituent of animal cell plasma membranes and the precursor of steroid hormones.

chromatin:
The fibrous complex of eukaryotic DNA and histone proteins. See histones, nucleosome, and chromatosome.

chromatin immunoprecipitation:
A method for determining regions of DNA that bind transcription factors within a cell.

chromatosome:
A chromatin subunit consisting of 166 base pairs of DNA wrapped around a histone core and held in place by a linker histone.

chromoplast:
A plastid that contains carotenoids.

chromosomal microtubules:
Microtubules of the mitotic spindle that attach to the ends of condensed chromosomes.

chromosomes:
The carriers of genes, consisting of long DNA molecules and associated proteins.

cilium:
A microtubule-based projection of the plasma membrane that moves a cell through fluid or fluid over a cell.

cis-acting control element:
A regulatory DNA sequence that serves as a protein binding site and controls the transcription of adjacent genes.

cis-Golgi network:
The region of the Golgi apparatus at which proteins enter from the endoplasmic reticulum.

citric acid cycle:
A series of reactions in which acetyl CoA is oxidized to CO2. The central pathway of oxidative metabolism.

class switch recombination:
A type of region specific recombination responsible for the association of rearranged immunoglobulin V(D)J regions with different heavy chain constant regions.

clathrin:
A protein that coats the cytoplasmic surface of cell membranes and assembles into basketlike lattices that drive vesicle budding.

clathrin-coated pit:
A specialized region of the plasma membrane that contains receptors for macromolecules to be taken up by endocytosis.

clathrin-coated vesicle:
A transport vesicle coated with clathrin.

c-myc:
A proto-oncogene that encodes a transcription factor and is frequently activated by chromosome translocation or gene amplification in human tumors.

coactivator:
A protein that interacts with a transcription factor to stimulate transcription.

codon:
The basic unit of the genetic code; one of the 64 nucleotide triplets that code for an amino acid or stop sequence.

coenzyme A (CoA):
A coenzyme that functions as a carrier of acyl groups in metabolic reactions.

coenzyme Q:
A small lipid-soluble molecule that carries electrons between protein complexes in the mitochondrial electron transport chain.

coenzymes:
Low-molecular-weight organic molecules that work together with enzymes to catalyze biological
reactions.

cohesins:
A complex of proteins that maintain the connection between sister chromatids.

colcemid:
A drug that inhibits the polymerization of microtubules.

colchicine:
A drug that inhibits the polymerization of microtubules.

collagen:
The major structural protein of the extracellular matrix.

collagen fibrils:
Fibrils formed by the assembly of collagen molecules in a regularly staggered array.

collenchyma:
Plant cells characterized by thick cell walls; they provide structural support to the plant.

complementary DNA (cDNA):
A DNA molecule that is complementary to an mRNA molecule, synthesized in vitro by reverse transcriptase.

condensin:
A protein complex that drives metaphase chromosome condensation.

confocal microscopy:
A form of microscopy in which fluorescence microscopy is combined with electronic image analysis to obtain images with increased contrast and detail.

connexin:
A member of a family of transmembrane proteins that form gap junctions.

connexon:
A cylinder formed by six connexins in the plasma membrane.

contact inhibition:
The inhibition of movement or proliferation of normal cells that results from cell-cell contact.

contractile bundles:
Bundles of actin filaments that interact with myosin II and are capable of contraction.

contractile ring:
A structure of actin and myosin II that forms beneath the plasma membrane during mitosis and mediates cytokinesis.

COP I and COP II:
The two proteins other than clathrin that coat transport vesicles (COP indicates coat protein).

COP-coated vesicle:
Transport vesicles coated with COP I or COP II.

corepressor:
A protein that associates with repressors to inhibit gene expression, often by modifying chromatin structure.

corticosteroids:
Steroid hormones produced by the adrenal gland.

cosmid:
A vector that contains bacteriophage l sequences, antibiotic resistance sequences, and an origin of replication. It can accomodate large DNA inserts of up to 45 kb.

CREB:
Cyclic AMP response element-binding protein. A transcription factor that is activated by cAMP-dependent protein kinase.

crista:
A fold in the inner mitochondrial membrane extending into the matrix.

crosstalk:
A regulatory mechanism in which one signaling pathway controls the activity of another.

cyanobacteria:
The largest and most complex prokaryotes in which photosynthesis is believed to have evolved.

cyclic AMP (cAMP):
Adenosine monophosphate in which the phosphate group is covalently bound to both the 3' and 5' carbon atoms, forming a cyclic structure; an important second messenger in the response of cells to a variety of hormones.

cyclic electron flow:
An electron transport pathway associated with photosystem I that produces ATP without the synthesis of NADPH.

cyclic GMP (cGMP):
Guanosine monophosphate in which the phosphate group is covalently bound to both the 3' and 5' carbon atoms, forming a cyclic structure; an important second messenger in the response of cells to a variety of hormones, and in vision.

cyclins:
A family of proteins that regulate the activity of Cdks and control progression through the cell cycle.

cytochalasin:
A drug that blocks the elongation of actin
filaments.

cytochrome bf complex:
A protein complex in the thylakoid membrane that carries electrons during photosynthesis.

cytochrome c:
A mitochondrial peripheral membrane protein that carries electrons during oxidative phosphorylation.

cytochrome oxidase:
A protein complex in the electron transport chain that accepts electrons from cytochrome c and transfers them to O2.

cytokine receptor superfamily:
A family of cell surface receptors that act by stimulating the activity of intracellular protein-tyrosine kinases.

cytokines:
Growth factors that regulate blood cells and lymphocytes.

cytokinesis:
Division of a cell following mitosis or meiosis.

cytokinin:
A plant hormone that regulates cell division.

cytoplasmic dynein:
The form of dynein associated with microtubules in the cytoplasm.

cytosine:
A pyrimidine that base-pairs with guanine.

cytoskeleton:
A network of protein filaments that extends throughout the cytoplasm of eukaryotic cells. It provides the structural framework of the cell and is responsible for cell movements.

cytostatic factor (CSF):
A cytoplasmic factor that arrests oocyte meiosis at metaphase II.

D

dark reactions:
The series of reactions that convert carbon dioxide and water to carbohydrates during photosynthesis. See Calvin cycle.

density-dependent inhibition:
The cessation of the proliferation of normal cells in culture at a finite cell density.

density-gradient centrifugation:
A method of separating particles by centrifugation through a gradient of a dense substance, such as sucrose or cesium chloride.

deoxyribonucleic acid (DNA):
The genetic material of the cell.

2'-deoxyribose:
The five-carbon sugar found in DNA.

desmin:
An intermediate filament protein expressed in muscle cells.

desmocollin:
A type of transmembrane cadherin that links intermediate filament cytoskeletons of adjacent cells at desmosomes.

desmoglein:
A type of transmembrane cadherin that links intermediate filament cytoskeletons of adjacent cells at desmosomes.

desmosome:
A region of contact between epithelial cells at which keratin filaments are anchored to the plasma membrane. See also hemidesmosome.

diacylglycerol:
A second messenger formed from the hydrolysis of PIP2 that activates protein kinase C.

diakinesis:
The final stage of the prophase of meiosis I during which the chromosomes fully condense and the cell progresses to metaphase.

dideoxynucleotides:
Nucleotides that lack the normal 3' hydroxyl group of deoxyribose and are used as chain-terminating nucleotides in DNA sequencing.

differential interference-contrast microscopy:
A type of microscopy in which variations in density or thickness between parts of the cell are converted to differences in contrast in the final image.

differential centrifugation:
A method used to separate the components of cells on the basis of their size and density.

diploid:
An organism or cell that carries two copies of each chromosome.

diplotene:
The stage of mieosis I during which homologous chromosomes separate along their length but remain associated at chiasmata.

DNA-affinity chromatography:
A method used to isolate DNA-binding proteins based on their binding to specific DNA sequences.

DNA glycosylase:
A DNA repair enzyme that cleaves the bond linking a purine or pyrimidine to the deoxyribose of the backbone of a DNA molecule.

DNA ligase:
An enzyme that seals breaks in DNA strands.

DNA microarray:
A glass slide or membrane filter onto which oligonucleotides or fragments of cDNAs are printed at a high density, allowing simultaneous analysis of thousands of genes by hybridization of the microarray with fluorescent probes.

DNA polymerase:
An enzyme catalyzing the synthesis of DNA.

DNA transposons:
Transposable elements that move via DNA intermediates.

dolichol phosphate:
A lipid molecule in the endoplasmic reticulum upon which oligosaccharides are assembled for the glycosylation of proteins.

domains:
Compact, globular regions of proteins that are the basic units of tertiary structure.

dominant:
The allele that determines the phenotype of an organism when more than one allele is present.

dominant inhibitory mutant:
A mutant that interferes with the function of the normal allele of the gene.

Drosophila melanogaster:
A species of fruit fly commonly used for studies of animal genetics and development.

dynactin:
A protein that acts with cytoplasmic dynein to move cargo along microtubules.

dynamic instability:
The alternation of microtubules between cycles of growth and shrinkage.

dynamin:
A membrane-associated GTPase involved in vesicle budding.

dynein:
A motor protein that moves along microtubules towards the minus end.

dystrophin:
A cytoskeletal protein of muscle cells.

E

E2F:
A family of transcription factors that regulate the expression of genes involved in cell cycle progression and DNA replication.

ecdysone:
An insect steroid hormone that triggers metamorphosis.

ectoderm:
The outer germ layer; gives rise to tissues that include the skin and nervous system.

eicosanoid:
A class of lipids, including prostaglandins, prostacyclins, thromboxanes, and leukotrienes, that act in autocrine and paracrine signaling.

elaioplasts:
Plastids that store lipids.

elastic fibers:
Protein fibers that are present in the extracellular matrix of connective tissues in organs that stretch and then return to their original shape.

elastin:
The principal component of elastic fibers.

electrical synapse:
Specialized assemblies of gap junctions that allow the rapid passage of ions between nerve cells.

electrochemical gradient:
A difference in chemical concentration and electric potential across a membrane.

electron microscopy:
A type of microscopy that uses an electron beam to form an image. In transmission electron microscopy, a beam of electrons is passed through a specimen stained with heavy metals. In scanning electron microscopy, electrons scattered from the surface of a specimen are analyzed to generate a three-dimensional image.

electron tomography:
A method used to generate three-dimensional images by computer analysis of mul­-
ti­ple two-dimensional images obtained by electron microscopy.

electron transport chain:
A series of carriers through which electrons are transported from a higher to a lower energy state.

electrophoretic-mobility shift assay:
An assay for the binding of a protein to a specific DNA sequence.

electroporation:
The introduction of DNA into cells by exposure to a brief electric pulse.

Elk-1:
A transcription factor that is activated by ERK phosphorylation and induces expression of immediate-early genes.

elongation factor:
A protein involved in the elongation phase of transcription or translation.

embryonic stem (ES) cells:
Stem cells cultured from early embryos.

endocrine signaling:
A type of cell-cell signaling in which endocrine cells secrete hormones that are carried by the circulation to distant target cells.

endocytosis:
The uptake of extracellular material in vesicles formed from the plasma membrane.

endoderm:
The inner germ layer; gives rise to internal organs.

endoplasmic reticulum (ER):
An extensive network of membrane-enclosed tubules and sacs involved in protein sorting and processing as well as in lipid synthesis.

endorphin:
A neuropeptide that acts as a natural analgesic.

endosome:
A vesicular compartment involved in the sorting and transport to lysosomes of material taken up by endocytosis.

endosymbiosis:
A symbiotic relationship in which one cell resides within a larger cell.

enhancer:
A transcriptional regulatory sequence that can be located at a site distant from the promoter.

enkephalin:
A neuropeptide that acts as a natural analgesic.

entactin:
An extracellular matrix protein that interacts with laminins and type IV collagen in basal laminae.

enzymes:
Proteins or RNAs that catalyze biological reactions.

epidermal cells:
Cells forming a protective layer on the surfaces of plants and animals.

epidermal growth factor (EGF):
A growth factor that stimulates cell proliferation.

epithelial cells:
Cells forming sheets (epithelial tissue) that cover the surface of the body and line internal organs.

Epstein-Barr virus:
A human herpesvirus that causes B-cell lymphomas.

equilibrium centrifugation:
The separation of particles on the basis of density by centrifugation to equilibrium in a gradient of a dense substance.

erbA:
A proto-oncogene that encodes thyroid hormone receptor.

ErbA:
The product of the erbA proto-oncogene. The thyroid hormone receptor.

erbB-2:
A proto-oncogene encoding a receptor protein-tyrosine kinase that is frequently amplified in breast and ovarian carcinomas.

ERK:
A member of the MAP kinase family that plays a central role in growth factor-induced cell proliferation.

ERM proteins:
A family of proteins that link actin filaments to the plasma membranes of many kinds of cells.

erythrocytes:
Red blood cells.

Escherichia coli (E. coli):
A species of bacteria that has been extensively used as a model system for molecular biology.

estrogen:
A steroid hormone produced by the ovaries.

ethylene:
A plant hormone responsible for fruit ripening.

etioplast:
An intermediate stage of chloroplast development in which chlorophyll has not been synthesized.

eubacteria:
One of two major groups of prokaryotes, including most common species of bacteria.

euchromatin:
Decondensed, transcriptionally active interphase chromatin.

eukaryotic cells:
Cells that have a nuclear envelope, cytoplasmic organelles, and a cytoskeleton.

excinuclease:
The protein complex that excises damaged DNA during nucleotide-excision repair in bacteria.

exocyst:
A protein complex on the plasma membrane at which exocytosis occurs.

exon:
A segment of a gene that contains a coding sequence.

exonuclease:
An enzyme that hydrolyzes DNA molecules in either the 5' to 3' or 3' to 5' direction.

exportin:
A karyopherin that recognizes nuclear export
signals and directs transport from the nucleus to the cytosol.

expression vector:
A vector used to direct expression of a cloned DNA fragment in a host cell.

extracellular matrix:
Secreted proteins and polysaccharides that fill spaces between cells and bind cells and tissues together.

F

facilitated diffusion:
The transport of molecules across a membrane by carrier or channel proteins.

FAK (focal adhesion kinase):
A nonreceptor protein-tyrosine kinase that plays a key role in integrin signaling.

fats:
See triacylglycerols.

fatty acids:
Long hydrocarbon chains usually linked to a carboxyl group (COO-).

feedback inhibition:
A type of allosteric regulation in which the product of a metabolic pathway inhibits the activity of an enzyme involved in its synthesis.

feedback loop:
A regulatory mechanism in which a downstream element of a signaling pathway controls the activity of an upstream component of the pathway.

feedforward relay:
A regulatory mechanism in which one element of a signaling pathway stimulates a downstream component.

fertilization:
The union of a sperm and an egg.

fibroblast:
A cell type found in connective tissue.

fibronectin:
The principal adhesion protein of the extracellular matrix.

filamentous [F] actin:
Actin monomers polymerized into filaments.

filamin:
An actin-binding protein that crosslinks actin filaments into networks.

filopodium:
A thin projection of the plasma membrane supported by actin bundles.

fimbrin:
An actin-bundling protein involved in formation of cell surface projections.

flagellum:
A microtubule-based projection of the plasma membrane that is responsible for cell movement.

flavin adenine dinucleotide (FADH2):
A coenzyme that functions as an electron carrier in oxidation/reduction reactions.

flow cytometer:
An instrument that measures the fluoresence intensity of individual cells.

fluid mosaic model:
A model of membrane structure in which proteins are inserted in a fluid phospholipid bilayer.

fluid-phase endocytosis:
The nonselective uptake of extracellular fluids during endocytosis.

flippase:
A protein that catalyzes the translocation of lipids across the membrane of the endoplasmic reticulum.

fluorescence-activated cell sorter:
An instrument that sorts individual cells on the basis of their fluorescence intensity.

fluorescence in situ hybridization (FISH):
A method used to localize genes on chromosomes or RNAs within cells using fluorescent probes.

fluorescence microscopy:
Type of microscopy in which molecules are detected based on the emission of flourescent light.

fluorescence recovery after photobleaching (FRAP):
A method used to study the movement of proteins within living cells.

fluorescence resonance energy transfer (FRET):
A method used to study protein interactions within living cells.

focal adhesion:
A site of attachment of cells to the extracellular matrix at which integrins are linked to bundles of actin filaments.

focal complex:
A small cluster of integrins binding to the extracellular matrix that initiates the formation of a focal adhesion.

fodrin:
Nonerythroid spectrin.

footprinting:
A method used to identify the sites at which proteins bind to DNA.

formin:
An actin-binding protein that nucleates and polymerizes actin filaments.

Fos:
A transcription factor, encoded by a proto-oncogene, that is induced in response to growth factor stimulation.

freeze fracture:
Method of electron microscopy in which specimens are frozen in liquid nitrogen and then fractured to split the lipid bilayer, revealing the interior faces of cell membranes.

G

γ-tubulin ring complex:
A protein complex that nucleates the formation of microtubules.

G protein:
A family of cell signaling proteins regulated by guanine nucleotide binding.

G protein-coupled receptor:
A receptor characterized by seven membrane-spanning a helices. Ligand binding causes a conformational change that activates a &gamma protein.

G0:
A quiescent state in which cells remain metabolically active but do not proliferate.

G1 cyclins (Clns):
Yeast cyclins that control passage through START.

G1 phase:
The phase of the cell cycle between the end of mitosis and the begining of DNA synthesis.

G2 phase:
The phase of the cell cycle between the end of S phase and the begining of mitosis.

gap junction:
A plasma membrane channel forming a direct cytoplasmic connection between adjacent cells.

gel electrophoresis:
A method in which molecules are separated based on their migration in an electric field.

gene:
A segment of DNA that encodes a polypeptide chain or an RNA molecule.

gene amplification:
An increase in the number of copies of a gene resulting from the repeated replication of a region of DNA.

gene family:
A group of related genes that have arisen by duplication of a common ancestor.

gene transfer:
The introduction of foreign DNA into a cell.

general transcription factors:
Transcription factors that are part of the general transcription machinery.

genetic code:
The correspondence between nucleotide triplets and amino acids in proteins.

genomic imprinting:
The regulation of genes whose expression depends on whether they are maternally or paternally inherited, apparently controlled by DNA methylation.

genomic library:
A collection of recombinant DNA clones that collectively contain the genome of an organism.

genomics:
The systematic analysis of entire cell genomes.

genotype:
The genetic composition of an organism.

gibberellin:
A plant hormone.

Gibbs free energy (G):
The thermodynamic function that combines the effects of enthalpy and entropy to predict the energetically favorable direction of a chemical reaction.

globular [G] actin:
Monomers of actin that have not been assembled into filaments.

glucocorticoid:
A steroid produced by the adrenal gland that acts to stimulate production of glucose.

gluconeogenesis:
The synthesis of glucose.

glycerol phospholipids:
Phospholipids consisting of two fatty acids bound to a glycerol molecule.

glycocalyx:
A carbohydrate coat covering the cell surface.

glycogen:
A polymer of glucose residues that is the principal storage form of carbohydrates in animals.

glycolipid:
A lipid consisting of two hydrocarbon chains linked to a polar head group containing carbohydrates.

glycolysis:
The anaerobic breakdown of glucose.

glycoprotein:
A protein linked to oligosaccharides.

glycosaminoglycan (GAG):
A gel-forming polysaccharide of the extracellular matrix.

glycosidase:
An enzyme that removes sugar residues from its substrate.

glycosidic bond:
The bond formed between sugar residues in oligosaccharides or polysaccharides.

glycosylation:
The addition of carbohydrates to proteins.

glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchor:
Glycolipids containing phosphatidylinositol that anchor proteins to the external face of the plasma membrane.

glycosyltransferase:
An enzyme that adds sugar residues to its substrate.

glyoxylate cycle:
The conversion of fatty acids to carbohydrates in plants.

glyoxysome:
Peroxisomes in which the reactions of the glyoxylate cycle take place.

Golgi complex:
see Golgi apparatus.

Golgi apparatus:
A cytoplasmic organelle involved in the processing and sorting of proteins and lipids. In plant cells, it is also the site of the synthesis of cell wall polysaccharides.

Golgi stack:
The compartments of the Golgi apparatus within which most metabolic animations take place.

granulocytes:
Blood cells that are involved in inflamma­tory reactions.

green fluorescent protein (GFP):
A protein from jellyfish that is commonly used as a marker for fluorescence microscopy.

growth factors:
Polypeptides that control animal cell growth and differentiation.

GTPase-activating proteins:
Proteins that stimulate GTP hydrolysis by the small GTP-binding proteins.

guanine:
A purine that base-pairs with cytosine.

guanine nucleotide exchange factor:
A protein that acts on small GTP-binding proteins to stimulate the exchange of bound GDP for GTP.

guanylyl cyclase:
An enzyme that catalyzes the formation of cyclic GMP from GTP.

guidance complex:
A protein complex that directs proteins to chloroplasts.

H

haploid:
An organism or cell that has one copy of each chromosome.

hard keratin:
A keratin used for production of structures such as hair, nails, and horns.

heat-shock proteins:
A highly conserved group of chaperone proteins expressed in cells exposed to elevated temperatures or other forms of environmental stress.

Hedgehog:
A secreted signaling molecule that stimulates a pathway regulating cell fate during embryonic development.

helicase:
An enzyme that catalyzes the unwinding of DNA.

helix-loop-helix:
A transcription factor DNA-binding domain formed by the dimerization of two polypeptide chains. The dimerization domains of these proteins consist of two helical regions separated by a loop.

helix-turn-helix:
A transcription factor DNA-binding domain in which three or four helical regions contact DNA.

hemicellulose:
A polysaccharide that crosslinks cellulose microfibrils in plant cell walls.

hemidesmosome:
A region of contact between cells and the extracellular matrix at which keratin filaments are attached to integrin.

hepatitis B viruses:
A family of DNA viruses that infect liver cells and can lead to the development of liver cancer.

hepatitis C viruses:
A family of RNA viruses that infect liver cells and can lead to the development of liver cancer.

herpesviruses:
A family of DNA viruses, some members of which induce cancer.

heterochromatin:
Condensed, transcriptionally inactive chromatin.

heterophilic interaction:
An interaction between two different types of cell adhesion molecules.

heterotrimeric G protein:
A guanine nucleotide-binding protein consisting of three subunits.

high-energy bonds:
Chemical bonds that release a large amount of free energy when they are hydrolyzed.

histone acetylation:
The modification of histones by the addition of acetyl groups to specific lysine residues.

histone code:
Combinations of specific histone modifications that are thought to regulate the transcriptional activity of chromatin.

histones:
Proteins that package DNA in eukaryotic chromosomes.

HMGN proteins:
Nonhistone chromosomal proteins associated with decondensed transcriptionally active
chromatin.

Holliday junction:
The central intermediate in recombination, consisting of a crossed-strand structure formed by homologous base pairing between strands of two DNA molecules.

Holliday model:
A molecular model of genetic recombination involving the formation of heteroduplex regions.

homeobox:
Conserved DNA sequences of 180 base pairs that encode homeodomains.

homeodomain:
A type of DNA binding domain found in transcription factors that regulate gene expression during embryonic development.

homologous recombination:
Recombination between segments of DNA with homologous nucleotide sequences.

homophilic interaction:
An interaction between cell adhesion molecules of the same type.

hormones:
Signaling molecules produced by endocrine glands that act on cells at distant body sites.

hydrophilic:
Soluble in water.

hydrophobic:
Not soluble in water.

I

IAP:
Inhibitor of apoptosis. A member of a family of proteins that inhibit apoptosis by interacting with caspases.

IκB:
An inhibitory subunit of NF-κB transcription factors.

immediate-early genes:
A family of genes whose transcription is rapidly induced in response to growth factor stimulation.

immunoblotting:
A method that uses antibodies to detect proteins separated by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis.

immunoglobulin:
See antibody.

immunoglobulin (Ig) superfamily:
A family of cell adhesion molecules containing structural domains similar to immunoglobulins.

immunoprecipitation:
The use of antibodies to isolate
proteins.

importin:
A karyopherin that recognizes nuclear localization signals and directs nuclear import.

induced fit:
A model of enzyme action in which the configurations of both the enzyme and the substrate are altered by substrate binding.

in situ hybridization:
The use of radioactive or flourescent probes to detect RNA or DNA sequences in chromosomes or intact cells.

in vitro mutagenesis:
The introduction of mutations into cloned DNA in vitro.

in vitro translation:
Protein synthesis in a cell-free extract.

initiation factor:
A protein that functions in the initiation stage of translation.

inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3):
A second messenger, formed from the hydrolysis of PIP2, that signals the release of calcium ions from the endoplasmic reticulum.

insulator:
A sequence that divides chromatin into independent domains and prevents an enhancer from acting on a promoter in a separate domain.

integral membrane proteins:
Proteins embedded within the lipid bilayer of cell membranes.

integrin:
A transmembrane protein that mediates the adhesion of cells to the extracellular matrix.

intermediate filament:
A cytoskeletal filament about 10 nm in diameter that provides mechanical strength to cells in tissues. See also keratins and neurofilaments.

interphase:
The period of the cell cycle between mitoses that includes G1, S, and G2 phases.

intracellular signal transduction:
A chain of reactions that transmits chemical signals from the cell surface to their intracellular targets.

intron:
A noncoding sequence that interrupts exons in a gene.

ion channel:
A protein that mediates the rapid passage of ions across a membrane by forming open pores through the phospholipid bilayer.

ion pump:
A protein that couples ATP hydrolysis to the transport of ions across a membrane.

J

JAK/STAT pathway:
A signaling pathway in which STAT transcription factors are activated as a result of phosphorylation by members of the JAK family of protein kinases.

Janus kinase (JAK):
A family of nonreceptor protein-
tyrosine kinases associated with cytokine receptors.

Jun:
A transcription factor, encoded by a proto-oncogene, that is activated in response to growth factor stimulation.

junctional complex:
A region of cell-cell contact containing a tight junction, an adherens junction, and a desmosome.

K

Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus:
A human
herpesvirus that causes Kaposi's sarcoma.

karyopherin:
A nuclear transport receptor.

keratin:
A type of intermediate filament protein of epithelial cells.

kilobase (kb):
One thousand nucleotides or nucleotide base pairs.

kinesin:
A motor protein that moves along microtubules toward the plus end.

kinetochore:
A specialized structure consisting of proteins attached to a centromere that mediates the attachment and movement of chromosomes along the mitotic spindle.

kinetochore microtubules:
Microtubules of the mitotic spindle that attach to condensed chromosomes at their centromeres.

knockout:
Inactivation of a chromosomal gene by homologous recombination with a cloned mutant allele.

Krebs cycle:
See citric acid cycle.

L

lagging strand:
The strand of DNA synthesized opposite to the direction of movement of the replication fork by ligation of Okazaki fragments.

lamellipodium:
A broad, actin-based extension of the plasma membrane involved in the movement of fibroblasts.

laminin:
The principal adhesion protein of basal laminae.

lamins:
Intermediate filament proteins that form the nuclear lamina.

leading strand:
The strand of DNA synthesized continuously in the direction of movement of the replication fork.

leptotene:
The initial stage of the extended prophase of meiosis I during which homologous chromosomes pair before condensation.

leucine zipper:
A protein dimerization domain containing repeated leucine residues; found in many transcription factors.

leucoplast:
A plastid that stores energy sources in nonphotosynthetic plant tissues.

leukemia:
Cancer arising from the precursors of circulating blood cells.

leukotriene:
An eicosanoid synthesized from arachodonic acid.

ligand:
A molecule that binds to a receptor.

ligand-gated channels:
Ion channels that open in response to the binding of signaling molecules.

light reactions:
The reactions of photosynthesis in which solar energy drives the synthesis of ATP and NADPH.

lignin:
A polymer of phenolic residues that strengthens secondary cell walls.

LINEs (long interspersed elements):
A family of highly repeated retrotransposons in mammalian genomes.

lipid raft:
A discrete plasma membrane domain formed as a cluster of cholesterol and sphingolipids.

lipids:
Hydrophobic molecules that function as energy storage molecules, signaling molecules, and the major components of cell membranes.

liposome:
A lipid vesicle used to introduce DNA into mammalian cells.

lock-and-key model:
A model of enzyme action in which the substrate fits precisely into the enzyme active site.

long terminal repeat (LTR):
Sequences found at the ends of retroviral DNA that are direct repeats of several hundred nucleotides resulting from reverse transcriptase activity.

low-density lipoprotein (LDL):
A lipoprotein particle that transports cholesterol in the circulation.

lymphocyte:
A blood cell that functions in the immune response. B lymphocytes produce antibodies and T lymphocytes are responsible for cell mediated immunity.

lymphoma:
A cancer of lymphoid cells.

lysosomal storage diseases:
A family of diseases characterized by the accumulation of undegraded material in the lysosomes of affected individuals.

lysosome:
A cytoplasmic organelle containing enzymes that break down biological polymers.

M

M phase:
The mitotic phase of the cell cycle.

macrophage:
A type of white blood cell specialized for phagocytosis.

macropinocytosis:
The uptake of fluids in large vesicles.

malignant tumor:
A tumor that invades normal tissue and spreads throughout the body.

mannose-6-phosphate:
A modified mannose residue that targets proteins to lysosomes.

MAP kinases:
A family of mitogen-activated protein-serine/threonine kinases that are ubiquitous regulators of cell growth and differentiation.

mass spectrometry:
A method for identifying compounds based on accurate determination of their mass. Mass spectrometry is commonly used for protein identi­fication.

matrix:
The inner mitochondrial space.

matrix processing peptidase (MPP):
The protease that cleaves presequences from proteins imported to the matrix of mitochondria.

maturation promoting factor (MPF):
A complex of Cdk1 and cyclin B that promotes entry into the M phase of either mitosis or meiosis.

Mediator:
A complex of proteins that allows eukaryotic
protein-coding genes to respond to gene-specific regulatory factors.

megabase (Mb):
One million nucleotides or nucleotide base pairs.

meiosis:
The division of diploid cells to haploid progeny, consisting of two sequential rounds of nuclear and cellular division.

MEK:
MAP kinase/ERK kinase. A dual-specificity protein kinase that phosphorylates and activates members of the ERK family of MAP kinases.

membrane-anchored growth factors:
Growth factors associated with the plasma membrane that function as signaling molecules during cell-cell contact.

mesoderm:
The middle germ layer; gives rise to connective tissues and the hematopoietic system.

messenger RNA (mRNA):
An RNA molecule that serves as a template for protein synthesis.

metal shadowing:
An electron microscopic technique in which the surface of a specimen is coated with a thin layer of evaporated metal.

metaphase:
The phase of mitosis during which the chromosomes are aligned on a metaphase plate in the center of the cell.

metastasis:
Spread of cancer cells through the blood or lymphatic system to other organ sites.

7-methylguanosine cap:
A structure consisting of GTP and methylated sugars that is added to the 5' ends of eukaryotic mRNAs.

microfilament:
A cytoskeleton filament composed of actin.

microRNA (miRNA):
A naturally-occurring short noncoding RNA that acts to regulate gene expression.

microsome:
A small vesicle formed from the endoplasmic reticulum when cells are disrupted.

microspike:
See filopodium.

microtubule:
A cytoskeletal component formed by the polymerization of tubulin into rigid, hollow rods about 25 nm in diameter.

microtubule-associated proteins (MAPs):
Proteins that bind to microtubules and modify their stability.

microtubule-organizing center:
An anchoring point near the center of the cell from which most microtubules extend outward.

microvillus:
An actin-based protrusion of the plasma membrane, abundant on the surfaces of cells involved in absorption.

middle lamella:
A region of the plant cell wall that acts as a glue to hold adjacent cells together.

mineralocorticoids:
Steroid hormones produced by the adrenal gland that act on the kidney to regulate salt and water balance.

mismatch repair:
A repair system that removes mismatched bases from newly synthesized DNA strands.

mitochondria:
Cytoplasmic organelles responsible for synthesis of most of the ATP in eukaryotic cells by oxidative phosphorylation.

mitosis:
Nuclear division.

mitotic spindle:
An array of microtubules extending from the spindle poles that is responsible for separating daughter chromosomes during mitosis. See also kinetochore microtubules, polar microtubules, chromosomal microtubules, and astral microtubules.

molecular clone:
See recombinant molecule.

molecular cloning:
The insertion of a DNA fragment of interest into a DNA molecule (vector) that is capable of independent replication in a host cell.

molecular motor:
A protein that generates force and movement by converting chemical energy to mechanical energy.

monocistronic:
Messenger RNAs that encode a single polypeptide chain.

monoclonal antibody:
An antibody produced by a clonal line of B lymphocytes.

monocyte:
A type of blood cell involved in inflammatory reactions.

monosaccharides:
Simple sugars with the basic formula of (CH2O)n.

Mos:
A protein kinase that is required for progression from meiosis I to meiosis II and maintenance of metaphase II arrest in vertebrate oocytes.

mTOR:
A protein kinase involved in regulation of protein synthesis in response to growth factors, nutrients, and energy availability.

multi-photon excitation microscopy:
A form of fluorescence microscopy in which the specimen is illuminated with a wavelength of light such that excitation of the fluorescent dye requires the simultaneous absorption of two or more photons.

muscle fibers:
The large cells of skeletal muscle, which are formed by the fusion of many individual cells during developmenht.

mutagen:
A chemical that induces a high frequency of mutations.

mutation:
A genetic alteration.

myofibril:
A bundle of actin and myosin filaments in muscle cells.

myosin:
A protein that interacts with actin as a molecular motor.

myosin I:
A type of myosin that acts to transport cargo along actin filaments.

myosin II:
The type of myosin that produces contraction by sliding actin filaments.

myosin light-chain kinase:
A protein kinase that activates myosin II by phosphorylating its regulatory light chain.

N

Na+-K+ ATPase:
See Na+-K+ pump.

Na+-K+ pump:
An ion pump that transports Na+ out of the cell and K+ into the cell.

NADP reductase:
An enzyme that transfers electrons from ferrodoxin to NADP+, yielding NADPH.

nebulin:
A protein that regulates the length of actin filaments in muscle cells.

nectin:
A cell adhesion molecule involved in the formation of adherens junctions.

Nernst equation:
The relationship between ion concentration and membrane potential.

nerve growth factor (NGF):
A polypeptide growth factor that regulates the development and survival of neurons.

neurofilament:
A type of intermediate filament that supports the axons of nerve cells.

neurofilament (NF) proteins:
The major intermediate filament proteins of many types of mature nerve cells.

neurohormone:
Peptides that are secreted by neurons and act on distant cells.

neuron:
A nerve cell specialized to receive and transmit signals throughout the body.

neuropeptides:
Peptide signaling molecules secreted by
neurons.

neurotransmitter:
A small, hydrophilic molecule that carries a signal from a stimulated neuron to a target cell at a synapse.

neurotrophin:
A member of a family of polypeptides that regulates neuron development and survival.

nexin:
A protein that links microtubule doublets to each other in the axoneme.

NF-κB:
A family of transcription factors that are activated in response to a variety of stimuli.

nicotinamide-adenine dinucleotide (NAD+):
A coenzyme that functions as an electron carrier in oxidation/reduction reactions.

nitrogen fixation:
The reduction of atmospheric nitrogen (N2) to NH3.

nitrosylation:
Protein modification by addition of NO groups to the side chains of cysteine residues.

N-myc:
A proto-oncogene that encodes a transcription factor and is frequently activated by amplification in neuroblastomas.

N-myristoylation:
The addition of myristic acid (a 14-carbon fatty acid) to the N-terminal glycine residue of a polypeptide chain.

nonreceptor protein-tyrosine kinase:
An intracellular protein-tyrosine kinase.

nonsense-mediated mRNA decay:
Degradation of mRNAs that lack complete open-reading frames.

Northern blotting:
A method in which mRNAs are separated by gel electrophoresis and detected by hybridization with specific probes.

Notch:
A transmembrane receptor in a signaling pathway that regulates cell fate as a result of cell-cell interactions during development.

nuclear envelope:
The barrier separating the nucleus from the cytoplasm, composed of an inner and outer membrane, a nuclear lamina, and nuclear pore complexes.

nuclear export signal:
An amino acid sequence that targets proteins for transport from the nucleus to the cytosol.

nuclear lamina:
A meshwork of lamin filaments providing structural support to the nucleus.

nuclear localization signal:
An amino acid sequence that targets proteins for transportation from the cytoplasm to the nucleus.

nuclear membranes:
Membranes forming the nuclear envelope; the outer nuclear membrane is continuous with the endoplasmic reticulum and the inner nuclear membrane is adjacent to the nuclear lamina.

nuclear pore complex:
A large structure forming a transport channel through the nuclear envelope.

nuclear receptor superfamily:
A family of transcription factors that includes the receptors for steroid hormones, thyroid hormone, retinoic acid, and vitamin D3.

nuclear transport receptor:
A protein that recognizes nuclear localization signals and mediates transport across the nuclear envelope.

nucleic acid hybridization:
The formation of double stranded DNA and/or RNA molecules by complementary base pairing.

nucleolar organizing regions:
The chromosomal regions containing the genes for ribosomal RNAs.

nucleolus:
The nuclear site of rRNA transcription, processing, and ribosome assembly.

nucleoside:
A purine or pyrimidine base linked to a sugar (ribose or deoxyribose).

nucleosome:
The basic structural unit of chromatin consisting of DNA wrapped around a histone core.

nucleosome core particles:
Particles containing 146 base pairs of DNA wrapped around an octamer consisting of two molecules each of histones H2A, H2B, H3, and H4.

nucleosome remodeling factors:
Proteins that disrupt chromatin structure, allowing transcription factors to bind nucleosomal DNA.

nucleotide:
A phosphorylated nucleoside.

nucleotide excision repair:
A mechanism of DNA repair in which oligonucleotides containing damaged bases are removed from a DNA molecule.

nucleus:
The most prominent organelle of eukaryotic cells; contains the genetic material.

O

Okazaki fragments:
Short DNA fragments that are joined to form the lagging strand of DNA.

oligonucleotide:
A short polymer of only a few nucleotides.

oligosaccharide:
A short polymer of only a few sugars.

oncogene:
A gene capable of inducing one or more characteristics of cancer cells.

oncogene addiction:
The dependence of cancer cells on the continuing activity of oncogenes.

one gene-one enzyme hypothesis:
The hypothesis, based on analysis of nutritional mutants of Neurospora crassa in the 1940s, that a gene specifies the structure of a single enzyme. The current statement of this hypothesis is that a gene specifies the structure of a single polypeptide chain.

open-reading frame:
A stretch of nucleotide sequence that does not contain stop codons and can encode a poly­peptide.

operator:
A regulatory sequence of DNA that controls transcription of an operon.

operon:
A group of adjacent genes transcribed as a single mRNA.

origin of replication:
A specific DNA sequence that serves as a binding site for proteins that initiate replication.

origin recognition complex (ORC):
A protein complex that initiates DNA replication at eukaryotic origins.

oxidative metabolism:
The use of molecular oxygen as an electron acceptor in the breakdown of organic molecules.

oxidative phosphorylation:
The synthesis of ATP from ADP coupled to the energetically favorable transfer of electrons to molecular oxygen as the final acceptor in an electron transport chain.

P

P1 artificial chromosome (PAC):
A vector used for cloning large fragments of DNA in E. coli.

p53:
A transcription factor (encoded by the p53 tumor suppressor gene) that arrests the cell cycle in G1 in response to damaged DNA and is required for apoptosis induced by a variety of stimuli.

pachytene:
The stage of meiosis I during which recombination takes place between homologous chromosomes.

palmitoylation:
The addition of palmitic acid (a 16-carbon fatty acid) to cysteine residues of a polypeptide chain.

papillomavirus:
A member of a family of DNA viruses, some of which cause cervical and other anogenital cancers in humans.

paracrine signaling:
Local cell-cell signaling in which a molecule released by one cell acts on a neighboring target cell.

parenchyma cell:
A type of plant cell responsible for most metabolic animations.

passive diffusion:
The diffusion of small hydrophobic molecules through a phospholipid bilayer.

passive transport:
The transport of molecules across a membrane in the energetically favorable direction.

patch clamp technique:
A method used to isolate and study the activity of single ion channels.

pectin:
A gel-forming polysaccharide in plant cell walls.

peptide bond:
The bond joining amino acids in polypeptide chains.

peptide hormone:
A signaling molecule composed of amino acids.

peptidoglycan:
The principal component of bacterial cell walls consisting of linear polysaccharide chains crosslinked by short peptides.

peptidyl prolyl isomerase:
An enzyme that facilitates protein folding by catalyzing the cis-trans isomerization of prolyl peptide bonds.

pericentriolar material:
The material in the centrosome that initiates microtubule assembly.

peripheral membrane proteins:
Proteins indirectly associated with cell membranes by protein-protein interactions.

peroxin:
A protein present in peroxisomes.

peroxisome:
A cytoplasmic organelle specialized for carrying out oxidative reactions.

phagocytosis:
The uptake of large particles, such as bacteria, by a cell.

phagolysosome:
A lysosome that has fused with a phagosome or autophagosome.

phagosome:
A vacuole containing a particle taken up by phagocytosis.

phalloidin:
A drug that binds to actin filaments and prevents their disassembly.

phase-contrast microscopy:
A type of microscopy in which variations in density or thickness between parts of the cell are converted to differences in contrast in the final image.

phenotype:
The physical appearance of an organism.

phosphatidylcholine:
A glycerol phospholipid with a head group formed from choline.

phosphatidylethanolamine:
A glycerol phospholipid with a head group formed from ethanolamine.

phosphatidylinositide 3-kinase (PI 3-kinase):
An enzyme that phosphorylates PIP2, yielding the second messenger phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate (PIP3).

phosphatidylinositol:
A glycerol phospholipid with a head group formed from inositol.

phosphatidylinositol 3,4,5-triphosphate (PIP3):
A second messenger formed by phosphorylation of PIP2.

phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2):
A minor phospholipid component of the inner leaflet of the plasma membrane. Hormones and growth factors stimulate its hydrolysis by phospholipase C, yielding the second messengers diacylglycerol and inositol trisphosphate.

phosphatidylserine:
A glycerol phospholipid with a head group formed from serine.

phosphodiester bond:
A bond between the 5'-phosphate of one nucleotide and the 3'-hydroxyl of another.

phospholipase C:
An enzyme that hydrolyzes PIP2 to form the second messengers diacylglycerol and inositol trisphosphate.

phospholipid bilayer:
The basic structure of biological membranes in which the hydrophobic tails of phospholipids are buried in the interior of the membrane and their polar head groups are exposed to the aqueous solution on either side.

phospholipid transfer protein:
A protein that transports phospholipid molecules between cell membranes.

phospholipids:
The principal components of cell membranes, consisting of two hydrocarbon chains (usually fatty acids) joined to a polar head group containing phosphate.

phosphorylation:
The addition of a phosphate group to a molecule.

photocenter:
An assembly of photosynthetic pigments in the thylakoid membrane of chloroplasts.

photoreactivation:
A mechanism of DNA repair in which solar energy is used to split pyrimidine dimers.

photorespiration:
A process that metabolizes a by-product of photosynthesis.

photosynthesis:
The process by which cells harness energy from sunlight and synthesize glucose from CO2 and water.

photosynthetic pigments:
Molecules that capture energy from sunlight by absorbing photons.

photosystem I:
A protein complex in the thylakoid membrane that uses energy absorbed from sunlight to synthesize NADPH.

photosystem II:
A protein complex in the thylakoid membrane that uses energy absorbed from sunlight to synthesize ATP.

pinocytosis:
The uptake of fluids or molecules into a cell by small vesicles.

plakin:
A member of a family of proteins that link intermediate filaments to other cellular structures.

plant hormones:
A group of small molecules that coordinate the responses of plant tissues to environmental signals.

plasma membrane:
A phospholipid bilayer with associated proteins that surrounds the cell.

plasmalogens:
A family of phospholipids that have an ether bond and an ester bond.

plasmid:
A small, circular DNA molecule capable of independent replication in a host cell.

plasmodesma:
A cytoplasmic connection between adjacent plant cells formed by a continuous region of the plasma membrane.

plastids:
A family of plant organelles including chloroplasts, chromoplasts, leucoplasts, amyloplasts, and elaioplasts.

platelet-derived growth factor (PDGF):
A growth factor released by platelets during blood clotting to stimulate the proliferation of fibroblasts.

PML/RARα:
An oncogene formed by translocation of the retinoic acid receptor in acute promyelocytic leukemia.

polar body:
A small cell formed by asymmetric cell division following meiosis of oocytes.

polar microtubules:
Microtubules of the mitotic spindle that overlap in the center of the cell and push the spindle poles apart.

Polo-like kinase:
A protein kinase involved in mitotic spindle formation, kinetochore function, and cytokinesis.

poly-A tail:
A tract of about 200 adenine nucleotides added to the 3' ends of eukaryotic mRNAs.

polyadenylation:
The process of adding a poly-A tail to a pre-mRNA.

polycistronic:
Messenger RNAs that encode multiple polypeptide chains.

polymerase chain reaction (PCR):
A method for amplifying a region of DNA by repeated cycles of DNA synthesis in vitro.

polynucleotide:
A polymer containing up to millions of nucleotides.

polyomavirus:
A widely-studied DNA tumor virus.

polyp:
A benign tumor projecting from an epithelial surface.

polypeptide:
A polymer of amino acids.

polysaccharide:
A polymer containing hundreds or thousands of sugars.

polysome:
A series of ribosomes translating a messenger RNA.

polytene chromosome:
A giant chromosome found in some tissues of Drosophila that arises from repeated replication of DNA strands that fail to separate from each other.

porin:
A member of a class of proteins that cross membranes as b-barrels and form channels in the outer membranes of some bacteria, mitochondria, and chloroplasts.

pre-mRNA:
The primary transcript, which is processed to form messenger RNA in eukaryotic cells.

pre-rRNA:
The primary transcript, which is cleaved to form individual ribosomal RNAs (the 28S, 18S, and 5.8S rRNAs of higher eukaryotic cells).

pre-tRNA:
The primary transcript, which is cleaved to form transfer RNAs.

prenylation:
The addition of specific types of lipids (prenyl groups) to C terminal cysteine residues of a polypeptide chain.

presequence:
An amino-terminal sequence that targets proteins to mitochondria.

primary cell walls:
The walls of growing plant cells.

primary cultures:
Cell cultures established from a tissue.

primary structure:
The sequence of amino acids in a polypeptide chain.

primase:
An RNA polymerase used to intiate DNA synthesis.

processed pseudogene:
A pseudogene that has arisen by reverse transcription of mRNA.

procollagens:
Soluble precursors to the fibril-forming collagens.

product:
A compound formed as a result of an enzymatic reaction.

profilin:
An actin-binding protein that stimulates the assembly of actin monomers into filaments.

progesterone:
A steroid hormone produced by the ovaries.

programmed cell death:
A normal physiological form of cell death characterized by apoptosis.

prokaryotic cells:
Cells lacking a nuclear envelope, cytoplasmic organelles, and a cytoskeleton (bacteria).

prometaphase:
A transition period between prophase and metaphase during which the microtubules of the mitotic spindle attach to the kinetochores and the chromosomes shuffle until they align in the center of the cell.

promoter:
A DNA sequence at which RNA polymerase binds to initiate transcription.

pronuclei:
Two haploid nuclei in a newly fertilized egg.

proplastid:
A small undifferentiated organelle that can develop into different types of mature plastids.

proofreading:
The selective removal of mismatched bases by DNA polymerase.

prophase:
The beginning phase of mitosis, marked by the appearance of condensed chromosomes and the development of the mitotic spindle.

prostacyclin:
An eicosanoid formed from prostaglandin H2.

prostaglandin:
A family of eicosanoid lipids involved in signaling inflammation.

prosthetic groups:
Small molecules bound to proteins.

proteasome:
A large protease complex that degrades proteins tagged by ubiquitin.

protein disulfide isomerase (PDI):
An enzyme that catalyzes the formation and breakage of disulfide (S-S) linkages.

protein kinase:
An enzyme that phosphorylates proteins by transferring a phosphate group from ATP.

protein kinase A:
A protein kinase regulated by cyclic AMP.

protein kinase C:
A family of protein-serine/threonine kinases that are activated by diacylglycerol and Ca2+ and function in intracellular signal transduction.

protein phosphatase:
An enzyme that reverses the action of protein kinases by removing phosphate groups from phosphorylated amino acid residues.

protein-serine/threonine kinase:
A protein kinase that phosphorylates serine and threonine residues.

protein-tyrosine kinase:
A protein kinase that phosphorylates tyrosine residues.

protein-tyrosine phosphatase:
An enzyme that removes the phosphate groups from phosphotyrosine residues.

proteins:
Polypeptides with a unique amino acid sequence.

proteoglycan:
A protein linked to glycosaminoglycans.

proteolysis:
Degradation of polypeptide chains.

proteome:
All of the proteins expressed in a given cell.

proteomics:
Large scale analysis of cell proteins.

proto-oncogene:
A normal cell gene that can be converted into an oncogene.

pseudogene:
A nonfunctional gene copy.

pseudopodium:
An actin-based extension of the plasma membrane responsible for phagocytosis and amoeboid movement.

PTB domain:
A protein domain that binds phosphotyrosine-containing peptides.

PTEN:
A lipid phosphatase that dephosphorylates PIP3 and acts as a tumor suppressor.

purine:
One of the types of bases present in nucleic acids. The purines are adenine and guanine.

pyrimidine:
One of the types of bases present in nucleic acids. The pyrimidines are cytosine, thymine, and uracil.

pyrimidine dimer:
A common form of DNA damage caused by UV light in which adjacent pyrimidines are joined to form a dimer.

Q

quaternary structure:
The interactions between polypeptide chains in proteins consisting of more than one polypeptide.

R

Rab:
A family of small GTP-binding proteins that play key roles in vesicular transport.

Rac:
A small GTP-binding protein involved in regulation of the actin cytoskeleton.

Rad51:
A eukaryotic protein that functions similarly to RecA in homologous recombination.

raf:
Gene encoding Raf proteins.

Raf:
A protein-serine/threonine kinase (encoded by the raf oncogene) that is activated by Ras and leads to activation of the ERK MAP kinase.

Ran:
A small GTP-binding protein involved in nuclear import and export.

ras:
Gene encoding Ras proteins

Ras:
A family of small GTP binding proteins (encoded by the ras oncogenes) that couple growth factor receptors to intracellular targets, including the Raf protein-serine/
threonine kinase and the ERK MAP kinase pathway.

Rb:
A transcriptional regulatory protein that controls cell cycle progression and is encoded by a tumor suppressor gene that was identified by the genetic analysis of retinoblastoma.

RecA:
A protein that promotes the exchange of strands between homologous DNA molelcules during recombination.

receptor down-regulation:
The loss of receptors from the cell surface as a result of their internalization by endocytosis following ligand binding.

receptor-mediated endocytosis:
The selective uptake of macromolecules that bind to cell surface receptors that concentrate in clathrin-coated pits.

receptor protein-tyrosine kinase:
Membrane-spanning protein-tyrosine kinases that are receptors for extracellular ligands.

recessive:
An allele that is masked by a dominant allele.

recombinant DNA library:
A collection of genomic or cDNA clones.

recombinant molecule:
A DNA insert joined to a vector.

recombination:
The exchange of genetic material.

recombinational repair:
The repair of damaged DNA by recombination with an undamaged homologous DNA molecule.

release factor:
A protein that recognizes stop codons and terminates translation of mRNA.

replication fork:
The region of DNA synthesis where the parental strands separate and two new daughter strands elongate.

repressor:
A regulatory molecule that blocks transcription.

reproductive cloning:
The use of nuclear transfer to create a cloned organism.

resolution:
The ability of a microscope to distinguish objects separated by small distances.

restriction endonuclease:
An enzyme that cleaves DNA at a specific sequence.

restriction map:
The locations of restriction endonuclease cleavage sites on a DNA molecule.

restriction point:
A regulatory point in animal cell cycles that occurs late in G1. After this point, a cell is committed to entering S and undergoing one cell division cycle.

retinoic acid:
A signaling molecule synthesized from
vitamin A.

retinoid:
A molecule related to retinoic acid.

retrotransposon:
A transposable element that moves via reverse transcription of an RNA intermediate.

retrovirus:
A virus that replicates by making a DNA copy of its RNA genome by reverse transcription.

retrovirus-like element:
A retrotransposon that is structurally similar to a retrovirus.

reverse genetics:
Analysis of gene function by introducing mutations into a cloned gene.

reverse transcriptase:
A DNA polymerase that uses an RNA template.

reverse transcription:
Synthesis of DNA from an RNA
template.

Rho:
A family of small GTP-binding proteins involved in regulation of the cytoskeleton.

rhodopsin:
A G protein-coupled photoreceptor in retinal rod cells that activates transducin in response to light absorption.

ribonucleic acid (RNA):
A polymer of ribonucleotides.

ribose:
The five-carbon sugar found in RNA.

ribosomal RNA (rRNA):
The RNA component of ribosomes.

ribosomes:
Particles composed of RNA and proteins that are the sites of protein synthesis.

ribozyme:
An RNA enzyme.

RNA editing:
RNA processing events other than splicing that alter the protein coding sequences of mRNAs.

RNA interference (RNAi):
The degradation of mRNAs by short complementary double-stranded RNA molecules.

RNA polymerase:
An enzyme that catalyzes the synthesis of RNA.

RNA splicing:
The joining of exons in a precursor RNA molecule.

RNase H:
An enzyme that degrades the RNA strand of RNA-DNA hybrid molecules.

RNase P:
A ribozyme that cleaves the 5' end of pre-tRNAs.

RNA world:
An early stage of evolution based on self-replicating RNA molecules.

rough endoplasmic reticulum (ER):
The region of the endoplasmic reticulum covered with ribosomes and involved in protein metabolism.

Rous sarcoma virus (RSV):
An acutely transforming retrovirus in which the first oncogene was identified.

ryanodine receptors:
Calcium channels in muscle and nerve cells that open in response to changes in membrane potential.

S

S phase:
The phase of the cell cycle during which DNA replication occurs.

Saccharomyces cerevisiae:
A frequently studied budding yeast.

sarcoma:
A cancer of cells of connective tissue.

sarcomere:
The contractile unit of muscle cells composed of interacting myosin and actin filaments.

sarcoplasmic reticulum:
A specialized network of membranes in muscle cells that stores a high concentration of Ca2+.

satellite DNA:
Simple-sequence repetitive DNA with a buoyant density differing from the bulk of genomic DNA.

scaffold proteins:
Proteins that bind to components of signaling pathways, leading to their organization in specific signaling cassettes.

scanning electron microscopy:
See electron microscopy.

sclerenchyma cells:
Plant cells characterized by thick cell walls that provide structural support to the plant.

SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE):
A commonly used method to separate proteins by gel electrophoresis on the basis of size.

second messenger:
A compound whose metabolism is modified as a result of a ligand-receptor interaction; it functions as a signal transducer by regulating other intracellular processes.

secondary cell wall:
A thick cell wall laid down between the plasma membrane and the primary cell wall of plant cells that have ceased growth.

secondary response gene:
A gene whose induction following growth factor stimulation of a cell requires protein synthesis.

secondary structure:
The regular arrangement of amino acids within localized regions of a polypeptide chain. See a helix and b sheet.

secretory pathway:
The movement of secreted proteins from the endoplasmic reticulum to the Golgi apparatus and then, within secretory vesicles, to the cell surface.

secretory vesicles:
Membrane-enclosed sacs that transport proteins from the Golgi apparatus to the cell surface.

selectins:
Cell adhesion molecules that recognize oligosaccharides exposed on the cell surface.

self-splicing:
The ability of some RNAs to catalyze the removal of their own introns.

semiconservative replication:
The process of DNA replication in which the two parental strands separate and serve as templates for the synthesis of new progeny strands.

serum response element (SRE):
A regulatory sequence that is recognized by the serum response factor and mediates the transcriptional induction of many immediate-early genes in response to growth factor stimulation.

serum response factor (SRF):
A transcription factor that binds to the serum response element.

SH2 domain:
A protein domain of approximately 100 amino acids that binds phosphotyrosine-containing peptides.

Shine-Dalgarno sequence:
The sequence prior to the initiation site that correctly aligns bacterial mRNAs on ribosomes.

signaling network:
The interconnected network formed by the interactions of multiple signaling pathways within a cell.

signal patch:
A recognition determinant formed by the three-dimensional folding of a polypeptide chain.

signal peptidase:
An enzyme that removes the signal sequence of a polypeptide chain by proteolysis.

signal recognition particle (SRP):
A particle composed of proteins and srpRNA that binds to signal sequences and targets polypeptide chains to the endoplasmic reticulum.

signal sequence:
A hydrophobic sequence at the amino terminus of a polypeptide chain that targets it for secretion in bacteria or incorporation into the endoplasmic reticulum in eukaryotic cells.

simian virus 40 (SV40):
A widely-studied DNA tumor virus.

simple-sequence repeats:
A class of repeated DNA sequences consisting of tandem arrays of thousands of copies of short sequences.

SINEs (short interspersed elements):
A family of highly repeated retrotransposons in mammalian genomes.

single-stranded DNA-binding proteins:
Proteins that stabilize unwound DNA by binding to single-stranded regions.

site-specific recombination:
Recombination mediated by proteins that recognize specific DNA sequences.

sliding filament model:
The model of muscle contraction in which contraction results from the sliding of actin and myosin filaments relative to each other.

Smad:
A family of transcription factors activated by TGF-b receptors.

small GTP-binding proteins:
A large family of monomeric GTP-binding proteins, including the Ras, Rab, Rho, and Ran proteins.

small nuclear RNAs (snRNAs):
Nuclear RNAs ranging in size from 50 to 200 bases.

small nuclear ribonucleoprotein particles (snRNPs):
Complexes of snRNAs with proteins.

small nucleolar RNAs (snoRNAs):
Small RNAs present in the nucleolus that function in pre-rRNA processing.

smooth endoplasmic reticulum:
The major site of lipid synthesis in eukaryotic cells.

SNARE hypothesis:
The hypothesis that vesicle fusion is mediated by pairs of transmembrane proteins (SNAREs) on the vesicle and target membranes.

soft keratin:
The keratins found in the cytoplasm of epithelial cells.

somatic cell nuclear transfer:
The basic procedure of animal cloning in which the nucleus of an adult somatic cell is transferred to an enucleated egg.

somatic hypermutation:
The introduction of multiple mutations within rearranged immunoglobulin variable regions to increase antibody diversity.

Southern blotting:
A method in which radioactive probes are used to detect specific DNA fragments that have been separated by gel electrophoresis.

spacer sequences:
The DNA sequences between genes.

spectrin:
A major actin-binding protein of the cell cortex.

sphingomyelin:
A phospholipid consisting of two hydrocarbon chains bound to a polar head group containing serine.

spindle assembly checkpoint:
A cell cycle checkpoint that monitors the alignment of chromosomes on the metaphase spindle.

spliceosomes:
Large complexes of snRNAs and proteins that catalyze the splicing of pre-mRNAs.

src:
Gene encoding Src protein.

Src:
A nonreceptor protein-tyrosine kinase encoded by the oncogene (src) of Rous sarcoma virus.

SRP receptor:
A protein on the membrane of the endoplasmic reticulum that binds the signal recognition particle (SRP).

srpRNA:
The small cytoplasmic RNA component of SRP.

stability gene:
A gene that acts to maintain the integrity of the genome and whose loss can lead to the development of cancer.

starch:
A polymer of glucose residues that is the principal storage form of carbohydrates in plants.

START:
A regulatory point in the yeast cell cycle that occurs late in G1. After this point a cell is committed to entering S and undergoing one cell division cycle.

STAT proteins:
Transcription factors that have an SH2 domain and are activated by tyrosine phosphorylation, which promotes their translocation from the cytoplasm to the nucleus.

stem cell:
A cell that divides to produce daughter cells that can either differentiate or remain as stem cells.

stereocilium:
A specialized microvillus of auditory hair cells.

steroid hormone receptor:
Transcription factors that regulate gene expression in response to hormones such as estrogen and testosterone.

steroid hormones:
A group of hydrophobic hormones that are derivatives of cholesterol.

stress fiber:
A bundle of actin filaments anchored at sites of cell adhesion to the extracellular matrix.

stroma:
The compartment of chloroplasts that lies between the envelope and the thylakoid membrane.

stromal processing peptidase (SPP):
The protease that cleaves transit peptides from proteins imported to the chloroplast stroma.

substrate:
A molecule acted upon by an enzyme.

symport:
The transport of two molecules in the same direction across a membrane.

synapse:
The junction between a neuron and another cell, across which information is carried by neurotransmitters.

synapsis:
The association of homologous chromosomes during meiosis.

synaptic vesicle:
A secretory vesicle that releases neurotransmitters at a synapse.

synaptomenal complex:
A zipperlike protein structure that forms along the length of paired homologous chromosomes during meiosis.

systems biology:
A new field of biology in which large-scale experimental approaches are combined with quantitative analysis and modeling to study complex biological systems.

T

T cell receptor:
A T lymphocyte surface protein that recognizes antigens expressed on the surface of other cells.

talin:
A protein that mediates the association of actin filaments with integrins at focal adhesions.

TATA box:
A regulatory DNA sequence found in the promoters of many eukaryotic genes transcribed by RNA polymerase II.

TATA-binding protein (TBP):
A basal transcription factor that binds directly to the TATA box.

taxol:
A drug that binds to and stabilizes microtubules.

TBP-associated factors (TAFs):
Polypeptides associated with TBP in the general transcription factor TFIID.

telomerase:
A reverse transcriptase that synthesizes telomeric repeat sequences at the ends of chromosomes from its own RNA template.

telomeres:
Repeats of simple-sequence DNA that maintain the ends of linear chromosomes.

telophase:
The final phase of mitosis, during which the nuclei re-form and chromosomes decondense.

temperature-sensitive mutant:
A cell expressing a protein that is functional at one temperature but not at another, whereas the normal protein is functional at both temperatures.

tertiary structure:
The three-dimensional folding of a polypeptide chain that gives the protein its functional form.

testosterone:
A steroid hormone produced by the testis.

therapeutic cloning:
A procedure in which nuclear transfer into oocytes could be used to produce embryonic stem cells for use in transplantation therapy.

thylakoid membrane:
The innermost membrane of chloroplasts that is the site of electron transport and ATP
synthesis.

thymine:
A pyrimidine found in DNA that base-pairs with adenine.

thyroid hormone:
A hormone synthesized from tyrosine in the thyroid gland.

thromboxane:
An eicosanoid involved in blood clotting.

Tic complex:
The protein translocation complex of the chloroplast inner membrane.

tight junction:
A continuous network of protein strands around the circumference of epithelial cells, sealing the space between cells and forming a barrier between the apical and basolateral domains.

Tim complex:
The protein translocation complex of the mitochondrial inner membrane.

Ti plasmid:
A plasmid used for gene transfer in plants.

titin:
A large protein that acts as a spring to keep myosin filaments centered in the muscle sarcomere.

Toc complex:
The protein translocation complex of the chloroplast outer membrane.

Tom complex:
The protein translocation complex of the mitochondrial outer membrane.

topoisomerase:
An enzyme that catalyzes the reversible breakage and rejoining of DNA strands.

trans-acting factors:
Transcriptional regulatory proteins.

trans-Golgi network:
The Golgi compartment within which proteins are sorted and packaged to exit the Golgi
apparatus.

transcription:
The synthesis of an RNA molecule from a DNA template.

transcription factor:
A protein that regulates the activity of RNA polymerase.

transcriptional activators:
Transcription factors that stimulate transcription.

transcription-coupled repair:
The preferential repair of damage to transcribed strands of DNA.

transcytosis:
The sorting and transport of proteins to different domains of the plasma membrane following endocytosis.

transducin:
A G protein that stimulates cGMP phosphodiesterase when it is activated by rhodopsin.

transfection:
The introduction of a foreign gene into eukaryotic cells.

transfer RNA (tRNA):
RNA molecules that function as adaptors between amino acids and mRNA during protein synthesis.

transformation:
The transfer of DNA between genetically distinct bacteria. See also cell transformation.

transforming growth factor β (TGF-β):
A polypeptide growth factor that generally inhibits animal cell proliferation.

transgenic mouse:
A mouse that carries foreign genes incorporated into the germ line.

transient expression:
The expression of unintegrated plasmid DNAs that have been introduced into cultured cells.

transitional ER:
The region of the ER from which proteins exit for the Golgi apparatus.

transition state:
A high energy state through which substrates must pass during the course of an enzymatic reaction.

transit peptides:
N-terminal sequences that target proteins for import into chloroplasts.

translation:
The synthesis of a polypeptide chain from an mRNA template.

translesion DNA synthesis:
A form of repair in which specialized DNA polymerases replicate across a site of DNA damage.

translocon:
The membrane channel through which polypeptide chains are transported into the endoplasmic reticulum.

transmembrane proteins:
Integral membrane proteins that span the lipid bilayer and have portions exposed on both sides of the membrane.

transmission electron microscopy:
See electron microscopy.

transposable element:
See transposon.

transposon:
A DNA sequence that can move to different positions in the genome.

treadmilling:
A dynamic behavior of actin filaments and microtubules in which the loss of subunits from one end of the filament is balanced by their addition to the other end.

triacylglycerol:
Three fatty acids linked to a glycerol molecule.

tropomyosin:
A fibrous protein that binds actin filaments and regulates contraction by blocking the interaction of actin and myosin.

troponin:
A complex of proteins that binds to actin filaments and regulates skeletal muscle contraction.

tubulin:
A cytoskeletal protein that polymerizes to form microtubules.

tumor:
Any abnormal proliferation of cells.

tumor initiation:
The first step in tumor development, resulting from abnormal proliferation of a single cell.

tumor necrosis factor (TNF):
A polypeptide growth factor that induces programmed cell death.

tumor progression:
The accumulation of mutations within cells of a tumor population, resulting in increasingly rapid growth and malignancy.

tumor promoter:
A compound that leads to tumor development by stimulating cell proliferation.

tumor suppressor gene:
A gene whose inactivation leads to tumor development.

tumor virus:
A virus capable of causing cancer in animals or humans.

turgor pressure:
The internal hydrostatic pressure within plant cells.

twinfilin:
An actin-binding protein that stimulates the assembly of actin monomers into filaments.

two-dimensional gel electrophoresis:
A method for separating cell proteins based on both charge and size.

U

ubiquinone:
See coenzyme Q.

ubiquitin:
A highly conserved protein that acts as a marker to target other cellular proteins for rapid degradation.

ultracentrifuge:
A centrifuge that rotates samples at high speeds.

unfolded protein response:
A cellular stress response in which an excess of unfolded proteins in the endoplasmic reticulum leads to general inhibition of protein
synthesis, increased expression of chaperones, and increased proteasome activity.

uniport:
The transport of a single molecule across a membrane.

3' untranslated region:
A noncoding region at the 3' end of mRNA.

5' untranslated region:
A noncoding region at the 5' end of mRNA.

uracil:
A pyrimidine found in RNA that base-pairs with
adenine.

V

vacuole:
A large membrane-enclosed sac in the cytoplasm of eukaryotic cells. In plant cells, vacuoles function to store nutrients and waste products, to degrade macromolecules, and to maintain turgor pressure.

vector:
A DNA molecule used to direct the replication of a cloned DNA fragment in a host cell.

velocity centrifugation:
The separation of particles based on their rates of sedimentation.

video-enhanced microscopy:
The combined use of video cameras with the light microscope to allow the visualization of small objects.

villin:
The major actin-bundling protein of intestinal microvilli.

vimentin:
An intermediate filament protein found in a variety of different kinds of cells.

vinblastine:
A drug that inhibits microtubule polymerization.

vincristine:
A drug that inhibits microtubule polymerization.

vinculin:
A protein that mediates the association of actin filaments with integrins at focal adhesions.

voltage-gated channels:
Ion channels that open in response to changes in electric potential.

W

WASP/Scar complex:
A protein complex that stimulates actin filament branching.

Western blotting:
See immunoblotting.

Wnt:
A secreted signaling molecule that stimulates a pathway regulating cell fate during embryonic development.

X

X-chromosome inactivation:
A dosage compensation mechanism in which most of the genes on one X chromosome are inactivated in female cells.

X-ray crystallography:
A method in which the diffraction pattern of X rays is used to determine the arrangement of individual atoms within a molecule.

Xenopus laevis:
An African clawed frog used as a model system for developmental biology.

Y

 

yeast artificial chromosome (YAC):
A vector that can replicate as a chromosome in yeast cells and can accomodate very large DNA inserts (hundreds of kb).

yeast two-hybrid:
A genetic method for detecting protein interactions in yeast cells.

yeasts:
The simplest unicellular eukaryotes. Yeasts are important models for studies of eukaryotic cells.

Z

 

zebrafish:
A species of small fish used for genetic studies of vertebrate development.

zinc finger domain:
A type of DNA binding domain consisting of loops containing cysteine and histidine residues that bind zinc ions.

zygote:
A fertilized egg.

zygotene:
The stage of meiosis I during which homologous chromosomes become closely associated.

نوشته شده در شنبه نوزدهم آبان 1386ساعت 9:42 بعد از ظهر توسط s m k| |


Design By : Night Skin