معلومة

4.6: البصمة الجزيئية - علم الأحياء


الاعتراف الجزيئي هو أساس العديد من العمليات البيولوجية. التركيز الرئيسي في التكنولوجيا الحيوية هو تطوير جزيئات وأنظمة التعرف التركيبية الخاصة بالرابط ذي الاهتمام. يتضمن أحد فروع التصميم الجزيئي تخليق الجزيئات ببنية كيميائية مجسمة محددة مصممة للتعرف على رابطة معينة والتفاعل معها. في المقابل ، فإن البصمة الجزيئية هي طريقة لبناء جزيء ، بخصائص تمييز محددة ، من خلال الحصول على يجند نفسه قم بتوجيه تجميع الهيكل المطلوب

الجوانب الفنية

النهج العام لهذه التقنية هو الجمع بين جزيء "البصمة" المطلوب مع محلول جزيئات أحادية صغيرة لها العديد من الميزات المرغوبة. لديهم مجموعة متنوعة من المجموعات الوظيفية (مثل المتبرعين برابطة الهيدروجين ، والمتقبلات ، وربما المجموعات الحمضية أو القاعدية ، أو المجموعات الأليفاتية أو العطرية). يمكن لمجموعة أو أكثر من هذه المجموعات أن تتفاعل على وجه التحديد مع جزيء البصمة (على سبيل المثال ، يمكنها تكوين روابط هيدروجينية محددة). يمكن تصنيع الجزيئات الأحادية للبلمرة لتكوين بوليمر صلب أو شبه صلب. جزيء البصمة قابل للذوبان في محلول المونومر. لا تشكل المونومرات ، سواء في المحلول أو أثناء عملية البلمرة ، روابط تساهمية مع جزيء البصمة (التفاعل غير تساهمي تمامًا)

بعد بلمرة المونومرات (في وجود جزيء البصمة) تكون السمات العامة للبوليمر كما يلي:

  1. البوليمر مسامية بما فيه الكفاية للسماح لجزيء البصمة بالانتشار (وكذلك الانتشار في)
  2. البوليمر جامدة بما فيه الكفاية أنه يتم الاحتفاظ بتنظيم الجزيئات الأحادية استجابةً لجزيء البصمة.
  3. لذلك ، يتم الاحتفاظ بالكيمياء الفراغية (أي الحجم والشكل والتوجه للمجموعات الوظيفية المناسبة) للجيب حيث توجد جزيئات البصمة.
تشكل هذه المواقع في البوليمر "ذاكرة جزيئية مستحثة" قادرة على التعرف بشكل انتقائي على جزيء البصمة

كانت تقنية إنتاج البوليمر النموذجية هي إنتاج بوليمر مطبوع بكميات كبيرة ثم طحنه لإنتاج جزيئات صغيرة (25 مم). هذه الحبيبات الصغيرة مناسبة لطرق الكروماتوغرافيا السائلة (أي يمكن استخدامها كراتنجات كروماتوغرافية ومعبأة في عمود). يمكن أن تنتج البلمرة "المعلقة" حبيبات مباشرة من عملية البلمرة

تم تصنيع معظم البوليمرات الجزيئية المطبوعة المبلغ عنها من مونومرات أكريلات أو ستيرين أو سيليكات ، وتم إجراء خطوة الطباعة في المذيبات العضوية. يعمل الدمغ في المذيبات العضوية (مثل المذيبات الثابتة منخفضة العزل) على تعزيز الروابط الهيدروجينية (أي الكهروستاتيكية الجزئية) التفاعلات. ومع ذلك ، يمكن أن تقصر جزيئات البصمة على تلك التي تذوب في مثل هذه المذيبات.

مثال ( PageIndex {1} )

طبع الحمض الأميني L-phenylalanine مع مونومرات حمض الميثاكريليك والترابط الانتقائي الانتقائي لجزيء البصمة.

  • الخطوة الأولى: "الطباعة"

الشكل 4.6.1: يطبع

  • الخطوة الثانية. استخدام البوليمر المطبوع كراتينج كروماتوجرافي لتحقيق تفضيل الاختيار التصويري لـ L-phenylalanine من خليط راسيمي من L- و D- فينيل ألانين

الشكل 4.6.2: اختيار Enantiomeric

التطبيقات

تشمل ثلاثة مجالات رئيسية لتطبيق MIP المصفوفات الكروماتوغرافية لعمليات الفصل الصعبة (على سبيل المثال متماثل) ، والبوليمرات النشطة تحفيزيًا أو تقليد الإنزيمات ، وأجهزة الاستشعار الحيوي.

الانفصال

يوجد حوالي 500 دواء في السوق نشطة بصريًا ، يتم إعطاء حوالي 90 ٪ منها كمخاليط راسيمية. تتطلب إدارة الغذاء والدواء الأمريكية الآن أنه بالنسبة للأدوية النشطة بصريًا ، يجب التعامل مع كل من المتغيرات المتناهية الصغر كمواد منفصلة في تنميط الحرائك الدوائية والسموم. هناك حاجة كبيرة لطرق تحضيرية لفصل متماثل

انفصال أخرى

يمكن لـ MIP المصنوعة ضد قلويدات أو مواد أفيونية معينة أن تميز بين المركبات المطبوعة والمركبات وثيقة الصلة

الشكل 4.6.3: المركبات وثيقة الصلة التي يمكن فصلها باستخدام MIP

البوليمرات المطبوعة كمحاكاة للإنزيم

إذا تم تحضير البصمات ضد نظائر حالة الانتقال، ستعمل MIP على استقرار الحالة الانتقالية وتؤدي إلى معدلات تحفيزية معززة. تمت ملاحظة زيادة معدلات التحفيز (الدوران) مقارنةً بمعدلات دوران الركيزة في المحلول مع البوليمرات المطبوعة بنظائر الحالة الانتقالية. ومع ذلك ، فهي محفزات ضعيفة بشكل عام. هذا على الأرجح بسبب حقيقة أنه لم تتم محاولة التنسيب الكيميائي المجسم المحدد للمجموعات الحفازة. وبالتالي ، تمثل MIP إطارًا مناسبًا يتم من خلاله وضع المجموعات التحفيزية لتحقيق تحفيز فعال

الشكل 4.6.4: البصمات كمعزز لمعدلات التحفيز

البوليمرات المطبوعة كمستشعرات انتقائية للركيزة

"المستشعرات الحيوية" هي أجهزة تدمج جزيئات مستقبلات معينة مع أجهزة نقل الإشارة. قد يحول محول الطاقة طاقة الربط الخاصة بـ MIP / التحليلة إلى تغييرات في البروتونات ، وامتصاص الضوء ، والحرارة ، وما إلى ذلك. هذه الإشارة الفيزيائية / الكيميائية مضخّمة وإخراجها إلى جهاز قياس. من حيث المبدأ ، يمكن أن يكون التحليل أي جزيء يمكن طبعه على وجه التحديد. على سبيل المثال ، مادة سامة بيئية.

الشكل 4.6.5: بوليمر مطبوع كمستشعر حيوي

الاستنتاجات

على الرغم من أن معظم العمل مع MIP اشتمل على جزيئات صغيرة ، فمن حيث المبدأ يجب أن يكون من الممكن توسيع فائدة MIP لتشمل التعرف على الجزيئات الحيوية (أي البروتينات والأحماض النووية). يجب أن تظهر MIP خصائص متشابهة. إذا كان بإمكان MIP تقليد مواقع ربط الجزيئات الحيوية ، فقد تثبت أنها بدائل مفيدة لفحص مثبطات أو مضادات جديدة. أحد القيود المحتملة هو "الطفرات". هل يمكن "تحوير" البوليمر الذي تم طبعه بالفعل (كيميائيًا؟) لإنتاج خصائص تمييز جديدة / محسنة؟ القيد الآخر هو أن التركيب الكيميائي المجسم الدقيق للبصمة غير معروف. لذلك ، فإن المعلومات الهيكلية للبصمة المفيدة غير متوفرة.


نظام الكشف البصري للتريازين على أساس بوليمرات مطبوعة جزيئيًا

تم إعداد نظام جديد للكشف عن مبيدات الأعشاب تريازين باستخدام طريقة البصمة الجزيئية. تعتمد هذه الطريقة على المنافسة بين مادة التحليل التي تحمل علامات الفلورسنت وغير المصنفة لمواقع الربط المحددة ، والتي تم إنتاجها في البوليمر عن طريق طباعة النموذج. يتكون تخليق البوليمر من بلمرة جذرية لمونومر وظيفي (ثنائي إيثيل أمين إيثيل ميثاكريلات أو حمض ميثاكريليك) ورابط متقاطع (إيثيلين جليكول ثنائي ميثاكريلات) في وجود التريازين كقالب. بعد طحن كتلة البوليمر وفصل جزيئات القالب ، تم استخدام تعليق من البوليمر لنظام الاستشعار الخاص بمبيدات الأعشاب. تم إجراء الكشف الانتقائي عن التريازين في نطاق تركيز 0.01-100 ملي مولار في غضون 4 ساعات.

يبدو أن هذه الطريقة قابلة للتطبيق لتطوير المستشعرات الضوئية ، والجمع بين الحساسية العالية والخصائص الانتقائية للمستقبلات البيولوجية والاستقرار العالي للبوليمرات الاصطناعية المطبوعة جزيئيًا.


آراء العملاء

مراجعات بالصور

أعلى التقييمات من الولايات المتحدة

كانت هناك مشكلة في تصفية الاستعراضات الآن. الرجاء معاودة المحاولة في وقت لاحق.

الكتاب نفسه رائع. ومع ذلك ، لا تحصل على كل ما دفعت مقابله. ودفعت الكثير. من المفترض أن يكون هناك 174 فيلمًا يمكن الوصول إليه عبر الإنترنت ، بالإضافة إلى البطاقات التعليمية والشرائح. هذه لم تعد متوفرة. بالنظر إلى أن هذا هو أحدث إصدار من الكتاب ، فهذا غير مقبول. على الأقل ، يجب على الناشر توضيح ذلك في الوصف حتى يعرف الناس أن هذه المادة مفقودة. إنه أمر محبط للغاية ، حيث يشير المؤلفون إلى هذه الأفلام في جميع أنحاء الكتاب.

تحديث: لقد رفعت تقييمي إلى 4 نجوم ، حيث تم منحني بطريقة ما إمكانية الوصول إلى مقاطع الفيديو على wwnorton .com. ومع ذلك ، كانت عملية معقدة تتطلب رسائل بريد إلكتروني متعددة وردود متضاربة من الناشر. قيل لي أولاً أن مقاطع الفيديو غير متوفرة. ثم حصلت على رابط لمقاطع الفيديو ، لكن طُلب مني دفع أكثر من 100 دولار في السنة للوصول إليها. أخيرًا ، قاموا بشراء الاشتراك لي. كل شيء انتهى بشكل جيد ، لكنني لست متأكدًا من أن الجميع سيحققون نتيجة إيجابية. سوف يعتمد على من تتحدث إليه في خدمة العملاء.

[تحديث ، سبتمبر 2017: تحذير فقط هنا أنه يبدو أن هناك إصدارين من Kindle للكتاب متاحين الآن. الإصدار الأصلي & # 34eTextbook / Print Replica Kindle Edition & # 34 الذي يشبه ملف PDF للكتاب المطبوع الفعلي ، و & # 34Kindle Edition & # 34 وهو * ليس * بتنسيق نسخة مطبوعة. يحتوي هذا الإصدار الجديد الأخير على ASIN مختلف ويعرض أكثر من 3000 صفحة (يتم قلب الصفحات على جهاز Kindle ، وليس الصفحات الفعلية). كن حذرا ، لأنه لن يكون لديه التصميم الجميل وتنضيد النسخة الأصلية. يمكن قراءته على أي جهاز من أجهزة Kindle (وليس فقط تلك القادرة على عرض عناوين نسخة مطبوعة) ، وينبغي أن تسمح بزيادة حجم الخط لجعل النص أكثر قابلية للقراءة بالنسبة لأولئك الذين يجدون صور الصفحة الكاملة للكتاب الأصلي صغيرة جدًا أو يصعب عليهم القيام بها. تدبير. أنا شخصياً أفضل إصدار الكتاب الدراسي الأصلي الذي يعد نسخة طبق الأصل من الكتاب المطبوع. على أي حال ، تأكد من طلب الإصدار الصحيح (يبدو أنهما يشتركان حاليًا في نفس السعر) ولا تنزعج من حقيقة أن إصدار Kindle الجديد يعرض المزيد & # 34 صفحة & # 34 ولديه حجم ملف أكبر من الكتاب الدراسي الأصلي.]

تستند هذه المراجعة (في الغالب ، راجع التحديث في النهاية) إلى إصدار Kindle من الكتاب ، وهو إصدار & # 34Print Replica & # 34 والذي يتطابق تمامًا مع الكتاب المدرسي المطبوع (يشبه بشكل أساسي ملف PDF للكتاب بأكمله). بالنسبة للكتب المدرسية ، حتى الأكثر قيمة (مثل هذا الكتاب) التي أحبها وأخطط للاحتفاظ بها لفترة طويلة ، فأنا الآن أفضل النسخ الإلكترونية لأسباب عديدة ، ليس أقلها أنه من الأسهل حمل الكمبيوتر اللوحي وقراءته من مجلد سبعة جنيهات. يمكنك أيضًا تكبير النص والأشكال حسب الحاجة ، وتكون الرسوم التوضيحية كلها تقريبًا في شكل & # 34vector & # 34 مما يعني أنها تظل حادة ومفصلة أثناء التكبير. يمكنك أيضًا البحث في النص الكامل للكتاب ، والقيام بالتسطير الإلكتروني ، قم بتعيين الإشارات المرجعية ، إلخ.

نعم ، تحتوي كتب Kindle على إدارة الحقوق الرقمية التي تقيد ما يمكنك فعله بها ، لكنني أجد قيود Kindle أقل صعوبة من الكثير ، وفي معظم الحالات توفر لك خيار & # 34 تأجير & # 34 الكتب المدرسية طوال مدة الفصل الدراسي الذي قد يكون اقتصاديًا مثل شراء نسخة ورقية ثم إعادة بيعها عند الانتهاء من ذلك. ولكن إذا كنت تريد الحرية الكاملة في إعادة بيع ما تشتريه ، أو ربما ترغب تمامًا في الشعور بحمل كتاب حقيقي بين يديك ، فمن المحتمل أن تكون النسخة المطبوعة هي ما تريده. لاحظ أنني أعتقد أن الإصدار المادي يأتي مع قرص يحتوي على الأفلام والمواد التكميلية للكتاب (اتضح أنه لا يوجد ، انظر التحديث أدناه) ، ولكن يمكنك أيضًا العثور على كل هذا مجانًا على موقع ويب Garland Science إذا كنت شراء نسخة الكتاب الإلكتروني.

لذلك دعونا نتحدث عن الكتاب بعيدًا عن هذا الطريق! هناك مجموعتان من الأشخاص الذين من المحتمل أن يقرؤوا هذا. إما أنك قمت بتعيين هذا الكتاب ككتاب مدرسي للفصل أو لم تقم بذلك. إذا تم تعيين هذا ككتاب مدرسي ، فتأكد أولاً من أنك تنظر إلى الإصدار الصحيح. هذه الطبعة السادسة مختلفة تمامًا عن الإصدار الخامس (يشير المؤلفون إلى أنه تمت كتابة خمسة ملايين ورقة علمية منذ الإصدار السابق) وقد * لا * تفلت من شراء إصدار سابق مستخدَم أرخص. إذا كان فصلك يتعمق بدرجة كافية بحيث يحتاج إلى هذا الكتاب على شيء مثل Essential Cell Biology ، الإصدار الرابع ، فمن المحتمل أنك تحتاج حقًا إلى الإصدار الصحيح. كما أن الإصدار السادس جديد تمامًا حتى كتابة هذه السطور ، لذا تأكد من عدم مطالبتك بالحصول على الإصدار السابق (الخامس)!

هذا هو أحد الكتب المدرسية المفضلة لدي في كل العصور. تم تصميم كتاب مدرسي جيد حقًا لإعداد الطلاب ليكونوا ممارسين في مجال ما ، وليس فقط لمحاولة إبقاء الطلاب الملل مستيقظين وإمساك أيديهم خلال الفصل الذي يرغبون حقًا في ألا يضطروا إلى الالتحاق به. هذا كتاب مدرسي رائع وهو الكتاب الذي يجب الحصول عليه إذا كنت ترغب في معرفة أكبر قدر ممكن عن بيولوجيا الخلية من مجلد واحد. إنه الآن أيضًا جديد تمامًا ومحدث (اعتبارًا من 2014) ، وهو أمر بالغ الأهمية في مجال مثل علم الأحياء الذي يتقدم يوميًا. كل شيء هنا رائع. إذا كنت تعتقد أن هذه الأشياء مملة ، فأنا أشعر بالأسف من أجلك :) الحياة عبارة عن خلايا ، وهذا هو & # 34 كل ما نعرفه عن كيفية عمل الخلايا & # 34 ، لذا فهو ينطبق بشكل مباشر على فهم كل أشكال الحياة (المعروفة) ، من البكتيريا لي ولكم. حتى لو لم يتعمق فصلك في الأعماق والتفاصيل الدقيقة ، يعد هذا كتابًا رائعًا للدراسة الذاتية لاحقًا إذا كانت هذه الأشياء تهمك. يمكن أن يكون هذا كتابًا مدرسيًا تحتفظ به لسنوات وترجع إليه كثيرًا.

هذا أيضًا عمل يسهل الوصول إليه بشكل مدهش للمهتمين بمعرفة علم الأحياء الحديث بمفردهم. إذا كنت شخصًا لديه تفكير علمي ويريد أن يفهم كيف تعمل الحياة ، فإن معظم ما هو موجود هنا سهل الفهم وممتع للغاية. على عكس العديد من المجالات ، لا توجد سنوات من المتطلبات الأساسية اللازمة لبدء دراسة علم الأحياء المتطور. إذا كانت هذه هي الفيزياء ، فستحتاج إلى عشر سنوات من الرياضيات والفيزياء منخفضة المستوى مملة قبل أن تأمل في البدء في فهم أشياء مثل ميكانيكا الكم أو النظرية العامة للنسبية. ولكن لا توجد متطلبات رياضية لفهم علم الأحياء (على الرغم من أنها بدأت تصبح أكثر كميًا وأن المجالات الأحدث مثل علم الأحياء الفيزيائية تنمو بسرعة). إن القليل من المعرفة بالمفاهيم من الكيمياء مفيد ، ولكن مرة أخرى ، فإن القليل جدًا من المناقشة في هذا الكتاب هو كمي ، لذلك لا يوجد شيء بشكل عام للحساب ، ولا توجد معادلات لحلها ، وما إلى ذلك. بيولوجيا الخلية أقرب بكثير إلى شيء مثل برمجة الكمبيوتر من حيث الكفاءة العقلية اللازمة لفهمها. للبدء ، أوصي بقراءة الفصل 1 جيدًا ، ثم اقرأ الفصل 2 ولكن إذا بدأت عيناك في التوهج ، فما عليك سوى تخطي بقية الفصل 2 في الوقت الحالي (الكيمياء ، بينما من الواضح أنها أساسية وحاسمة ليست ضرورية لفهمها بعمق بالترتيب لفهم بقية الكتاب ، تمامًا كما لا تحتاج حقًا إلى فهم الفولتية والترانزستورات من أجل تعلم برمجة جهاز كمبيوتر) ، ثم قراءة الفصل 3 تمامًا والذي يدور حول كيفية أداء البروتينات لمعظم العمل في بما في ذلك العمل كمعالجات ومحركات ومضخات وما إلى ذلك. عند هذه النقطة من المحتمل أن تكون مدمن مخدرات ويمكنك العودة وتقدير بقية الفصل الثاني عندما تكون جاهزًا لذلك.

إذن كيف تقارن هذه الطبعة السادسة أيضًا مع الإصدار الخامس؟ حسنًا ، أولاً وقبل كل شيء ، لقد مرت سبع سنوات منذ الإصدار السابق ، والذي هو تقريبًا إلى الأبد في عالم الأحياء ، لذلك فقط على هذا الأساس وحده ، ستكون الطبعة الجديدة تقدمًا كبيرًا. بشكل عام ، الأساسيات هي نفسها ، لكن التفاصيل الدقيقة للفهم تقدمت كثيرًا.

مشكلة مستمرة للمؤلفين هي الحجم المذهل للمعرفة الموجودة والتعقيد اللامتناهي والدقيق حتى لأبسط الخلايا. هذا يعني أن الكتاب يمكن أن يكون بسهولة ثلاثة أضعاف حجمه الحالي ، وهو ضغط يجب على المؤلفين إيجاد طريقة لمقاومته إذا كان الكتاب سيظل قابلاً للنقل وبأسعار معقولة. في الإصدار الخامس ، تجاوز الكتاب أغلفة الكتاب واضطرت الطبعة القياسية إلى نقل الفصول الخمسة الأخيرة إلى ملاحق PDF (كان هناك إصدار مرجعي ضخم يحتوي على أكثر من 1600 صفحة متاحًا مع طباعة جميع الفصول ، وتشمل إصدارات الكتاب الإلكتروني الكل الفصول). لم يكن هذا قرارًا شائعًا لأنه يعني أنه حتى بعد الشراء والسحب حول مجلد كبير باهظ الثمن ، ما زلت لم تتم طباعة كل المحتوى.

يتضمن الإصدار السادس الآن محتوى الكتاب بالكامل ، ولا داعي لإصدار & # 34Reference & # 34. هذا يعني أنه على الرغم من أن الكتاب المطبوع قد أصبح أطول قليلاً ، فقد اضطروا إلى تقصير الحجم الفعال بحوالي 250 صفحة! وقد أدى ذلك إلى الكثير من التحرير وتقليل عدد الأرقام. في بعض الحالات ، يعني هذا محتوى أكثر فعالية وإيجازًا ، ولكن في أماكن أخرى تم التخلص من المواد الشيقة والمناقشة المتعمقة. مع الأخذ في الاعتبار الفصل 4 ، التحكم في التعبير الجيني ، يحتوي الإصدار الحالي على 79 رقمًا بينما كان الإصدار السابق يحتوي على 115. كما تم إلغاء الفصل الخاص بالتكاثر الجنسي تمامًا (يمكنك تنزيل الإصدار الخامس من هذا الفصل كملف PDF ، انظر التحديث أدناه) على الرغم من دمج بعض مواده في أجزاء أخرى من الكتاب.

لا يسعني إلا أن أتساءل عما إذا كان المؤلفون قد اتخذوا القرار الصحيح هنا. إن اختيار تقليل الحجم (الفعال) للكتاب بحوالي 15٪ في وقت تنمو فيه المعرفة في المجال بسرعة كبيرة يبدو مقيدًا إلى حد ما. كنت شخصياً أفضل أن أراهم يتبنون فكرة أن العديد من قرائهم سيستخدمون الكتب الإلكترونية حيث لا يكون للطول تأثير مادي ، أو حتى يفكروا في تقسيم الكتاب إلى مجلدين كما يحدث غالبًا في مجالات مثل دراسة الطب. ولكن في النهاية ، لا يزال القصد من هذا أن يكون كتابًا دراسيًا ، ومن المحتمل أن يقدر العديد من الطلاب أي شيء يقلل من عدد الصفحات التي يتعين عليهم قراءتها :)

تم إنجاز الكثير من العمل لتنظيف التصميم ، وأعادوا إنشاء العديد من الرسوم التوضيحية بأسلوب أكثر اتساقًا. تستخدم هذه النسخة سمة زرقاء لطيفة مقارنة باللون الوردي المحمر للإصدار الخامس. إنه ذو مظهر أنظف بشكل عام ، وأعتقد أن التغييرات في لون العنوان / العنوان هي تحسين واضح للقراءة على الشاشة. هناك عدد قليل من الأماكن حيث تتضمن الأشكال مساحات صغيرة من النص الأبيض على الجير والأخضر الذي يجب أن أقوم بتكبيره لقراءته ، ولكن التغييرات بشكل عام هي تحسينات.

تم تحديث المحتوى بشكل عام مع العديد من الأقسام التي تم تحديثها أو إعادة كتابتها على نطاق واسع. ومن المثير للاهتمام ، كإشارة إلى أن الأساليب الكمية الكلاسيكية من الفيزياء بدأت تتسلل أكثر إلى علم الأحياء ، هناك قسم موسع في الفصل 8 ، التحليل الرياضي لوظائف الخلية ، والذي يعطي بعض العلاج الرياضي (ZOMG! بعض الرياضيات في كتاب علم الأحياء!) أشياء مثل توازن المنتج الجيني وتنظيم الجينات وهي بمثابة مقدمة جيدة لمجال البيولوجيا الفيزيائية ، وهي طريقة أخرى مثيرة للاهتمام للتعامل مع دراسة الحياة (إذا وجدت هذا مثيرًا للاهتمام ، فيمكنني أيضًا أن أوصي بعلم الأحياء الفيزيائي للخلية. اشترى وتمتع).

على أي حال ، تحصل MBoC على كل النجوم باعتبارها واحدة من تلك الكتب السحرية التي تأخذك إلى أعماق عالم جديد تمامًا ورائع ، حيث ستتعلم كيف تشترك كل خلية فردية في جسمك مع أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحديثة أكثر من ذلك بكثير. يفعل مع ذلك الضفدع العجوز المبلل الذي قمت بتشريحه في المدرسة الثانوية. إن ممارسة بيولوجيا الخلية الحديثة ليست أقل من اختراق أنظمة الكمبيوتر الغريبة (غير المصممة من قبل عقل الإنسان) بحثًا عن التكنولوجيا التي يمكننا أن نلائمها أو نتكيف معها لعلاج الأمراض ، والحد من الجوع في العالم ، وإنتاج طاقة نظيفة ورخيصة ، وبخلاف ذلك تحسين حياتنا .

كتاب مثير للأوقات المثيرة.

تحديث: لقد اشتريت الآن نسخة من الكتاب الورقي أيضًا ، لمجرد أنني أحبه كثيرًا. إنه كتاب ستة أرطال و 13 أونصة بسمك بوصتين. إنه صلب ، وله نفس الإحساس والجودة مثل إصدار الإصدار المرجعي من الإصدار الخامس. جودة الورق (السماكة والسطوع) مماثلة مرة أخرى للإصدار الخامس. إنه بالتأكيد ليس سحقًا مثل الإصدار المرجعي القديم (هذا الجنيه الإضافي أو نحو ذلك يحدث فرقًا كبيرًا).

لا يأتي الكتاب المادي مع وسائط الأقراص المضغوطة للأفلام والأشياء التكميلية ، لذلك تحتاج إلى الانتقال إلى موقع Garland Science للعثور عليها (ضمن علامة تبويب الطالب ، يمكنك البحث عن أرقام الفيلم من الكتاب دون الحاجة إلى إنشاء حساب ، أو يمكنك إنشاء حساب وإضافة الكتاب إليه لتسهيل الوصول إلى الأشياء). يبدو أن موقع GS لا يزال ينشر معلومات حول الإصدار الجديد ، لذا في مرحلة ما قد يكون لديهم صفحة / موقع مخصص للكتاب كما هو الحال بالنسبة لبعض الكتب المدرسية الحديثة الأخرى. لقد أضافوا الآن أيضًا ملف PDF قابل للتنزيل لـ & # 34MBOC ، الإصدار الخامس - الفصل 21: التكاثر الجنسي: الانقسام الاختزالي ، والخلايا الجرثومية ، والتخصيب & # 34 في منطقة تنزيل الإصدار السادس. تم حذف هذا الفصل من الإصدار السادس (تم تمديد قسم الانقسام الاختزالي في فصل دورة الخلية قليلاً للتعويض) لذلك يعد هذا مرجعًا مفيدًا.

التحديث 2: لقد التقطت للتو الإصدار الجديد من البيولوجيا الجزيئية للخلية 6E - كتاب المشاكل وحصل على العديد من التحسينات الرائعة على نسخته السابقة. يجب حقًا اعتباره & # 34 part 2 & # 34 من الكتاب المدرسي. هناك قدر هائل من المعرفة الإضافية هنا ومن الرائع أن تقرأ فقط ، ليس فقط كمصنف. اذهب للتحقق من ذلك.


كواشف ومجموعات البيولوجيا الجزيئية

تستخدم كواشف البيولوجيا الجزيئية في مجموعة متنوعة من التقنيات والعمليات والإجراءات لاختبار المواد الجينية الموجودة في الخلايا والأنسجة. قد تشمل هذه الاختبارات تحليل الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، والتعبير الجيني ، والتحليل الكيميائي الحيوي ، ومخرجات البروتين ، والعديد من الطرق الأخرى لقياس التغيرات الجينية.

منتجات اختبار الحمض النووي

كواشف الدنا هي منتجات علمية جزيئية تُستخدم لتحديد التغيرات في الجينات الفردية ، أو أجزاء من الجينات ، أو حتى الاختلافات في النوكليوتيدات الأحادية والحروف الزائدة ومثل تسلسل الحمض النووي.

منتجات اختبار الحمض النووي الريبي

تُستخدم كواشف الحمض النووي الريبي للكشف عن الحمض النووي الريبي وتحديده كمياً. يقوم الحمض النووي الريبي (RNA) بفك تشفير وتنظيم والتعبير عن الجينات التي تحفز التفاعلات البيولوجية ، وتتحكم في التعبير الجيني ، وتستشعر الإشارات الخلوية وتستجيب لها.

الكواشف السمكية

فلوري فى الموقع يستخدم التهجين (FISH) للكشف عن تسلسل الحمض النووي المحدد وتحديد موقعه على الكروموسومات ويمكن إجراؤه على الخلايا أو على أقسام الأنسجة الثابتة والمضمنة بالبارافين.

الكواشف مقدمة عن الحمض النووي

الإجراءات التي تتطلب هذه المواد تشمل تعداء وتحولات كيميائية وكهربائية. تتضمن هذه العمليات إدخال الأحماض النووية في الخلايا لتعديل التعبير الجيني.

تصنيف وكشف الحمض النووي الكواشف

يمكن استخدام الحمض النووي ، والحمض النووي الريبي ، وأوليغنوكليوتيدات أخرى كمجسات تحمل علامات التألق أو البيوتين أو العلامات الإشعاعية. هذه تستخدم في فى الموقع التهجين أو المصفوفات الدقيقة أو تطبيقات البيولوجيا الجزيئية الأخرى.

كواشف النسخ والترجمة

يتضمن النسخ نقل المعلومات من DNA إلى mRNA. يعمل الحمض النووي كقالب لبوليميراز الحمض النووي الريبي ، والذي يُنشئ نسخة أحادية الجديلة من الجين الذي يترجم بعد ذلك إلى جزيء بروتين.


واجهة بيولوجية مطبقة بحلقة صلبة مع نشاط حيوي ديناميكي لتعديل التفاعلات بين الخلايا والمادة الحيوية

في هذه الدراسة ، تم استخدام إستراتيجية ختم الحاتمة للعرض الديناميكي للروابط النشطة بيولوجيًا على واجهة مادية. تم تصميم السطح المطبوع في البداية لإظهار تقارب محدد تجاه الببتيد القصير (أي الحاتمة). تم استخدام هذا السطح لاحقًا لترسيخ ليجند ببتيد خلية لاصق ذو علامات حلقية (RGD: Arg-Gly-Asp). بسبب تقارب ربط الحاتمة القابلة للانعكاس ، يمكن التحكم في عرض الترابط وبالتالي التصاق الخلية. بالمقارنة مع الاستراتيجيات الحالية لتصنيع واجهات حيوية ديناميكية ، على سبيل المثال ، من خلال تفاعلات تساهمية قابلة للانعكاس أو تفاعل بين المضيف والضيف ، فإن مثل هذا النظام الديناميكي القابل للضبط الجزيئي القائم على عملية البصمة السطحية قد يفتح تطبيقات جديدة في بيولوجيا الخلية في الموقع ، والتشخيص ، و الطب التجديدي.

تعتمد العمليات الخلوية بشكل أساسي على تفاعلات مستقبلات - ليجند الديناميكية التي تحدث عند السطح البيني بين غشاء الخلية والمصفوفة خارج الخلية (ECM). 1 التغييرات في هذه التفاعلات نتيجة لإعادة تشكيل ECM تؤدي إلى إشارات خلوية محددة وشلالات داخل الخلايا. هذه العمليات أساسية لعلم وظائف الأعضاء والعمليات المرضية ، مثل الإصلاح الذاتي للأنسجة وتكوين الأورام. 1b ، 1c كمحاكاة لمثل هذه التفاعلات الديناميكية ، جذبت المصفوفات الاصطناعية ذات العرض القابل للانعكاس للروابط النشطة بيولوجيًا الكثير من الاهتمام. عادةً ما يتم استغلال الأسطح القادرة على تعديل التفاعلات بين الخلايا والمواد الحيوية في تجارب بيولوجيا الخلية في الموقع وفي هندسة الأنسجة. 1 ج ، 2 علاوة على ذلك ، أظهرت الواجهة الحيوية الديناميكية ذات الروابط المثبتة بشكل قابل للانعكاس أيضًا وعدًا كبيرًا في استهداف الأدوية وطرق عزل العلاجات والتشخيص. 3

تعتمد الطرق الحالية للتحكم في عرض الترابط القابل للانعكاس على واجهات المواد الحيوية بشكل أساسي على التشغيل الوظيفي للسطح باستخدام الوصلات القابلة للعكس (على سبيل المثال ، التفاعلات التساهمية غير التساهمية أو القابلة للعكس) التي يرتبط بها الرابط الترابطي النشط بيولوجيًا. على سبيل المثال ، عن طريق تفاعلات المضيف مع الضيف ، 4 تفاعلات تساهمية عكسية ، 5 تجميع جزيئي ، 6 أو تفاعلات غير تساهمية متعددة أخرى ، 7 يمكن أن يكون الببتيد اللاصق الخلوي RGD (Arg-Gly-Asp) الذي يستهدف الإنتجرين (Arg-Gly-Asp) 8 ديناميكيًا وقابل للعكس مثبتة على واجهات حيوية لتنظيم سلوك التصاق الخلايا. عززت هذه الأساليب نحو محاكاة عرض الترابط القابل للانعكاس في نظام بيولوجي بشكل كبير تطوير واجهات حيوية حيوية وجيل جديد من مواد ECM الاصطناعية. حتى الآن ، لم يتم استغلال سوى عدد قليل من كيمياء الارتباط القابلة للعكس. في ضوء العدد الهائل من أزواج المستقبلات والرابطات الطبيعية في علم الأحياء ، يجب بذل المزيد من الجهود. الروابط التي تحاكي التكامل الرائع الذي تظهره أزواج مستقبلات الترابط الطبيعي جذابة بشكل خاص ، 9 لكن الاستراتيجيات الحالية في هذا الاتجاه لا تزال تترك مجالًا كبيرًا للتحسين.

لتحقيق انعكاس قابل للضبط جزيئيًا في القياس مع تفاعلات مستقبلات - ليجند طبيعية ، لجأنا إلى البصمة الجزيئية والبوليمرات المطبوعة جزيئيًا (MIPs). 10 تعد مواقع التعرف في MIPs ، التي يتم إنشاؤها عمومًا بواسطة عملية طباعة القالب ، مكملة مكانيًا لشكل جزيئات القالب ووظائفها. 10a - 10c وهكذا ، يحدث التعرف الجزيئي في MIPs عن طريق آلية "القفل والمفتاح" المشابهة لتفاعلات مستقبلات - ليجند الطبيعية. على النقيض من العدد النادر للروابط التساهمية الديناميكية أو الروابط القائمة على المضيف والضيف ، 11 يمكن استخدام البصمة لتكييف تقارب قابل للانعكاس تجاه الروابط المختلفة ، بما في ذلك الجزيئات الصغيرة والببتيدات والبروتينات. 12 لقد ثبت أن MIPs الآن يمكنها تحدي وحتى تجاوز أداء الأجسام المضادة في التطبيقات ذات الصلة بالتقارب في كل من المختبر والحي. 12 أ ، 13 حتى الآن ، مع ذلك ، تم إجراء محاولات قليلة لاستخدام البصمة الجزيئية للتدخل العكسي للنشاط الحيوي السطحي. 14

في الآونة الأخيرة ، قمنا بتصميم ركيزة مطبوع عليها ببتيد RGD للمساعدة في حصاد صفائح الخلايا بسرعة. 12 ج بالنظر إلى أننا استخدمنا بعد ذلك الروابط النشطة بيولوجيًا كقوالب في حد ذاتها في هذا النظام ، فإن ربط القالب سينتج تأثيرين معاكسين: 1) سيركز الجزيئات النشطة بيولوجيًا بالقرب من الواجهة ، و 2) الجزيئات النشطة بيولوجيًا المرتبطة بإحكام لن يكون من الممكن الوصول إليها لربط المستقبلات.

لمعالجة المشكلة الأخيرة ، قمنا في هذه الدراسة بتوظيف إستراتيجية طبع حاتمة 15 لإدخال RGD اللاصق الخلوي في شكل مكشوف بالكامل. يعتمد المبدأ على استخدام ببتيد قصير (الحاتمة) كقالب أثناء عملية الطبع ومن ثم استخدام هذه الحاتمة كعلامة RGD لترسيخ تسلسل RGD على سطح الركيزة. في هذا التصميم ، يمكن أن يعمل الببتيد الحلقي كمرساة عكسية لببتيد RGD ، مما يترك الأخير مكشوفًا للتفاعل مع مستقبلات إنتغرين الموجودة على سطح الخلية. علاوة على ذلك ، فإن إضافة كمية مناسبة من الببتيد الحاتمي إلى النظام من شأنه أن يؤدي إلى إطلاق تدريجي للببتيدات القائمة على RGD من خلال التبادل الجزيئي التنافسي ، أي أن النشاط الحيوي في واجهة المادة يمكن التحكم فيه ديناميكيًا.

للحصول على تقارب حاتمة عالية في MIPs الناتجة عن تثبيت RGD المستقر ، ركزنا على متواليات الببتيد المشحونة القادرة على الانخراط في تفاعلات أيونية متعددة مع مونومر وظيفي. يبدو أن استغلال تفاعل الأمدين والكربوكسيلات يستحق العناء بشكل خاص نظرًا لاستقراره العالي في المذيبات التنافسية والنجاح السابق في البصمة الجزيئية ، 16 على سبيل المثال ، استخدام مونومرات حاملة للبنزاميدين للطبع المتكافئ. 13 أ ، 16 ب ، 16 ج

تم تحضير الواجهة الحيوية المطبوعة (EIB) بواسطة طريقة الطباعة الدقيقة (المخطط 1). كإثبات للمفهوم ، تم استخدام ببتيد متماثل هيكليًا وغني بالكربوكسيل (DDDGGDDD) كقالب ببتيد حلقية للطباعة. في هذه الأثناء ، كان الببتيد الطويل النشط بيولوجيًا (DDDGGDDSSSSSRGDS) الذي يتكون من علامة الحاتمة (DDDGGDDD) عند الطرف N ، فاصل ماء (SSSSS) في المنتصف ، وببتيد مستهدف للإنتجرين (RGDS) في نهاية الطرف C ، كان مصممة لتجارب إعادة ربط الببتيد اللاحقة والتعرف على الخلايا. قبل الطباعة بالتلامس الدقيق ، تم تثبيت قالب الحاتمة تساهميًا على غطاء زجاجي في الطرف C (انظر الشكل S1 في المعلومات الداعمة). تم إجراء عملية الطباعة فيما بعد بين زجاج الغطاء مع حاتمة ثابتة وركيزة كوارتز معدلة بالميثاكريلات (قطرها 10 مم). بدأ تفاعل البلمرة ضوئيًا بواسطة مصباح الأشعة فوق البنفسجية بعد تقطير 3 ميكرولتر من محلول فوسفات مؤقت (PBS ، 0.02 م ، الرقم الهيدروجيني 7.4) يحتوي على 1 م 2 - هيدروكسي إيثيل أكريلاميد (مونومر العمود الفقري المحب للماء) ، 0.01 م 4-أكريلاميدوفينيل (أمينو) ميثانيمينيوم كلوريد (المونومر الحامل للبنزاميدين ، انظر الشكل S2) ، 13 د و 0.05 م ميثيلينبيساكريلاميد (رابط متقاطع) على زجاج الغطاء. عن طريق بلمرة وتقشير زجاج الغطاء ، تم الحصول بسهولة على طبقة مطبوع عليها الببتيد (حوالي 4 ميكرومتر انظر الشكل S3) على ركيزة الكوارتز مع مواقع التعرف الموجهة لـ DDDGGDDD (انظر المعلومات الداعمة). تم استخدام هذه الواجهة الحيوية المطبوعة (EIB) لاحقًا بشكل عكسي لترسيخ الببتيد النشط بيولوجيًا الموسوم بحلقة DDDGGDDSSSSSRGDS.

إنشاء واجهة بيولوجية مطبوع عليها حاتمة (EIB) والتصاق الخلية الديناميكي.

تمت دراسة ألفة epitope-peptide لـ EIB و NIB الخاص به (واجهة بيولوجية غير مطبوعة) لأول مرة من خلال تجارب الامتزاز متساوي الحرارة. باستخدام الببتيدات المسمى C- فلورسين إيزوثيوسيانات (FITC) المسمى (انظر الأشكال S4-S11) يمكن تحديد كمية الببتيد المرتبط بشكل غير مباشر عن طريق تسجيل التغييرات في شدة التألق في المحلول. وهكذا ، من أجل الامتزاز متساوي الحرارة ، تم تحضين EIB أو NIB في محاليل PBS للحلقة المسمى FITC (DDDGGDDDSSSSSK-FITC) بتركيزات مختلفة. الفاصل المحب للماء SSSSS الذي توقعناه سيقلل من الارتباط غير المحدد للببتيد المسمى بـ EIB و NIB. بعد الحضانة لمدة 12 ساعة لضمان امتصاص التوازن ، تم تحديد كمية الببتيد الحاتمي المرتبط على EIB و NIB. أظهر EIB قدرة ربط الببتيد أعلى بكثير مقارنة بـ NIB على نطاق واسع من تركيزات الببتيد (الشكل 1 أ). كشف تحليل Scatchard أيضًا عن ثابت ارتباط أعلى لـ EIB (كأ= 9.75 × 10 7 م -1) من NIB (كأ=0.81×10 7 m −1 ), thus preliminarily indicating the successful imprinting of the epitope peptide on EIB (see Figure S12 and Table S1). Meanwhile, the apparent maximum number of recognition sites (i.e., imprinting sites) on EIB was estimated to be 7.35 pmol cm −2 . Although the theoretical amount of imprinting sites on EIB was only one third of those of a previously reported epitope-imprinted film, the كأ value in this study was seven times higher. 15 Such strong binding affinity could be ascribed to the multiple electrostatic interactions between carboxy and benzamidine groups in the imprinting sites during peptide rebinding. The selectivity of EIB and NIB towards the epitope peptide was also examined to further confirm the imprinting mechanism (Figure 1 b). The binding capacity of EIB and NIB towards the FITC-labeled epitope (DDDGGDDDSSSSSK-FITC), a FITC-labeled scrambled peptide with a similar symmetrical structure (GGGDDGGGSSSSSK-FITC), and a FITC-labeled spacer peptide (SSSSSK-FITC) was compared. In line with the results of isothermal adsorption, EIB showed significantly higher binding capacity towards the epitope peptide than NIB. However, the binding capacity of EIB towards the scrambled peptide and the spacer peptide was significantly lower as compared to the epitope peptide. As expected, there was no significant difference in the binding capacity of NIB towards the three different peptides. The high selectivity featured by EIB towards the epitope peptide confirms the presence of specific recognition sites for the epitope as imparted by the imprinting process.

a) Binding isotherms for the epitope peptide to EIB and NIB in PBS. Peptide-binding capacity was measured by incubating EIB or NIB in a solution of FITC-labeled epitope (DDDGGDDDSSSSSK-FITC, FITC-epitope) over a concentration range of 0–124 n m at 25 °C for 12 h. F(n m ) refers to the equilibrium concentration of epitope peptide after binding experiments. b) Selective binding of EIB and NIB towards different FITC-labled peptides at a concentration of 51.8 n m in PBS. Epitope peptide, scrambled peptide, and spacer peptide refer to DDDGGDDDSSSSSK-FITC, GGGDDGGGSSSSSK-FITC, and SSSSSK-FITC, respectively.

To investigate the dynamic binding properties, we immersed FITC-peptide-loaded EIB and NIB in PBS and subsequently followed peptide release by monitoring the substrate fluorescence intensity (Figure 2 a). After incubation for 12 h, the fluorescence intensity of EIB had decreased by only 27 %, whereas the fluorescence on NIB had decreased by nearly 50 %. More importantly, the fluorescence on EIB at 12 h was still more than three times stronger than that on NIB, thus demonstrating the stability of the bound epitope on EIB. In contrast, when it was incubated in PBS with free epitope peptide (0.1 mg mL −1 ), the fluorescence intensity on EIB decreased dramatically (only 25 % left after overnight incubation). Also, we found that EIB and NIB both exhibited weak fluorescence intensity after incubation with free epitope peptide for 12 h (Figure 2 b). This phenomenon is similar to observations in previously reported studies, in which reversible covalent or host–guest interactions could be switched by a competitive molecular exchange. 4b, 5 According to the binding isotherms, the surface-bound amount of epitope peptide on EIB (initial epitope concentration: 51.8 n m ) was estimated to be 8.9 ng, which is far less than the amount of free epitope in solution (0.1 mg mL −1 in 1 mL of PBS). Thus, the surface-bound peptide could be readily exchanged by the free epitope peptide, thus leading to a dramatic decrease in surface fluorescence intensity. These results demonstrated that EIB could not only bind the epitope peptide with high affinity but also release it through an epitope-molecule-exchange process.

a) Fluorescence intensity changes of FITC-epitope-bound EIB and NIB (denoted as FITC-EIB and FITC-NIB, respectively) after incubation in PBS with or without the epitope peptide (0.1 mg mL −1 ). FITC-EIB and FITC-NIB were obtained by incubation in FITC-epitope solution (51.8 n m in PBS) for 12 h. b) Representative fluorescence microscope photographs of FITC-EIB and FTC-NIB before and after incubation with the epitope. Scale bar: 500 μm.

EIB and NIB were then incubated in a solution with the epitope-tagged RGD peptide DDDGGDDDSSSSSRGDS (51.8 n m in PBS) to introduce integrin-targeted peptide RGD on the surface. The surface bioactivity of RGD was checked with integrin αالخامسβ3, a cell-membrane receptor. 8a Atomic force microscopy (AFM) demonstrated that integrin αالخامسβ3 could be efficiently recognized and bound to the RGD-modified surface (see Figure S13), thus confirming the existence and accessibility of the surface-bound RGD for cell recognition. We then checked the cell-adhesion behavior of the RGD-bound EIB and NIB by seeding mouse 3T3 fibroblasts on them (Figure 3). Without binding with RGD, the cell morphology only showed a typical non-adhesive round shape (Figure 3 a,c) after culture for 3 h in α-minimal essential medium (α-MEM) supplemented with 10 % fetal bovine serum (FBS). After rinsing, almost no cells could adhere to either EIB or NIB. This cell-repellant property is presumably due to the high hydrophilicity of EIB and NIB (see Figure S14) and thus reduced nonspecific protein adsorption. In contrast, the cell-adhesion behavior on EIB was dramatically increased following RGD introduction. We observed a significant increase in adhered cells with a typical spreading shape on the RGD-modified EIB (Figure 3 d see also Figure S15). Also, EIB modified with different amounts of RGD all exhibited enhanced cell adhesion (see Figure S16). However, cells on the RGD-modified NIB still featured the non-adhered round shape. Such a significant difference between EIB and NIB can be ascribed to the markedly lower epitope-binding constant of NIB, which resulted in weak affinity and low uptake of the peptide by this substrate. Poor cell adhesion was also observed on EIB modified with epitope-tagged non-adhesive RGE peptide DDDGGDDDSSSSSRGES, thus further confirming the RGD/integrin-triggered cell-adhesion mechanism (Figure 3 e).

Representative micrographs of mouse 3T3 cells after culture for 3 h on a) NIB, b) NIB with RGD-based peptide, c) EIB, d) EIB with RGD-based peptide, and e) EIB with non-adhesive RGE-based peptide. RGE=Arg-Gly-Glu. The RGD- or RGE-bound surfaces were obtained by incubation in peptide solutions (51.8 n m in PBS) for 12 h. Insets are the representative fluorescence micrographs of attached cells on differrent surfaces. شريط النطاق: 50 ميكرومتر. f) Cell-adhesion efficiency on different surfaces. Statistically significant differences are indicated by * ص<0.001 as compared with others.

We further applied 4′-6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) and fluorescein phalloidin to stain the nuclei and F-actin of the adhered cells. The F-actin networks of cells on RGD-modified EIB exhibited typical focal adhesion patterns and spreading shape (inset in Figure 3 d see also Figure S17). However, only sporadic round cells with no stress fibers were found for the other groups after cell staining. Taken together, these results demonstrated that the peptide-recognition sites created by epitope imprinting could be employed to introduce an integrin-targeted RGD peptide on a material surface and thereby induce specific cell adhesion.

The above peptide-release experiments verified that the bound epitope on EIB could be released by an epitope-triggered molecule-exchange process. Thus, cell detachment from EIB was further examined to determine whether the cell-adhesion behavior could be reversed by adding free epitope peptide to the medium. First, EIB was modified with DDDGGDDDSSSSSRGDS. After incubation for 3 h to allow cell spreading, the initial cell-culture medium α-MEM was changed to another α-MEM medium containing 0.1 mg mL −1 free epitope DDDGGDDD. A gradual transition of the cell morphology from a spread-out shape to a round shape was clearly observed in the first 4.5 h (Figure 4). After incubation for 12 h, more than 90 % of the adhered cells on EIB had been released (Figure 4). In contrast, no significant cell-morphology change was observed on EIB without addition of the free epitope (see Figure S18). This result demonstrated the molecule-exchange-induced cell-release property of our system. The cell-release rate was much slower than for our previously reported biointerface based on monosaccharide-responsive dynamic covalent bonds. 5 We believe that the slower rate is due to the high peptide affinity of EIB and mass-transfer limitations at the imprinted sites. The released cells could re-adhere on a new petri dish, thus implying that the molecule-exchange-induced cell release from EIB occurs in a non-invasive manner.

Time-dependent detachment of the adhered cells from RGD-bound EIB by incubation in α-MEM with free epitope peptide (0.1 mg mL −1 ). شريط النطاق: 50 ميكرومتر. The histogram on the right-hand side indicates that the number of adhered cells had significantly decreased after incubation for 12 h. Statistically significant differences are indicated by * ص<0.001 as compared with others.

In summary, we have developed an epitope-imprinted biointerface for the reversible presentation of bioactivity and dynamic control of cell–material interactions. The surface molecular-recognition sites, prepared by the epitope-imprinting process, could be used to bind an epitope-tagged bioactive peptide featuring the epitope tag at one terminus and a cell-adhesive peptide RGD at the other terminus. Owing to the reversible-binding property, the epitope-imprinted biointerface exhibited dynamic RGD presentation and subsequently controllable cell-adhesive behavior. As compared to the limited chemical means to achieve dynamic biointerfaces, such a biomimetic interaction may unlock new applications in cell biology, diagnostics, and regenerative medicine.

شكر وتقدير

We acknowledge financial support from Marie Skłodowska-Curie Actions (H2020-MSCA-IF-2014-EF, 658953), the National Natural Science Foundation of China (21574091), and the Natural Science Foundation of Jiangsu Province (BK20160056).

تضارب المصالح

The authors declare no conflict of interest.

كخدمة لمؤلفينا وقرائنا ، توفر هذه المجلة المعلومات الداعمة المقدمة من المؤلفين. تتم مراجعة هذه المواد من قبل الأقران ويمكن إعادة تنظيمها للتسليم عبر الإنترنت ، ولكن لا يتم تحريرها أو طباعتها. يجب توجيه مشكلات الدعم الفني الناشئة عن المعلومات الداعمة (بخلاف الملفات المفقودة) إلى المؤلفين.

اسم الملف Description
anie201708635-sup-0001-misc_information.pdf1.8 MB تكميلي

يرجى ملاحظة ما يلي: الناشر غير مسؤول عن محتوى أو وظيفة أي معلومات داعمة مقدمة من المؤلفين. يجب توجيه أي استفسارات (بخلاف المحتوى المفقود) إلى المؤلف المقابل للمقالة.


Important topics of solutions for NCERT class 12 biology chapter 6 molecular basis of inheritance:

6.1.1 Structure of Polynucleotide Chain

6.1.2 Packaging of DNA Helix

6.2 The Search for Genetic Material

6.2.1 The Genetic Material is DNA

6.2.2 Properties of Genetic Material (DNA versus RNA)

6.4.1 The Experimental Proof

6.4.2 The Machinery and the Enzymes

6.5.2 Transcription Unit and the Gene

6.5.3 Types of RNA and the process of Transcription

6.6.1 Mutations and Genetic Code

6.6.2 tRNA– the Adapter Molecule

6.8 Regulation of Gene Expression

6.9.1 Salient Features of Human Genome

6.9.2 Applications and Future Challenges

In CBSE NCERT solutions for class 12 biology chapter 6 molecular basis of inheritance, you will also get solutions to the questions based on the human genome project as it was a megaproject that aimed to sequence every base in the human genome. This project has yielded much new information among us. Many new areas and avenues have opened up as a consequence of the project. In NCERT solutions for class 12 biology chapter 6 molecular basis of inheritance, you will get an explanation of DNA Fingerprinting. It is a technique to find out variations in individuals of a population at the DNA level. It works on the principle of polymorphism in DNA sequences.

In solutions for NCERT class 12 biology chapter 6 molecular basis of inheritance, you will get solutions to the questions based on two important nucleic acid which is also called as genetic materials for living organisms and these are:

DNA and RNA are the two types of nucleic acids found in living systems whereas DNA is double-stranded and RNA is single-stranded, DNA acts as the genetic material in most of the organisms and RNA acts as genetic material in some viruses, mostly functions as a messenger. In NCERT solutions for class 12 biology chapter 6 molecular basis of inheritance, you will get solutions to the questions on Central dogma which consists of three important things that are:

After going through solutions for NCERT class 12 biology chapter 6 molecular basis of inheritance you will be able to answer all the questions which are given at the end of this chapter.


Best Molecular Biology colleges in the U.S. 2021

Duke University offers 2 Molecular Biology degree programs. It's a large, private not-for-profit, four-year university in a large city. In 2019, 6 Molecular Biology students graduated with students earning 5 Doctoral degrees, and 1 Master's degree.

Dartmouth College offers 1 Molecular Biology degree programs. It's a medium sized, private not-for-profit, four-year university in a remote town.

University of California-San Diego offers 1 Molecular Biology degree programs. It's a very large, public, four-year university in a large city. In 2019, 48 Molecular Biology students graduated with students earning 48 Bachelor's degrees.

Cornell University offers 2 Molecular Biology degree programs. It's a very large, private not-for-profit, four-year university in a small city. In 2019, 8 Molecular Biology students graduated with students earning 6 Doctoral degrees, and 2 Master's degrees.

University of Minnesota-Twin Cities offers 2 Molecular Biology degree programs. It's a very large, public, four-year university in a large city. In 2019, 2 Molecular Biology students graduated with students earning 2 Doctoral degrees.

Wake Forest University offers 2 Molecular Biology degree programs. It's a medium sized, private not-for-profit, four-year university in a midsize city. In 2019, 6 Molecular Biology students graduated with students earning 6 Doctoral degrees.

Johns Hopkins University offers 2 Molecular Biology degree programs. It's a very large, private not-for-profit, four-year university in a large city. In 2019, 43 Molecular Biology students graduated with students earning 27 Master's degrees, and 16 Doctoral degrees.

Boston University offers 2 Molecular Biology degree programs. It's a very large, private not-for-profit, four-year university in a large city. In 2019, 62 Molecular Biology students graduated with students earning 59 Bachelor's degrees, and 3 Doctoral degrees.

University of Wisconsin-Madison offers 3 Molecular Biology degree programs. It's a very large, public, four-year university in a large city. In 2019, 38 Molecular Biology students graduated with students earning 27 Bachelor's degrees, 10 Doctoral degrees, and 1 Master's degree.

Princeton University offers 3 Molecular Biology degree programs. It's a medium sized, private not-for-profit, four-year university in a small city. In 2019, 97 Molecular Biology students graduated with students earning 49 Bachelor's degrees, 27 Doctoral degrees, and 21 Master's degrees.


Extended Data Fig. 1 Seed developmental stages assayed, FANS profiles, and impact on endosperm enrichment.

(a) Summary of seed developmental stages in the different genotypes and timepoints assayed. Number of seeds imaged for each bar shown at top. Scale bar 100 μm. (b) FANS sorting profiles of Col x Cvi (CxV) seeds at 2 DAP (sorted 09/26/17), 3 DAP (08/10/17), 4 DAP (11/16/17) and 5 DAP (11/14/17). The 2 DAP sample was processed on a different FACS machine than the other three samples. (c) Percent of allelic reads that were derived from the maternally inherited allele, for nuclei assigned as embryo, endosperm, and seed coat (see methods). Median, interquartile range and upper-/lower-adjacent values (1.5*IQR) indicated by center line, box, and whiskers of each boxplot, respectively. (d) Percent of nuclei per batch (96-well plate) assigned to endosperm. Nuclei from later timepoints, as well as from the 6C peak, are more likely to correspond to endosperm than nuclei from earlier timepoints or from the 3C peak.

Extended Data Fig. 2 Clustering of all 1437 high-quality nuclei in the dataset.

(a) Heatmap of SC3 clustering of all 1437 nuclei. Genotype, FANS peak, prep method (see ‘Seed nuclei FANS’), sequencing type, % maternal (percent of allelic reads derived from maternal allele), and seed age also shown. (b) Partitioning of the variance in CPM values for the 22,950 expressed genes in the dataset over the 1437 nuclei samples, according to tissue, peak, genotype and DAP, using the R package ‘variancePartition’ 53 . Median, interquartile range and upper-/lower-adjacent values (1.5*IQR) indicated by center line, box, and whiskers within each violin plot. (c) Same as (b), over the 1096 Col x Cvi and Cvi x Col 4 DAP samples only. In this group, prep and sequencing type are less confounded with sources of biological variation (for example all washed samples are either Col x Cvi or Cvi x Col 4 DAP, so prep is confounded with genotype and DAP in the full dataset), so their contribution to the variation could be more reliably estimated. (d) Average expression of marker genes for various seed compartments (globular and heart stage) 9,52 for nuclei in each cluster. Size indicates the average percent of nuclei with > 0 counts, color indicates average log2(CPM) for all nuclei with CPM > 0.

Extended Data Fig. 3 Characterization of seed coat nuclei.

(a) SC3 clustering of 4 DAP seed coat nuclei. (b) Average expression of LCM seed tissue markers 9,52 , over seed coat clusters. Dot color: average log2(CPM) dot size: average percent nuclei with CPM > 0. (c) Cell cycle phase by cluster. (d) Average expression of genes specific to particular seed coat cell layers 54,55,56 across nuclei clusters. Schematic of seed coat cell layers, from ii1 (the endothelium, innermost) to oi2 (epidermis, outermost) layers where expression was observed in indicated study highlighted green. Red star: significantly higher expression in cluster (permutation test, p < 0.05). (e) Top 5 GO terms for significantly upregulated genes in each cluster. (f) Cluster identities and characteristics false-colored Col x Cvi (left) and Cvi x Col (right) seed images. EB = embryo, EN = endosperm, CSC = chalazal seed coat. Inset: the five seed coat cell layers.

Extended Data Fig. 4 Heatmaps of the 5 most significantly enriched GO terms among genes upregulated (top) and downregulated (bottom) in each seed coat cluster.

Significant terms are flagged in left heatmap, while average expression ‘enrichment score’ across all genes associated with GO term is shown at right. Average includes any genes associated with the GO-term that are not significantly up/downregulated in the indicated cluster, so average may not reflect expectations. Full lists of significant GO-terms, and specific lists of genes in each significant GO-term that are up/downregulated in cluster, are in Supplementary Data 2. Order of rows and columns same for left and right heatmaps.

Extended Data Fig. 5 Heatmaps of the 5 most significantly enriched GO terms among genes upregulated (top) and downregulated (bottom) in each endosperm cluster.

Significant terms, p < 0.005, are flagged in left heatmap, while average expression ‘enrichment score’ across all genes associated with GO term is shown at right. Average includes any genes associated with the GO-term that are not significantly up/downregulated in the indicated cluster so average may not reflect expectations. Full lists of significant GO-terms, and specific lists of genes in each significant GO-term that are up/downregulated in cluster, are in Supplementary Data 2. Order of rows/columns same for left and right heatmaps.

Extended Data Fig. 6 In situ hybridization analysis for additional cluster-specific transcripts.

(a) Expression data for four additional marker genes used for RNA فى الموقع hybridization experiments, across endosperm and seed coat clusters. (ب) In situ hybridization (purple signal) results for two micropylar/peripheral clusters. AT4G11080 is most notably expressed in peripheral and micropylar endosperm and in the embryo. AT1G09380 is most notably expressed in the micropylar endosperm and seed coat. In gene summaries, expression indicated by hatched pattern indicates variable expression in that zone among seeds. (ج) In situ hybridization results for two additional chalazal endosperm transcripts not shown in Fig. 2: AT4G13380 is predominantly expressed in the chalazal cyst, while AT1G44090 is predominantly expressed in the chalazal nodules. (b-c) Black arrowheads indicate sites of transcript accumulation white arrowheads indicate examples of sites without transcripts. Number of seeds with expression in specific zones relative to the number of seeds examined is shown in bottom left of panels expression in one zone does not exclude expression in other zones. Seeds were from three independent controlled pollination events, collected together. For all antisense probes, in situ experiment was performed at least twice, except for AT4G11080, which was performed once. Both sense and antisense probe images shown. Scale bars = 25 μm.

Extended Data Fig. 7 Cell cycle is a source of variability among endosperm clusters.

(a) t-SNE projection and trajectory analysis of 1,309 nuclei in the dataset, based on expression of a manually curated list of 22 cell cycle-dependent marker genes. Dotted line represents cell cycle trajectory from G0 -> G1 -> S -> G2 -> M. (b) Average expression of six of the 22 marker genes used in analysis shown in (a), with nuclei ordered according to their linear projection onto the cell cycle trajectory, starting from G0 (left) to M (right). Moving averages were calculated using a sliding window of 200 data points. (c) Percent of nuclei in each phase of the cell cycle that were sorted from the 3C or 6C FANS peak (d) Distribution of nuclei among cell cycle phases in seed coat and endosperm. Endosperm data are further divided into peripheral, micropylar, and chalazal the chalazal region is also divided into the cyst and nodules. (e) Distribution of nuclei among cell cycle phases for each of the endosperm clusters.

Extended Data Fig. 8 Statistical power and accuracy of imprinting model under various simulated conditions.

(a) Percent of simulations (out of 200) where the null hypothesis of no parental bias was rejected, for simulations with varied total expression and log2(m/p) ratio (r). Simulations mimicked degree of maternal skew in the Col x Cvi data, so ‘unbiased’ simulations had r = 1.5. Twelve values of total expression were tested: 0.01, 0.05, 0.1, 0.15, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.5, 3.5, 15, and 50. The 1st, 25th, 50th, 75th and 99th percentiles for total expression in the Col x Cvi dataset are 0.033, 0.21, 0.58, 1.57 and 15.4, respectively. Blue lines indicate paternal bias, red indicate maternal bias. (b) Effect of number of observations (nuclei) in simulations on power to reject H0 adj . Highly expressed and highly biased genes can be detected even with as few as 5 observations. Blue lines indicate tests for paternal bias, red indicate tests for maternal bias.

Extended Data Fig. 9 Expression of chromatin-related genes.

(a) Sperm ChIP-seq profiles from 28 over non-imprinted genes, all PEGs, chalazal PEGs and non-chalazal PEGs. (b) Heatmap of expression enrichment scores (ES) across endosperm nuclei clusters, for 464 chromatin-related genes with variable expression across the clusters. Inset: subset of genes enriched in chalazal nodules, cyst, or both (top) subset of genes with depleted expression in chalazal endosperm, grouped by expression pattern (bottom). Not all genes in highlighted region in left plot shown. (c) Heatmap of expression ES for the full 4 DAP endosperm + seed coat dataset, over cell cycle phases. 227 chromatin-related genes with variation across cell cycle shown. Color bar same as (b). (d) Expression ES in endosperm vs. seed coat for 553 chromatin-related genes. Color bar same as (b). (e) Average expression profiles across the endosperm clusters for four genes shown in (b) (see arrows). Stars indicate clusters with significantly enriched expression based on a permutation test. CPM = counts per million.


شاهد الفيديو: البصمة الوراثية وليه مختلفه عند كل واحد فينا -Finger Print (كانون الثاني 2022).