Informacija

24.1: Ląstelių dalijimasis: Bakterinis – Biologija

24.1: Ląstelių dalijimasis: Bakterinis – Biologija


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Įvadas į ląstelių dalijimąsi

Visų gyvų sistemų evoliucinis tikslas yra daugintis. Kadangi pagrindinis gyvybės vienetas yra ląstelė, o mes žinome – bent iš dalies Francesco Reid dėka – kad gyvybė gimdo naują gyvybę, vadinasi, turi būti procesas, kurio metu iš tėvų ląstelių būtų sukurtos naujos ląstelės. Procesui, kurio metu viena ląstelė sukuria vieną ar kelias naujas ląsteles tiek vienaląsčiams, tiek daugialąsčiams organizmams, reikalingas tėvų ląstelių dalijimasis ir yra vadinamas ląstelių dalijimasis.

„Design Challenge“ sistemos požiūriu galime teigti, kad didelė ląstelių dalijimosi problema yra padaryti ląstelės kopiją. Jei sėkmės sąlyga reikalauja, kad dukterinės ląstelės būtų gyvybingos, galima apibrėžti keletą antrinių problemų:

  1. Ląstelė turi replikuoti savo DNR, kad bent dvi ląstelės turėtų funkcinę kopiją po ląstelių dalijimosi – mes jau aptarėme šį procesą.
  2. Ląstelė turi padaryti pakankamai likusio ląstelių turinio kopijų, kad dukterinės ląstelės būtų gyvybingos, arba turi rasti būdą, kaip užtikrinti, kad nukopijuota DNR (net ir be visos ląstelės turinio kopijos) būtų gyvybinga.
  3. Ląstelė turi padalyti replikuotą ląstelės turinį ir DNR tarp mažiausiai dviejų nepriklausomai sujungtų skyrių.
  4. Norint užtikrinti sėkmę, procesas turi vykti evoliuciškai konkurencingu laiku ir turi būti atliktas naudojant evoliucinei atrankai palankų biocheminių išteklių kiekį.

Nors nėra griežtas reikalavimas, kad šis procesas vyktų koordinuotai, Gamta pasirinko sistemas, kuriose visi proceso žingsniai vyksta labai koordinuotai. Tai padeda ląstelėms atitikti 4 reikalavimą aukščiau pateiktame sąraše. Koordinuotas procesas ir kontrolės mechanizmai paprastai vadinami ląstelių ciklas. Šis terminas gali būti naudojamas apibūdinti koordinačių procesą, kurį naudoja bet kuri ląstelė, kurioje vyksta ląstelių dalijimasis. Stebėdami gamtą matome, kad ji sukūrė du pagrindinius dauginimosi būdus: seksualinį ir nelytinį. Kiekviename iš šių dauginimosi būdų randame keletą pagrindinių ląstelių dalijimosi būdų, kurie dažnai pasitaiko visose gyvenimo srityse. Mes svarstome tris iš šių būdų: dvejetainį dalijimąsi (daugiausia naudoja vienaląsčių bakterijų ir archejų), mitozę (dažnai naudoja eukariotai ląstelių dalijimosi procesuose, nesusijusiuose su lytiniu dauginimu) ir mejozę (ląstelių dalijimosi procesą, glaudžiai susijusį su lytiniu dauginimu). ). Šiuos procesus aptariame tolesniuose skyriuose.

Paveikslas. Pirmo kurso UC Davis studentai, užsiregistravę į praktinį pirmojo kurso seminaro kursą, apžiūri agaro lėkštelę, ant kurios jie „nupiešė“ piešinius su inžineriniu būdu. Escherschia coli. Konstrukcijos išryškėja tik po to, kai bakterijos dauginasi dvejetainio dalijimosi metu. UC Davis miestelyje yra daugybė galimybių įsitraukti į praktinius tyrimus – būtinai skirkite laiko įsitraukti prieš baigdami studijas. (Nuotrauka: bakalauro studento Danielio Oberbauerio – 2017 m.)

Ląstelių dalijimasis bakterijose ir archėjose

Bakterijos ir archėjos

Kaip ir visos kitos gyvybės formos, bakterijos ir archėjos turi vieną pagrindinį evoliucijos variklį: pasidaryti daugiau iš savęs. Paprastai bakterijos ir archeologinės ląstelės auga, dubliuoja visas pagrindines ląstelių sudedamąsias dalis, pvz., DNR, ribosomas ir kt., paskirsto šį turinį ir tada dalijasi į dvi beveik identiškas dukterines ląsteles. Šis procesas vadinamas dvejetainis dalijimasis ir toliau esančiame paveikslėlyje parodyta proceso viduryje. Nors žinoma, kad kai kurios bakterijų rūšys taiko kelias alternatyvias dauginimosi strategijas, įskaitant daugybinių palikuonių gimdymą ar pumpurų atsiradimą, o visi alternatyvūs mechanizmai vis dar atitinka pirmiau nurodytus ląstelių dalijimosi reikalavimus, dvejetainis dalijimasis yra dažniausiai laboratoriškai stebimas bakterijų ir archėjų ląstelių dalijimosi mechanizmas. todėl diskusiją apsiribojame vien šiais mechanizmais.

(Išskyrus: tie, kurie nori daugiau sužinoti apie alternatyvas dvejetainiam dalijimuisi bakterijose, turėtų patikrinti šią nuorodą.)

Dvejetainis dalijimasis bakterijose prasideda nuo DNR replikacijos replikacijos vietoje, pritvirtintoje prie ląstelės sienelės, netoli ląstelės vidurio. Naujos replikacijos šakutės gali susidaryti dar nepasibaigus pirmajam ląstelių dalijimuisi; šis reiškinys leidžia itin sparčiai daugintis. Šaltinis: http://biology.kenyon.edu/courses/bi...01/week01.html

Dvejetainis dalijimasis

Dvejetainio dalijimosi procesas yra dažniausiai stebimas ląstelių dalijimosi mechanizmas bakterijose ir archėjose (bent jau laboratorijoje tirtuose kultivuojamuose). Toliau pateikiamas proceso, vykstančio kai kuriose lazdelės formos bakterijose, aprašymas:

Kadangi turime atsižvelgti į DNR replikaciją, vienas struktūrinis bruožas, svarbus DNR replikacijai bakterijose ir archėjose, yra tai, kad jų genetinė medžiaga nėra uždaryta branduolyje, o užima tam tikrą vietą, nukleoidą, ląstelėje. Be to, nukleoido DNR yra susijusi su daugybe baltymų, kurie padeda sutankinti DNR į mažesnę, organizuotą struktūrą. Kitas organizacinis bruožas, į kurį reikia atkreipti dėmesį, yra tai, kad bakterijų chromosoma paprastai yra prijungta prie plazmos membranos maždaug ląstelės viduryje. Replikacijos pradžios taškas yra kilmės, yra netoli šios priedo svetainės. Taip pat atsiminkite, kad DNR replikacija yra dvikryptė, o replikacijos šakės tolsta nuo pradžios abiejose kilpos gijose vienu metu. Dėl struktūrinio DNR išsidėstymo viduriniame taške tai reiškia, kad susidarius naujoms dviguboms sruogoms, kiekvienas pradinis taškas nutolsta nuo ląstelės sienelės prisitvirtinimo link priešingų ląstelės galų.

Šis DNR replikacijos procesas paprastai vyksta tuo pačiu metu, kai auga ląstelės fiziniai matmenys. Todėl, kai ląstelė pailgėja, auganti membrana padeda transportuoti chromosomas link dviejų priešingų ląstelių polių. Po to, kai chromosomos išvalo pailgos ląstelės vidurį, prasideda citoplazminis atskyrimas.

Susidaro žiedas, sudarytas iš pasikartojančių baltymo vienetų, vadinamas FtsZ (citoskeleto baltymas) nukreipia pertvaros tarp dviejų naujų nukleoidų susidarymą. Formuojantis FtsZ žiedui, kaupiasi kiti baltymai, kurie veikia kartu, kad į vietą įdarbintų naujas membranos ir ląstelių sienelių medžiagas. Palaipsniui, a pertvara susidaro tarp nukleoidų, besitęsiančių nuo periferijos link ląstelės centro. Kai atsiranda naujos ląstelių sienelės, dukterinės ląstelės atsiskiria.

Prokariotai, įskaitant bakterijas ir archajas, turi vieną apskritą chromosomą, esančią centriniame regione, vadinamame nukleoidu.

Galima diskusija

Kaip besidauginančios chromosomos prijungimas prie ląstelės membranos padeda padalyti dvi chromosomas po to, kai replikacija baigta?

Šie vaizdai rodo dvejetainio dalijimosi etapus prokariotuose. (kreditas: „Mcstrother“ / Wikimedia Commons kūrinio modifikavimas)

Šių procesų kontrolė

Nenuostabu, kad daugumoje bakterijų ir archėjų dvejetainio dalijimosi procesas yra griežtai kontroliuojamas. Tačiau kiek stebėtina, nors kai kurie pagrindiniai molekuliniai veikėjai yra žinomi, dar daug ką reikia atrasti ir suprasti, kaip priimami sprendimai koordinuoti veiklą.


Daugelis bakterijų įgyja sklaidos ir virulentiškumo bruožus G1 fazėje. CtrA, esminis ir konservuotas ląstelių ciklo transkripcijos reguliatorius, nustatytas dimorfinėje alfa-proteobakterijoje Caulobacter crescentus, pirmiausia aktyvuoja promotorius vėlyvoje S fazėje, o paskui paslaptingai pereina prie skirtingų tikslinių promotorių G1 fazėje. Mes atskleidėme labai konservuotą determinantą CtrA DNR surišimo domene (DBD), atjungiantį šį promotoriaus jungiklį. Taip pat parodome, kad jis perprogramuoja CtrA užimtumą stacionariose ląstelėse, sukeldamas (p) ppGpp pavojaus signalą, kurį suvokia RNR polimerazės beta subvienetas. Paprastas šoninės grandinės modifikavimas kritinėje DBD liekanoje sukelia priešingus vystymosi fenotipus ir CtrA transkripcijos aktyvumą, o proksimalinė liekana gali nukreipti CtrA į dispersijos (G1 fazės) programos aktyvavimą. Taigi mes siūlome, kad šis konservuotas determinantas CtrA pirminėje struktūroje diktuotų promotorių perprogramavimą per augimo perėjimą kitose alfa-proteobakterijose, kurios skiriasi nuo replikuojančių ląstelių į dispersines ląsteles.

Griežtas genų ekspresijos reguliavimas ląstelių ciklo metu yra itin svarbus siekiant užtikrinti tinkamą DNR replikacijos, chromosomų segregacijos ir ląstelių dalijimosi laiką ir koordinavimą, dažnai kartu su morfologiniais pokyčiais. Caulobacter crescentus yra lazdelės formos ir dimorfinė alfa proteobakterija, kurios ląstelė asimetriškai dalijasi į dvi nevienodo dydžio ir poliarizuotas dukterines ląsteles: judrią ir nesidauginančią dispersinę (spiečius, SW) ląstelę, esančią G1 fazėje, ir kapsuliuotą bei replikacinę (stalkuotą). , ST) ląstelė. Į C. crescentus, ląstelių ciklo progresavimas yra glaudžiai susijęs su poliniu remodeliavimu per transkripcijos aktyvatorių grandinę, kuri nukreipia nuoseklias genų ekspresijos programas (1, 2). G1 fazės programa įgyvendinama SW dukterinėje ląstelėje, kuri paveldi naują ląstelės polių, kuriame yra žiuželis ir lipni piliai. Priešingai, senąjį polių paveldi replikacinė ST ląstelė, kuri dalyvauja DNR replikacijoje. Ląstelių ciklui tęsiantis, ST ląstelė ruošiasi dalijimuisi, išreiškia vėlyvąją S fazės programą ir poliarizuojasi prieš asimetriškai dalindamasi į SW ir ST dukterinę ląstelę (1A pav.). Transkripcijos programos yra ne tik laikinai sutvarkytos, bet ir erdvėje apribotos citokinezės metu, o G1 fazės programa suaktyvinama besiformuojančioje SW kameroje citokinezės metu, bet ne ST ląstelių kameroje (1, 2).

ctrA401 kaip funkcijos mutacijos padidėjimas. (A) Schema iš Caulobacter kapsuliavimas (mėlynas) išilgai ląstelių ciklo ir reguliavimo sąveika, kuri kontroliuoja Caulobacter transkripcijos perjungimas tarp vėlyvosios S fazės ir G1 fazės. CtrA kontroliuoja vėlyvųjų S ir G1 fazių promotorių aktyvumą. SciP, ekspresuojamas G1 fazėje, kontroliuojant CtrA, neigiamai reguliuoja S fazės genus. Ląstelių ciklo metu kapsuliavimas reguliuojamas ekspresija hvyA kuri neleidžia kapsuliuoti SW ląstelėje ir kontroliuojama transkripcijos reguliatorių CtrA. (B) Imunoblotai, rodantys pastovius HfsJ ir SpmX lygius in WT, Δvieta, ΔpleC, ctrA401 ir išvestinės eksponentinės ir stacionarios fazės. CCNA_00163 tarnauja kaip pakrovimo valdiklis. (C) Platus CtrA genomo užimtumas Caulobacter WT, ctrA401 ir ctrA401-SS genomas, nustatytas ChIP-Seq. X ašis žymi nukleotidų padėtį genome (bp), o y ašis rodo normalizuotus ChIP profilius skaitytu milijonui (rpm). (D) CtrA, CtrA401 (T170I) ir CtrA401-SS (T168I/T170I) ChIP-Seq pėdsakai skirtinguose CtrA tiksliniuose promotoriuose. Užkoduoti genai vaizduojami kaip langeliai viršutinėje grafiko dalyje, o genų pavadinimai ir CCNA numerių genų anotacija nurodoma laukeliuose arba aukščiau. (E, F) Schemos, rodančios reguliavimo sąveiką, vykstančią vėlyvuose S ir G fazių promotoriuose, remiantis C, D ir 1 lentele.

ctrA401 kaip funkcijos mutacijos padidėjimas. (A) Schema iš Caulobacter kapsuliavimas (mėlyna) išilgai ląstelių ciklo ir reguliavimo sąveikos, kuri kontroliuoja Caulobacter transkripcijos perjungimas tarp vėlyvosios S fazės ir G1 fazės. CtrA kontroliuoja vėlyvųjų S ir G1 fazių promotorių aktyvumą. SciP, ekspresuojamas G1 fazėje, kontroliuojant CtrA, neigiamai reguliuoja S fazės genus. Ląstelių ciklo metu kapsuliavimas reguliuojamas ekspresija hvyA kuri neleidžia kapsuliuoti SW ląstelėje ir kontroliuojama transkripcijos reguliatorių CtrA. (B) Imunoblotai, rodantys pastovius HfsJ ir SpmX lygius in WT, Δvieta, ΔpleC, ctrA401 ir išvestinės eksponentinės ir stacionarios fazės. CCNA_00163 tarnauja kaip pakrovimo valdiklis. (C) Platus CtrA genomo užimtumas Caulobacter WT, ctrA401 ir ctrA401-SS genomas, nustatytas ChIP-Seq. X ašis žymi nukleotidų padėtį genome (bp), o y ašis rodo normalizuotus ChIP profilius skaitytu milijonui (rpm). (D) CtrA, CtrA401 (T170I) ir CtrA401-SS (T168I/T170I) ChIP-Seq pėdsakai skirtinguose CtrA tiksliniuose promotoriuose. Užkoduoti genai vaizduojami kaip langeliai viršutinėje grafiko dalyje, o genų pavadinimai ir CCNA numerių genų anotacija nurodoma laukeliuose arba aukščiau. (E, F) Schemos, rodančios reguliavimo sąveiką, vykstančią vėlyvuose S ir G fazių promotoriuose, remiantis C, D ir 1 lentele.

Ląstelių ciklo analizė yra paprasta C. crescentus nes nekapsuliuotos G1 fazės (SW) ląstelės gali būti atskirtos nuo kapsuliuotų S fazės (ST) ląstelių centrifuguojant tankio gradientu (3). Replikacinių funkcijų įgijimas žymi privalomą G1 → S fazės perėjimą, kuris morfologiškai pasireiškia diferencijavimu nuo SW iki ST ląstelių. Pili ir žiogelis netenkama iš senojo ląstelės poliaus, o po to prasideda stiebo atauga iš atlaisvintos vietos (1). Tuo pačiu metu yra sintetinama polisacharidų pagrindu pagaminta kapsulė, kuri padidina ląstelių plūdrumą (4), o DNR sintezė pradeda dvikrypčiai nuo vienos replikacijos pradžios.Cori1A pav.) apskritoje chromosomoje. Daugiakomponentė genetinė pasaulinių transkripcijos aktyvatorių ir represorių grandinė laikinai ir erdvėje koordinuoja šiuos įvykius molekuliniu lygmeniu (1, 2).

Vėlyvosios S fazės ir G1 fazės programas suaktyvina CtrA, labai konservuotas DNR surišančių atsako reguliatorių OmpR šeimos narys (5). CtrA yra būtinas gyvybingumui ir tinkamai ląstelių ciklo kontrolei C. crescentus (5) ir daugelyje kitų alfa-proteobakterijų (1). CtrA pereina nuo vėlyvųjų S fazės promotorių aktyvavimo prieš ląstelių dalijimąsi prie G1 fazės promotorių indukavimo besiformuojančioje SW ląstelių kameroje citokinezės metu. Nors CtrA taip pat suriša Cori ir neleidžia pradėti DNR replikacijos G1 fazėje (5–7), ją skaido ClpXP proteazė G1→S perėjimo metu (8–10). Jis pakartotinai sintetinamas vėlyvoje S fazėje ir vėl suskaidomas ST skyriuje citokinezės metu, išlaikant SW skyriuje (1A pav.). Konservuotas tikslinės sekos motyvas (CtrA dėžutė: 5′-TTAA-N7-TTAA-3′) yra abiejose promotoriaus klasėse ir atpažįstamas pagal CtrA C-galo DNR surišimo domeną (DBD). N gale CtrA turi imtuvo domeną (RD) su fosforilinimo vieta konservuotame aspartate (51 pozicijoje, D51). Fosforilinimas D51 stimuliuoja DNR prisijungimą ir yra būtinas gyvybingumui. Hibridinė histidino kinazė CckA nukreipia daugiakomponentę fosforilo perdavimo reakciją į CtrA D51 (11–14). Nors CckA praradimas yra mirtinas, CtrA RD missense mutacijos buvo išskirtos nešališkai atrinkus mutantinius darinius, kurie gali palaikyti C. crescentus ląstelėse, kuriose trūksta CckA (15).

Taip pat buvo išskirtos CtrA DBD srities mutacijos, kurios yra labai svarbios gyvybingumui. Svarbiame Quono tyrime ir kt., ctrA buvo atskleistas kaip esminis genas C. crescentus [kaip ctrA401 mutantinis alelis, koduojantis CtrA (T170I)] dviejų pakopų genetinėje atrankoje. Pirma, remiantis ankstesniais įrodymais, kad fliQ (II klasės) žvynelių surinkimo genas yra transkripciniu būdu derepresuojamas vėlyvoje S fazėje, autoriai atrinko mutantus su padidėjusiu fliQ rėmėjas (PfliQ) aktyvumas 28°C temperatūroje. Be to, buvo išlaikyti tie mutantai, kurie taip pat turi termiškai jautrų augimą 37 ° C temperatūroje, palyginti su laukinio tipo (WT), gaunamas ctrA401 mutantas (5). Kadangi PfliQ aktyvumas padidėja esant 28°C, bet stipriai susilpnėja esant 37°C ctrA401 ląstelėse, buvo padaryta išvada, kad CtrA teigiamai ir neigiamai veikia PfliQ (ir tikriausiai kiti vėlyvieji S fazės promotoriai).

Neaišku, kaip CtrA perjungia savo specifiškumą iš vėlyvosios S fazės promotorių į G1 fazės promotorius. CtrA determinantai, būdingi kiekvienai promotoriaus klasei, nebuvo nustatyti. Bent du skirtingi neigiami reguliatoriai, vienas nukreiptas į vėlyvosios S fazės promotorius, o kitas, veikiantis G1 fazės promotorius (15–17), sustiprina promotoriaus jungiklį. Konservuotas spiralės ir posūkio spiralės baltymas SciP specifiškai slopina vėlyvuosius S fazės promotorius, kuriuos aktyvuoja CtrA. SciP apsiriboja G1 faze iš dalies dėl jo sintezės iš CtrA aktyvuoto promotoriaus (PsciP), kuris užsidega G1 fazėje ir iš dalies dėl trumpo pusinės eliminacijos periodo, kurį suteikia Lon proteazė (18). Taigi, SciP susieja G1 fazės promotorių aktyvavimą su vėlyvojo S fazės promotoriaus aktyvumo išjungimu, tačiau jis negali veikti kaip promotoriaus jungiklio paleidiklis. Represorių paralogai MucR1 ir MucR2 neigiamai reguliuoja CtrA aktyvuotus promotorius, kurie suveikia G1 fazėje. Nors MucR1/2 gausa ir (pastovios būsenos) promotoriaus užimtumas nesikeičia ląstelių ciklo metu, G1 fazėje sumažėja MucR1/2 gebėjimas išskirti konkuruojančius baltymus iš tikslinių promotorių (19). Įdomu tai, kad MucR ortologai reguliuoja virulentiškumo genų ekspresiją kitose alfa-proteobakterijose ir jungiasi su ortologiniais promotoriais (15). Šios laisvai gyvenančios alfa-proteobakterijos išreiškia virulentiškumo bruožus G1 fazėje (20–22), o tai rodo, kad mechanizmas, ribojantis promotoriaus paleidimą iki G1 fazės MucR, yra išsaugotas.

Be savo ląstelių ciklo funkcijos C. crescentus, CtrA taip pat vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant galutinę alfa-proteobakterijos diferenciaciją Sinorhizobium meliloti į bakterioidus jų simbiotinės sąveikos su augalais metu (23). Be to, CtrA buvo susijęs su vystymosi reguliavimu per augimo fazės perėjimą prie privalomų viduląstelinių alfa-proteobakterijų iš Rickettsiales (24). Panašus į vystymosi ciklą kitose privalomose tarpląstelinėse bakterijose, dimorfiniame riketsio patogene Ehrlichia chaffeensis po greito replikacinių (tinklinių) ląstelių išsiplėtimo ląstelėse diferencijuojasi į infekcines dispersines (tankias šerdies) ląsteles (25, 26), o tai rodo, kad vystymosi priežastis gali būti mityba.Riketsijos savo genomuose nekoduoja MucR ar SciP ortologų, tačiau CtrA aukščiausią tašką pasiekia vėlyvose augimo stadijose, kai įvyksta perėjimas iš tinklinių ląstelių į tankias šerdies ląsteles. Stacionarioje fazėje suveikia bado streso reakcija C. crescentus ląsteles sukelia signalonas (p)ppGpp (guanozino tetrafosfatas ir guanozino pentafosfatas), kurį gamina bifunkcinis RelA-SpoT homologo (RSH) fermentas SpoT (27). (p) ppGpp slopina DNR replikaciją ir palaiko CtrA gausą, kad sulaikytų ląsteles daugiausia G1 fazėje ir mažesniu mastu iki pasidalijimo fazėje (28–30). Ar CtrA taip pat dalyvauja transkripcijos perprogramavime per šį augimo fazės perėjimą C. crescentus ląstelės nebuvo ištirtos.

Čia mes atrandame molekulinį determinantą CtrA DBD, kuris reikalingas norint atlikti perjungimą iš vėlyvosios S-fazės į G1 fazės promotorius ir perprogramuoti CtrA stacionariame. C. crescentus ląstelės, kaupiančios (p)ppGpp. Labai konservuota triada, esanti pagrindiniame DBD, lemia, ar CtrA gali perjungti G1 fazės promotorius ir naudoti jį ląstelių ciklui kontroliuoti augimo fazės perėjimo metu, kurį sukelia (p) ppGpp, reaguojant į bado stresą. CtrA aktyvumas gali būti palaikomas ląstelėse, ekspresuojančiose mutantinę RNR polimerazės formą, kuri nebepriklauso nuo (p) ppGpp, o tai rodo, kad transkripcijos reguliavimas koordinuoja augimo fazių perėjimus, reguliuojamus CtrA.


Bakterijų ląstelių dalijimasis

AbstraktusBakterijų dalijimosi pertvaros susidarymą katalizuoja daugybė esminių baltymų, kurie būsimoje dalijimosi vietoje susirenka į žiedo struktūrą. Atrodo, kad baltymų surinkimas į citokinetinį žiedą vyksta hierarchine tvarka, kurią inicijuoja FtsZ baltymas, struktūrinis ir funkcinis eukariotinių tubulinų analogas.

Padalijimo vietos išdėstymas tinkamoje vietoje Escherichia coli reikalingas dalijimosi inhibitorius (MinC), kuris yra atsakingas už septacijos prevenciją nepageidaujamose vietose šalia ląstelės polių, ir topologinio specifiškumo baltymo (MinE), kuris sudaro žiedą ląstelėje ir apsaugo vidurinę ląstelės vietą nuo dalijimosi inhibitoriaus. Tačiau mechanizmas, atsakingas už vidurinės ląstelės vietos arba polinių vietų, naudojamų sporų pertvarai formuoti, nustatymą, vis dar neaiškus.

Dalijimosi proceso reguliavimas ir jo derinimas su kitais ląstelių ciklo įvykiais, tokiais kaip chromosomų replikacija, yra menkai suprantami. Tačiau buvo nustatytas baltymas Caulobacter (CtrA), kuris reguliuoja tiek chromosomų reguliavimo inicijavimą, tiek transkripciją ftsZir tai gali atlikti svarbų vaidmenį koordinavimo procese.


<p>Šiame skyriuje pateikiama informacija apie baltymo ir genų pavadinimą (-us) ir sinonimą (-us) ir apie organizmą, kuris yra baltymų sekos šaltinis.<p><a href='/help/names_and_taxonomy_section' target='_top'> Daugiau. </a></p> Vardai ir taksonomija i

Automatinis tvirtinimas iš duomenų bazės įrašų i

Automatinis tvirtinimas iš duomenų bazės įrašų i

Automatinis tvirtinimas iš duomenų bazės įrašų i

    <p>UniProt <a href="http://www.uniprot.org/manual/proteomes%5Fmanual">proteomas</a> gali būti sudarytas iš kelių komponentų.<br></br>Komponento pavadinimas nurodo genomo komponento kodavimą baltymų rinkinys.<p><a href='/help/proteome_component' target='_top'>Daugiau. </a></p> I komponentas: 1 chromosoma

13.3 Virusai

Virusai randami visur, kur yra gyvybė, ir tikriausiai egzistavo nuo tada, kai atsirado gyvos ląstelės. Virusų kilmė neaiški, nes jie nesudaro fosilijų, todėl jų atsiradimo būdui ištirti naudojami molekuliniai metodai. Be to, virusinė genetinė medžiaga retkarčiais integruojasi į šeimininkų organizmų gemalo liniją, per kurią ji gali būti vertikaliai perduodama šeimininko palikuonims daugelį kartų. Tai yra neįkainojamas informacijos šaltinis paleovirologams, siekiant atsekti senovės virusus, egzistavusius prieš milijonus metų. Yra trys pagrindinės hipotezės, kuriomis siekiama paaiškinti virusų kilmę:

Žodis kilęs iš lotyniško žodžio neuter vīrus, reiškiančio nuodus ir kitus kenksmingus skysčius, kilęs iš tos pačios indoeuropiečių kalbos kaip sanskrito viṣa, Avestan vīša ir senovės graikų ἰός (visi reiškia „nuodai“), pirmą kartą anglų kalba patvirtintas 1398 m. Trevisa išvertė Bartholomeus Anglicus „De Proprietatibus Rerum“. Virulent, iš lotynų kalbos virulentus (nuodingas), datuojamas m. 1400. Žodžio „užkrečiamąją ligą sukeliantis agentas“ reikšmė pirmą kartą įrašyta 1728 m., gerokai prieš tai, kai Dmitrijus Ivanovskis 1892 m. atrado virusus. Anglų daugiskaita yra viruses (kartais ir vira), o lotyniškas žodis yra masinis daiktavardis, neturi klasikinio patvirtinimo daugiskaitos (neolotynų kalboje vartojama vīra). Būdvardis virusas datuojamas 1948 m. Terminas virionas (daugiskaitos virionai), datuojamas 1959 m., taip pat vartojamas apibūdinti vieną viruso dalelę, kuri išsiskiria iš ląstelės ir gali užkrėsti kitas to paties tipo ląsteles.

Mokslininkų nuomonės skiriasi, ar virusai yra gyvybės forma, ar organinės struktūros, sąveikaujančios su gyvais organizmais. Jie buvo apibūdinti kaip „gyvybės pakraščiuose esantys organizmai“, nes jie panašūs į organizmus tuo, kad turi genų, vystosi natūralios atrankos būdu ir dauginasi kurdami daugybę savo kopijų savaime susiburdami. Nors jie turi genų, jie neturi ląstelinės struktūros, kuri dažnai laikoma pagrindiniu gyvybės vienetu. Virusai neturi savo metabolizmo ir reikalauja, kad ląstelė šeimininkė galėtų gaminti naujus produktus. Todėl jie negali natūraliai daugintis už šeimininko ląstelės ribų, nors bakterijos, tokios kaip riketsija ir chlamidijos, yra laikomos gyvais organizmais, nepaisant tų pačių apribojimų. Priimtos gyvybės formos naudoja ląstelių dalijimąsi dauginimuisi, o virusai spontaniškai kaupiasi ląstelėse. Jie skiriasi nuo savarankiško kristalų augimo, nes paveldi genetines mutacijas, būdami natūralios atrankos būdu. Viruso savaiminis susikaupimas ląstelės-šeimininkės turi įtakos gyvybės kilmės tyrimams, nes tai dar labiau patvirtina hipotezę, kad gyvybė galėjo prasidėti kaip savaime besirenkančios organinės molekulės.

Virusai pasižymi daugybe formų ir dydžių, vadinamų „morfologijomis“. Apskritai virusai yra daug mažesni nei bakterijos. Daugumos tirtų virusų skersmuo yra nuo 20 iki 300 nanometrų. Kai kurių filovirusų bendras ilgis yra iki 1400 nm, o jų skersmuo yra tik apie 80 nm. Daugumos virusų negalima pamatyti optiniu mikroskopu, todėl jiems vizualizuoti naudojami skenuojantys ir perduodantys elektroniniai mikroskopai. Norint padidinti kontrastą tarp virusų ir fono, naudojamos elektronų tankios „dėmės“. Tai sunkiųjų metalų druskų, tokių kaip volframas, tirpalai, kurie išsklaido elektronus iš dėme padengtų sričių. Kai virionai yra padengti dėme (teigiamas dažymas), smulkios detalės yra užtemdytos. Neigiamas dažymas išsprendžia šią problemą nudažydamas tik foną.

Visa viruso dalelė, žinoma kaip virionas, susideda iš nukleino rūgšties, apsuptos apsauginiu baltymo sluoksniu, vadinamu kapsidu. Jie susidaro iš identiškų baltymų subvienetų, vadinamų kapsomerais. Virusai gali turėti lipidų „apvalkalą“, gautą iš šeimininko ląstelės membranos. Kapsidas yra pagamintas iš baltymų, užkoduotų viruso genomo, o jo forma yra morfologinio skirtumo pagrindas. Viruso koduojami baltymų subvienetai savaime susirenka ir sudaro kapsidą, o tai paprastai reikalauja viruso genomo buvimo. Sudėtingi virusai koduoja baltymus, kurie padeda sukurti jų kapsidą. Su nukleorūgštimi susiję baltymai yra žinomi kaip nukleoproteinai, o viruso kapsidų baltymų susiejimas su viruso nukleorūgštimi vadinamas nukleokapsidu. Kapsidą ir visą viruso struktūrą galima mechaniškai (fiziškai) ištirti naudojant atominės jėgos mikroskopiją. Apskritai yra keturi pagrindiniai morfologiniai virusų tipai:

Sraigtiniai virusai susideda iš vieno tipo kapsomerų, sukrautų aplink centrinę ašį, kad susidarytų spiralinė struktūra, kuri gali turėti centrinę ertmę arba vamzdelį. Dėl šio išdėstymo susidaro strypo formos arba siūliniai virionai, kurie gali būti trumpi ir labai standūs arba ilgi ir labai lankstūs. Genetinė medžiaga (paprastai viengrandė RNR, bet kai kuriais atvejais ssDNR) surišama su baltymo spirale sąveikaujant tarp neigiamą krūvį turinčios nukleino rūgšties ir teigiamų baltymo krūvių. Apskritai spiralinės kapsidės ilgis yra susijęs su joje esančios nukleorūgšties ilgiu, o skersmuo priklauso nuo kapsomerų dydžio ir išsidėstymo. Gerai ištirtas tabako mozaikos virusas yra spiralinio viruso pavyzdys.

Dauguma gyvūnų virusų yra ikosaedriniai arba beveik sferiniai su chiraline ikosaedrine simetrija. Taisyklingas ikosaedras yra optimalus būdas suformuoti uždarą apvalkalą iš identiškų subvienetų. Minimalus identiškų kapsomerų skaičius, reikalingas kiekvienam trikampiui, yra 3, o ikosaedrui yra 60. Daugelis virusų, tokių kaip rotavirusas, turi daugiau nei 60 kapsomerų ir atrodo sferiniai, tačiau jie išlaiko šią simetriją. Kad tai būtų pasiekta, viršūnėse esančius kapsomerus supa penki kiti kapsomerai ir vadinami pentonais. Trikampių veidų kapsomeros yra apsuptos šešių kitų ir vadinamos heksonais. Heksonai iš esmės yra plokšti, o pentonai, sudarantys 12 viršūnių, yra išlenkti. Tas pats baltymas gali veikti kaip pentamerių ir heksamerų subvienetas arba jie gali būti sudaryti iš skirtingų baltymų.

Kai kurios virusų rūšys apsigaubia modifikuota vienos iš ląstelės membranų forma – išorine membrana, supančia užkrėstą ląstelę šeimininką, arba vidinėmis membranomis, tokiomis kaip branduolinė membrana arba endoplazminis tinklas, taip įgydamos išorinį lipidų dvisluoksnį sluoksnį, žinomą kaip viruso apvalkalas. Ši membrana yra padengta baltymais, užkoduotais viruso genomo ir šeimininko genomo, pati lipidinė membrana ir visi esantys angliavandeniai yra kilę tik iš šeimininko. Gripo virusas ir ŽIV naudoja šią strategiją. Daugumos apvalkalą turinčių virusų užkrečiamumas priklauso nuo apvalkalo.

Šie virusai turi kapsidą, kuris nėra nei grynai spiralinis, nei grynai ikosaedrinis, ir kuris gali turėti papildomų struktūrų, tokių kaip baltymų uodegos arba sudėtinga išorinė sienelė. Kai kurie bakteriofagai, pvz., Enterobakterijų fagas T4, turi sudėtingą struktūrą, susidedančią iš ikosaedrinės galvutės, sujungtos su spiraline uodega, kuri gali turėti šešiakampę pagrindo plokštę su išsikišusiais baltymų uodegos pluoštais. Ši uodegos struktūra veikia kaip molekulinis švirkštas, prisitvirtinantis prie bakterinio šeimininko ir tada į ląstelę suleidžiamas viruso genomas. Raupų ​​virusai yra dideli, sudėtingi virusai, turintys neįprastą morfologiją. Viruso genomas yra susijęs su baltymais centrinėje disko struktūroje, žinomoje kaip nukleoidas. Nukleoidas yra apsuptas membrana ir dviem šoniniais kūnais, kurių funkcija nežinoma. Virusas turi išorinį apvalkalą, kurio paviršiuje yra storas baltymų sluoksnis. Visas virionas yra šiek tiek pleomorfinis, nuo kiaušinio iki plytos formos.

Mimivirusas yra vienas didžiausių apibūdintų virusų, kurio kapsidės skersmuo yra 400 nm. Iš paviršiaus išsikiša 100 nm ilgio baltymų gijos. Kapsidas elektroniniu mikroskopu atrodo šešiakampis, todėl greičiausiai kapsidas yra ikosaedrinis. 2011 metais mokslininkai aptiko didžiausią tuomet žinomą virusą vandens mėginiuose, paimtuose iš vandenyno dugno prie Las Cruces (Čilės) krantų. Laikinai pavadintas Megavirus chilensis, jį galima pamatyti naudojant pagrindinį optinį mikroskopą. 2013 m. Pandoravirus gentis buvo aptikta Čilėje ir Australijoje, jos genomai yra maždaug dvigubai didesni nei Megavirus ir Mimivirus. Visi milžiniški virusai turi dsDNR genomus ir yra suskirstyti į kelias šeimas: Mimiviridae, Pithoviridae, Pandoraviridae, Phycodnaviridae ir Mollivirus gentį.

Kai kurie virusai, užkrečiantys Archaea, turi sudėtingas struktūras, nesusijusias su jokia kita viruso forma, turinčių daugybę neįprastų formų, pradedant verpstės formos struktūromis ir baigiant virusais, primenančiais užkabintus strypus, ašaras ar net butelius. Kiti archealiniai virusai primena uodeguotus bakteriofagus ir gali turėti kelias uodegos struktūras.

Tarp virusų rūšių kaip grupės galima pastebėti didžiulę genominių struktūrų įvairovę, jose yra daugiau struktūrinės genomo įvairovės nei augaluose, gyvūnuose, archėjose ar bakterijose. Egzistuoja milijonai skirtingų virusų tipų, nors išsamiai aprašyta mažiau nei 7000 tipų. 2015 m. rugsėjo mėn. NCBI viruso genomo duomenų bazėje yra daugiau nei 75 000 pilnų genomo sekų, tačiau neabejotinai galima atrasti daug daugiau.

Virusas turi DNR arba RNR genomą ir yra atitinkamai vadinamas DNR virusu arba RNR virusu. Didžioji dauguma virusų turi RNR genomus. Augalų virusai paprastai turi vienos grandinės RNR genomus, o bakteriofagai – dvigrandžius DNR genomus.

Viruso genomai yra žiediniai, kaip ir poliomavirusų, arba linijiniai, kaip adenovirusų. Nukleino rūgšties tipas neturi reikšmės genomo formai. Tarp RNR virusų ir tam tikrų DNR virusų genomas dažnai yra padalintas į atskiras dalis, tokiu atveju jis vadinamas segmentuotu. RNR virusams kiekvienas segmentas dažnai koduoja tik vieną baltymą ir paprastai jie randami kartu vienoje kapsidėje. Nebūtina, kad visi segmentai būtų tame pačiame virione, kad virusas būtų užkrečiamas, kaip rodo bromo mozaikos virusas ir keli kiti augalų virusai.

Viruso genomas, neatsižvelgiant į nukleino rūgšties tipą, beveik visada yra viengrandis arba dvigrandis. Viengrandžiai genomai susideda iš nesuporuotos nukleino rūgšties, panašios į pusę kopėčių, padalytų per vidurį. Dvigubos grandinės genomai susideda iš dviejų vienas kitą papildančių suporuotų nukleino rūgščių, panašių į kopėčias. Kai kurių virusų šeimų, pavyzdžiui, priklausančių Hepadnaviridae, virusų dalelėse yra iš dalies dvigrandė ir iš dalies viengrandė genomas.

Daugumos virusų, turinčių RNR genomus, o kai kurių su viengrandžiais DNR genomais, atskiros grandinės yra teigiamos (vadinamos „pliuso grandine“) arba neigiamos (vadinamos „minusine grandine“). jei jie yra papildomi viruso pasiuntinio RNR (mRNR). Teigiamo pojūčio virusinė RNR yra ta pačia prasme kaip virusinė mRNR, todėl ląstelė-šeimininkė gali iš karto išversti bent dalį jos. Neigiamo pojūčio virusinė RNR yra komplementari su mRNR, todėl prieš transliaciją turi būti konvertuojama į teigiamą RNR RNR priklausoma RNR polimeraze. Virusų, turinčių vieno jutimo genominę ssDNR, DNR nomenklatūra yra panaši į RNR nomenklatūrą, nes teigiama viruso ssDNR seka yra identiška viruso mRNR ir todėl yra koduojanti grandinė, o neigiamos grandinės virusinė ssDNR yra papildanti viruso mRNR. ir todėl yra šabloninė kryptis. Kelių tipų ssDNR ir ssRNR virusų genomai yra ambisensiški, nes transkripcija gali vykti abiejose dvigrandės replikacinio tarpinio produkto grandyse. Pavyzdžiai yra geminivirusai, kurie yra ssDNR augalų virusai ir arenavirusai, kurie yra gyvūnų ssRNR virusai.

Genomo dydis įvairiose rūšyse labai skiriasi. Mažiausi – ssDNR cirkovirusai, Circoviridae šeima – koduoja tik du baltymus, o jų genomo dydis yra tik dvi kilobazės. Didžiausių – pandoravirusų – genomo dydis yra maždaug dvi megabazės, kurios koduoja apie 2500 baltymų. Viruso genai retai turi intronų ir dažnai yra išsidėstę genome taip, kad sutampa.

Apskritai, RNR virusai turi mažesnius genomo dydžius nei DNR virusai dėl didesnio klaidų dažnio replikacijos metu ir turi didžiausią viršutinę dydžio ribą. Be to, dėl klaidos replikuojant virusas tampa nenaudingas arba nekonkurencingas. Norėdami tai kompensuoti, RNR virusai dažnai turi segmentuotus genomus – genomas suskaidomas į mažesnes molekules – taip sumažėja tikimybė, kad vieno komponento genomo klaida sugadins visą genomą. Priešingai, DNR virusai paprastai turi didesnius genomus dėl didelio jų replikacijos fermentų tikslumo. Vienos grandinės DNR virusai yra šios taisyklės išimtis, nes šių genomų mutacijų dažnis gali priartėti prie ssRNR viruso atvejo kraštutinumo.

Virusai genetiškai keičiasi keliais mechanizmais. Tai apima procesą, vadinamą antigeniniu dreifu, kai atskiros DNR arba RNR bazės mutuoja į kitas bazes. Dauguma šių taškinių mutacijų yra „tylios“ – jos nekeičia baltymo, kurį koduoja genas, – tačiau kitos gali suteikti evoliucinių pranašumų, pavyzdžiui, atsparumą antivirusiniams vaistams. Antigeninis pokytis įvyksta, kai labai pasikeičia viruso genomas. Tai gali būti rekombinacijos arba perskirstymo rezultatas. Kai tai atsitiks su gripo virusais, gali kilti pandemijos. RNR virusai dažnai egzistuoja kaip tos pačios rūšies, bet su šiek tiek skirtingomis genomo nukleozidų sekomis, kvazirūšis arba spiečius. Tokios kvazirūšys yra pagrindinis natūralios atrankos taikinys.

Segmentuoti genomai suteikia evoliucinių pranašumų. Skirtingos viruso padermės su segmentuotu genomu gali maišyti ir sujungti genus ir gaminti palikuonių virusus (arba palikuonis), turinčius unikalių savybių. Tai vadinama perrinkimu arba „virusiniu seksu“.

Genetinė rekombinacija yra procesas, kurio metu DNR grandinė yra suskaidoma ir tada prijungiama prie kitos DNR molekulės galo. Tai gali įvykti, kai virusai vienu metu užkrečia ląsteles, o virusų evoliucijos tyrimai parodė, kad tirtose rūšyse siaučia rekombinacija. Rekombinacija būdinga tiek RNR, tiek DNR virusams.

Virusų populiacijos neauga per ląstelių dalijimąsi, nes jos yra neląstelinės. Vietoj to, jie naudoja ląstelės-šeimininkės mechanizmus ir metabolizmą, kad sukurtų kelias savo kopijas, ir jos susirenka ląstelėje. Užsikrėtusi ląstelė-šeimininkė yra priversta greitai pagaminti tūkstančius identiškų pirminio viruso kopijų.

Jų gyvavimo ciklas skirtingose ​​rūšyse labai skiriasi, tačiau yra šeši pagrindiniai jų gyvavimo ciklo etapai:

Prisirišimas yra specifinis viruso kapsidės baltymų ir specifinių receptorių prisijungimas prie šeimininko ląstelės paviršiaus. Šis specifiškumas nustato viruso šeimininko diapazoną ir šeimininko ląstelės tipą. Pavyzdžiui, ŽIV užkrečia ribotą žmogaus leukocitų spektrą. Taip yra todėl, kad jo paviršiaus baltymas gp120 specifiškai sąveikauja su CD4 molekule – chemokino receptoriumi, kuris dažniausiai randamas CD4+ T-ląstelių paviršiuje. Šis mechanizmas buvo sukurtas taip, kad būtų palankesnis tiems virusams, kurie užkrečia tik ląsteles, kuriose jie gali daugintis. Prisijungimas prie receptoriaus gali paskatinti viruso apvalkalo baltymą keistis, dėl kurių susilieja viruso ir ląstelių membranos, arba pakitimų neturintys viruso paviršiaus baltymai, leidžiantys virusui patekti į vidų.

Prasiskverbimas po prisirišimo: Virionai patenka į šeimininko ląstelę per receptorių sukeltą endocitozę arba membranos susiliejimą, dažnai vadinamą viruso patekimu. Augalų ir grybelių ląstelių infekcija skiriasi nuo gyvūnų ląstelių infekcijos. Augalai turi standžią ląstelių sienelę, pagamintą iš celiuliozės, o grybai – iš chitino, todėl dauguma virusų į šias ląsteles gali patekti tik patyrę ląstelės sienelės traumą. Beveik visi augalų virusai (pvz., tabako mozaikos virusas) taip pat gali judėti tiesiai iš ląstelės į ląstelę viengrandžių nukleoproteinų kompleksų pavidalu per poras, vadinamas plazmodesmata. Bakterijos, kaip ir augalai, turi stiprias ląstelių sieneles, kurias virusas turi pažeisti, kad užkrėstų ląstelę. Atsižvelgiant į tai, kad bakterijų ląstelių sienelės yra daug plonesnės nei augalų ląstelių sienelės dėl daug mažesnio dydžio, kai kurie virusai sukūrė mechanizmus, kurie savo genomą suleidžia į bakterijų ląstelę per ląstelės sienelę, o viruso kapsidas lieka lauke.

Dengimo pašalinimas yra procesas, kurio metu pašalinama viruso kapsidė: tai gali būti skaidant viruso fermentus arba šeimininko fermentus arba paprasčiausiai disociuojant, galutinis rezultatas yra viruso genomo nukleino rūgšties išsiskyrimas.

Virusų replikacija pirmiausia apima genomo dauginimąsi. Replikacija apima viruso pasiuntinio RNR (mRNR) sintezę iš „ankstyvųjų“ genų (išskyrus teigiamus RNR virusus), viruso baltymų sintezę, galimą virusinių baltymų surinkimą, tada viruso genomo replikaciją, sąlygojamą ankstyvos arba reguliuojančios baltymų ekspresijos. Sudėtingiems virusams, turintiems didesnius genomus, po to gali sekti vienas ar keli tolesni mRNR sintezės etapai: „vėlyva“ genų ekspresija paprastai yra struktūrinių arba virioninių baltymų.

Surinkimas – po viruso dalelių savaiminio susikaupimo dėl struktūros dažnai įvyksta tam tikra baltymų modifikacija. Virusuose, tokiuose kaip ŽIV, ši modifikacija (kartais vadinama brendimu) įvyksta po to, kai virusas išsiskiria iš šeimininko ląstelės.

Išsiskyrimas – Virusai gali būti išlaisvinti iš ląstelės-šeimininkės lizės būdu, o ląstelė žūva, suardant jos membraną ir ląstelės sienelę, jei jos yra: tai būdinga daugeliui bakterijų ir kai kurių gyvūnų virusų. Kai kurie virusai patiria lizogeninį ciklą, kai viruso genomas genetinės rekombinacijos būdu įtraukiamas į konkrečią vietą šeimininko chromosomoje. Tada viruso genomas yra žinomas kaip „provirusas“ arba, bakteriofagų atveju, „profagas“. Kai šeimininkas dalijasi, viruso genomas taip pat replikuojasi. Viruso genomas šeimininko viduje dažniausiai tyli. Tam tikru momentu provirusas arba profagas gali sukelti aktyvų virusą, kuris gali lizuoti šeimininko ląsteles. Virusai su apvalkalu (pvz., ŽIV) paprastai išsiskiria iš ląstelės-šeimininkės pumpurų atsiradimo metu. Šio proceso metu virusas įgauna savo apvalkalą, kuris yra modifikuotas šeimininko plazmos ar kitos vidinės membranos gabalas.

Viruso dalelėse esanti genetinė medžiaga ir medžiagos replikacijos metodas labai skiriasi tarp skirtingų virusų tipų.

Daugumos DNR virusų genomo replikacija vyksta ląstelės branduolyje. Jei ląstelės paviršiuje yra atitinkamas receptorius, šie virusai patenka į ląstelę tiesiogiai susiliedami su ląstelės membrana (pvz., herpesvirusai) arba, dažniausiai, dėl receptorių sukeltos endocitozės. Dauguma DNR virusų yra visiškai priklausomi nuo šeimininko ląstelės DNR ir RNR sintezės bei RNR apdorojimo mechanizmų. Virusai su didesniais genomais gali patys užkoduoti daugumą šios mašinos. Eukariotuose viruso genomas turi kirsti ląstelės branduolinę membraną, kad galėtų pasiekti šį mechanizmą, o bakterijų atveju jam tereikia patekti į ląstelę.

RNR virusų replikacija dažniausiai vyksta citoplazmoje. RNR virusai gali būti suskirstyti į keturias skirtingas grupes, priklausomai nuo jų replikacijos būdų. Viengrandžių RNR virusų poliškumas (nesvarbu, ar ribosomos gali jį tiesiogiai panaudoti baltymams gaminti), daugiausia lemia replikacijos mechanizmą, kitas pagrindinis kriterijus yra tai, ar genetinė medžiaga yra viengrandė, ar dvigrandė. Visi RNR virusai naudoja savo RNR replikazės fermentus, kad sukurtų savo genomų kopijas.

Atvirkštinio transkribavimo virusų dalelėse yra ssRNR (Retroviridae, Metaviridae, Pseudoviridae) arba dsDNR (Caulimoviridae ir Hepadnaviridae). Atvirkščiai transkribuojantys virusai su RNR genomais (retrovirusai) naudoja tarpinį DNR produktą replikuoti, o tie, kurių DNR genomai (pararetrovirusai), genomo replikacijos metu naudoja RNR tarpinį produktą. Abu tipai naudoja atvirkštinę transkriptazę arba nuo RNR priklausomą DNR polimerazės fermentą, kad atliktų nukleino rūgščių konversiją. Retrovirusai integruoja DNR, pagamintą atvirkštinės transkripcijos būdu, į šeimininko genomą, kaip provirusą, kaip replikacijos proceso dalį pararetrovirusai, nors integruotos ypač augalų pararetrovirusų genomo kopijos gali sukelti infekcinį virusą. Jie jautrūs antivirusiniams vaistams, kurie slopina atvirkštinės transkriptazės fermentą, pvz. zidovudinas ir lamivudinas. Pirmojo tipo pavyzdys yra ŽIV, kuris yra retrovirusas. Antrojo tipo pavyzdžiai yra Hepadnaviridae, įskaitant hepatito B virusą.

13.13 pav.: RNR virusų taksonomija ir replikacijos strategijos. A) Supaprastinta šioje apžvalgoje aprašytų RNR virusų genomo architektūros taksonomija. Naudotų santrumpos rasite pagrindiniame tekste. B) (+RNR virusas) Užsikrėtus +RNR virusu (kaip čia parodytas CoV tipo virionas), į citoplazmą išskiriamas vienos grandinės RNR genomas (1). (2) Genomo 5'-galo atvirojo skaitymo rėmo vertimas sukuria viruso replikazę. (3) Šis daugelio fermentų kompleksas apima RdRp aktyvumą (oranžinė) ir yra susijęs su tarpląstelinėmis membranomis prieš prasidedant -RNR sintezei. Naujai susintetintos -RNR vėliau naudojamos naujoms +RNR (4) gaminti, kurios paprastai yra padengtos (geltonos) ir poliadenilintos (poliA). (Retrovirusas) ŽIV-1 genomai yra supakuoti kaip ssRNR virionuose. Kai ssRNR išsiskiria (1), RT sintetina cDNR kopiją (2). Toliau RNR suardoma dėl vidinio RNazės H aktyvumo RT (3), o viengrandė cDNR paverčiama dsDNR (4). DsDNR importuojama į branduolį (5), kad būtų galima integruoti į šeimininko genetinę medžiagą. (-RNR virusas) (1) Kaip čia pavaizduota su į IAV panašia dalele, užsikrėtus -RNR virusu, išsiskiria viruso RNR genomas, susietas su viruso polimeraze (oranžinė) ir nukleoproteinu (žalia). (2) Nesegmentuotų –RNR virusų atveju šie kompleksai palaiko transkripciją, kad susidarytų virusinės mRNR arba cRNR. (3) Virusinės mRNR vėliau verčiamos ir nauji virusiniai baltymai sujungiami su cRNR, kad sintezuotų naujas vRNR. (5) Kai kurių segmentuotų -RNR virusų kompleksai, turintys vRNR, yra importuojami į šeimininko ląstelės branduolį, kur (6) RdRp gamina mRNR arba cRNR. (7) mRNR yra pernešamos į citoplazmą, o cRNR suriša nauji viruso baltymai, kad susidarytų cRNPs –RNR sintezei. (dsRNR virusas) Visiškai dvipusiuose RNR genomuose trūksta dangtelio ir poliA elementų. (1) Taigi RdRp (oranžinė) transkribuoja viruso genomą viriono kapsidės viduje (mėlyna ir raudona), todėl virusinės mRNR gali būti (2) išleistos į citoplazmą, kaip parodyta čia su rotaviruso tipo virionu. Citoplazmoje mRNR yra transliuojama (3) arba replikuojama naujai susintetinto viruso RdRps (4)]

Virusų struktūrinis ir biocheminis poveikis šeimininko ląstelei yra platus. Tai vadinama „citopatiniu poveikiu“. Dauguma virusinių infekcijų galiausiai sukelia šeimininko ląstelės mirtį. Mirties priežastys yra ląstelių lizė, ląstelės paviršiaus membranos pokyčiai ir apoptozė. Dažnai ląstelių mirtį sukelia jos normalios veiklos nutraukimas dėl virusui būdingų baltymų, kurie ne visi yra viruso dalelės komponentai, slopinimo. Skirtumas tarp citopatinės ir nekenksmingos yra laipsniškas. Kai kurie virusai, tokie kaip Epstein-Barr virusas, gali sukelti ląstelių dauginimąsi nesukeldami piktybinių navikų, o kiti, pavyzdžiui, papilomos virusai, yra žinomos vėžio priežastys.

Kai kurie virusai nesukelia akivaizdžių užkrėstos ląstelės pokyčių. Ląstelės, kuriose virusas yra latentinis ir neaktyvus, rodo nedaug infekcijos požymių ir dažnai funkcionuoja normaliai. Tai sukelia nuolatines infekcijas, o virusas dažnai neveikia daugelį mėnesių ar metų. Tai dažnai būna su herpeso virusais.

Virusai yra patys gausiausi biologiniai subjektai Žemėje ir jų skaičius viršija visus kitus kartu sudėjus. Jie užkrečia visų tipų ląsteles, įskaitant gyvūnus, augalus, bakterijas ir grybelius. Įvairių tipų virusai gali užkrėsti tik ribotą šeimininkų spektrą ir daugelis yra specifiniai rūšiai. Kai kurie, pavyzdžiui, raupų virusas, gali užkrėsti tik vieną rūšį – šiuo atveju – žmones, ir teigiama, kad jų šeimininkų diapazonas yra siauras. Kiti virusai, tokie kaip pasiutligės virusas, gali užkrėsti įvairias žinduolių rūšis ir, kaip teigiama, turi platų spektrą. Virusai, kurie užkrečia augalus, yra nekenksmingi gyvūnams, o dauguma virusų, kurie užkrečia kitus gyvūnus, yra nekenksmingi žmonėms. Kai kurių bakteriofagų šeimininkų diapazonas apsiriboja viena bakterijų paderme ir jas galima naudoti infekcijų protrūkių šaltiniui atsekti taikant metodą, vadinamą fagų tipavimu. Visas virusų rinkinys organizme arba buveinėje vadinamas viromu, pavyzdžiui, visi žmogaus virusai sudaro žmogaus virusą.

13.3.1 Vaidmuo sergant žmonių ligomis

Įprastų žmonių ligų, kurias sukelia virusai, pavyzdžiai yra peršalimas, gripas, vėjaraupiai ir lūpų pūslelinė. Daugelį sunkių ligų, tokių kaip pasiutligė, Ebolos virusinė liga, AIDS (ŽIV), paukščių gripas ir SARS, sukelia virusai. Santykinis virusų gebėjimas sukelti ligas apibūdinamas virulentiškumu. Kitos ligos yra tiriamos siekiant išsiaiškinti, ar jų sukėlėjas yra virusas, pavyzdžiui, galimas ryšys tarp žmogaus herpeso viruso 6 (HHV6) ir neurologinių ligų, tokių kaip išsėtinė sklerozė ir lėtinio nuovargio sindromas. Kyla ginčų, ar anksčiau manyta, kad bornavirusas sukelia arklių neurologines ligas, gali būti atsakingas už žmonių psichikos ligas.

Virusai turi skirtingus mechanizmus, kuriais jie sukelia ligas organizme, o tai labai priklauso nuo viruso rūšies. Ląstelių lygmens mechanizmai pirmiausia apima ląstelių lizę, ląstelės lūžimą ir vėlesnę ląstelės mirtį. Daugialąsčiuose organizmuose, jei miršta pakankamai ląstelių, visas organizmas pradės patirti poveikį. Nors virusai sutrikdo sveiką homeostazę ir sukelia ligas, jie gali egzistuoti gana nekenksmingai organizme. Pavyzdžiui, herpes simplex viruso, sukeliančio lūpų pūslelinę, gebėjimas likti ramybės būsenoje žmogaus kūne. Tai vadinama latentiškumu ir būdinga herpeso virusams, įskaitant Epstein-Barr virusą, sukeliantį liaukų karštligę, ir vėjaraupius bei juostinę pūslelinę sukeliantį vėjaraupių virusą. Dauguma žmonių buvo užsikrėtę bent vienu iš šių herpes virusų tipų. Šie latentiniai virusai kartais gali būti naudingi, nes viruso buvimas gali padidinti imunitetą nuo bakterinių patogenų, tokių kaip Yersinia pestis.

Kai kurie virusai gali sukelti visą gyvenimą trunkančias arba lėtines infekcijas, kai virusai ir toliau dauginasi organizme, nepaisant šeimininko gynybinių mechanizmų. Tai būdinga hepatito B viruso ir hepatito C viruso infekcijoms. Lėtiškai užsikrėtę žmonės yra žinomi kaip nešiotojai, nes jie tarnauja kaip infekcinio viruso rezervuarai. Teigiama, kad populiacijose, kuriose yra daug nešiotojų, liga yra endeminė.

Virusų epidemiologija yra medicinos mokslo šaka, nagrinėjanti žmonių virusinių infekcijų perdavimą ir kontrolę. Virusai gali būti perduodami vertikaliai, ty nuo motinos vaikui, arba horizontaliai, ty nuo žmogaus žmogui. Vertikalaus perdavimo pavyzdžiai yra hepatito B virusas ir ŽIV, kai kūdikis gimsta jau užsikrėtęs virusu. Kitas, retesnis pavyzdys – vėjaraupių virusas, kuris, nors ir sukelia palyginti lengvas vaikų ir suaugusiųjų infekcijas, gali būti mirtinas vaisiui ir naujagimiui.

Horizontalus perdavimas yra labiausiai paplitęs virusų plitimo populiacijose mechanizmas. Horizontalus perdavimas gali atsirasti, kai lytinio akto metu keičiasi kūno skysčiai, keičiantis seilėms arba nurijus užteršto maisto ar vandens. Tai taip pat gali atsirasti, kai įkvepiami aerozoliai, kuriuose yra virusų, arba vabzdžių pernešėjai, pavyzdžiui, kai užsikrėtę uodai prasiskverbia pro šeimininko odą. Dauguma virusų tipų apsiriboja tik vienu ar dviem iš šių mechanizmų ir yra vadinami „kvėpavimo takų virusais“ arba „enteriniais virusais“ ir pan. Virusinių infekcijų perdavimo greitis arba greitis priklauso nuo veiksnių, įskaitant gyventojų tankį, imlių asmenų skaičių (t. y. tų, kurie neturi imuniteto), sveikatos priežiūros kokybės ir oro sąlygų.

Epidemiologija naudojama siekiant nutraukti infekcijos grandinę populiacijose virusinių ligų protrūkių metu. Naudojamos kontrolės priemonės, pagrįstos žiniomis apie viruso perdavimo būdus. Svarbu rasti protrūkio šaltinį arba šaltinius ir nustatyti virusą. Nustačius virusą, vakcinos kartais gali nutraukti perdavimo grandinę. Kai vakcinų nėra, sanitarijos ir dezinfekcijos priemonės gali būti veiksmingos. Dažnai užsikrėtę žmonės yra izoliuojami nuo likusios bendruomenės, o tie, kurie buvo paveikti viruso, patenka į karantiną. Siekiant suvaldyti 2001 m. Didžiojoje Britanijoje kilusį snukio ir nagų ligos protrūkį tarp galvijų, buvo paskersti tūkstančiai galvijų. Dauguma žmonių ir kitų gyvūnų virusinių infekcijų turi inkubacinį periodą, per kurį infekcija nesukelia jokių požymių ar simptomų. Virusinių ligų inkubacinis laikotarpis svyruoja nuo kelių dienų iki savaičių, tačiau yra žinomas daugeliui infekcijų. Šiek tiek sutampa, bet daugiausia po inkubacinio laikotarpio, yra užkrečiamumo laikotarpis – laikas, kai užsikrėtęs asmuo ar gyvūnas yra užkrečiamas ir gali užkrėsti kitą asmenį ar gyvūną. Tai taip pat žinoma dėl daugelio virusinių infekcijų, o žinios apie abiejų periodų trukmę yra svarbios kontroliuojant protrūkius. Kai protrūkiai sukelia neįprastai didelę atvejų dalį populiacijoje, bendruomenėje ar regione, jie vadinami epidemijomis. Jei protrūkiai išplinta visame pasaulyje, jie vadinami pandemijomis.

Pandemija yra pasaulinė epidemija. 1918 m. gripo pandemija, kuri tęsėsi iki 1919 m., buvo 5 kategorijos gripo pandemija, kurią sukėlė neįprastai sunkus ir mirtinas A gripo virusas. Aukos dažnai buvo sveiki jauni suaugusieji, priešingai nei dauguma gripo protrūkių, kurie daugiausia paveikia nepilnamečius, pagyvenusius ar kitaip susilpnėjusius pacientus. Senesni skaičiavimai teigia, kad jis nužudė 40–50 milijonų žmonių, o naujesni tyrimai rodo, kad 1918 m. jis galėjo nužudyti net 100 milijonų žmonių arba 5% pasaulio gyventojų.

Nors virusinės pandemijos yra reti reiškiniai, ŽIV, kuris išsivystė iš beždžionėse ir šimpanzėse aptinkamų virusų, buvo pandemija bent jau nuo devintojo dešimtmečio. XX amžiuje buvo keturios gripo viruso sukeltos pandemijos, o tos, kurios įvyko 1918, 1957 ir 1968 metais, buvo sunkios. Dauguma mokslininkų mano, kad ŽIV atsirado XX amžiuje į pietus nuo Sacharos esančioje Afrikoje, o dabar yra pandemija, o šiuo metu pasaulyje su šia liga gyvena 37,9 mln. 2018 m. nuo AIDS mirė apie 770 000 žmonių. Jungtinių Tautų ŽIV/AIDS programa (UNAIDS) ir Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) apskaičiavo, kad nuo AIDS pradžios 1981 m. birželio 5 d. todėl tai yra viena destruktyviausių epidemijų užfiksuotoje istorijoje. 2007 m. buvo 2,7 mln. naujų ŽIV infekcijų ir 2 mln. su ŽIV susijusių mirčių.

Keletas labai mirtinų virusinių patogenų yra Filoviridae nariai. Filovirusai yra į siūlus panašūs virusai, sukeliantys virusinę hemoraginę karštligę, įskaitant ebolavirusus ir marburgo virusus. Marburgo virusas, pirmą kartą aptiktas 1967 m., 2005 m. balandžio mėn. sulaukė didelio spaudos dėmesio dėl protrūkio Angoloje. Ebolos virusinė liga taip pat sukėlė protrūkius ir didelį mirtingumą nuo 1976 m., kai ji buvo pirmą kartą nustatyta. Blogiausia ir naujausia yra 2013–2016 m. Vakarų Afrikos epidemija.

Išskyrus raupus, daugumą pandemijų sukelia naujai išsivystę virusai. Šie „atsiradę“ virusai paprastai yra mažiau kenksmingų virusų, kurie anksčiau cirkuliavo tarp žmonių ar kitų gyvūnų, mutantai.

Sunkų ūminį kvėpavimo sindromą (SARS) ir Artimųjų Rytų kvėpavimo sindromą (MERS) sukelia naujų tipų koronavirusai. Yra žinoma, kad kiti koronavirusai sukelia nesunkias žmonių infekcijas, todėl SARS infekcijų, kurios iki 2003 m. liepos mėn. sukėlė apie 8 000 atvejų ir 800 mirčių, virulentiškumas ir greitas plitimas buvo netikėtas ir dauguma šalių nebuvo pasiruošusios.

Susijęs koronavirusas atsirado Uhane, Kinijoje 2019 m. lapkritį ir greitai išplito visame pasaulyje. Manoma, kad šios infekcijos kilo iš šikšnosparnių ir vėliau buvo pavadintas sunkiu ūminiu respiracinio sindromo koronavirusu 2, viruso infekcijos sukėlė pandemiją 2020 m. Taikos metu buvo taikomi precedento neturintys apribojimai tarptautinėms kelionėms, o keliuose didžiuosiuose pasaulio miestuose įvesta komendanto valanda.

Virusai yra žinoma žmonių ir kitų rūšių vėžio priežastis. Virusinis vėžys pasireiškia tik nedaugeliui užsikrėtusių asmenų (arba gyvūnų). Vėžio virusai kilę iš įvairių virusų šeimų, įskaitant RNR ir DNR virusus, todėl nėra vieno „onkoviruso“ tipo (pasenęs terminas, iš pradžių vartotas ūmiai transformuojantiems retrovirusams). Vėžio vystymąsi lemia įvairūs veiksniai, tokie kaip šeimininko imunitetas ir šeimininko mutacijos. Virusai, galintys sukelti žmogaus vėžį, yra kai kurių genotipų žmogaus papilomos virusas, hepatito B virusas, hepatito C virusas, Epstein-Barr virusas, Kapoši sarkoma susijęs herpesvirusas ir žmogaus T limfotropinis virusas. Neseniai atrastas žmogaus vėžio virusas yra poliomos virusas (Merkel ląstelių poliomos virusas), sukeliantis daugumą retos odos vėžio formos, vadinamos Merkel ląstelių karcinoma. Hepatito virusai gali išsivystyti į lėtinę virusinę infekciją, kuri sukelia kepenų vėžį. Žmogaus T-limfotropinio viruso infekcija gali sukelti atogrąžų spazminę paraparezę ir suaugusiųjų T ląstelių leukemiją. Žmogaus papilomos virusai yra nustatyta gimdos kaklelio, odos, išangės ir varpos vėžio priežastis. Herpesviridae su Kapoši sarkoma susijęs herpes virusas sukelia Kapoši sarkomą ir kūno ertmės limfomą, o Epstein-Barr virusas sukelia Burkitt limfomą, Hodžkino limfomą, B limfoproliferacinį sutrikimą ir nosiaryklės karcinomą.Merkel ląstelių poliomos virusas, glaudžiai susijęs su SV40 ir pelių poliomos virusais, kurie buvo naudojami kaip vėžio virusų gyvūnų modeliai daugiau nei 50 metų.

Pirmoji organizmo gynybos linija nuo virusų yra įgimta imuninė sistema. Tai apima ląsteles ir kitus mechanizmus, kurie nespecifiniu būdu apsaugo šeimininką nuo infekcijos. Tai reiškia, kad įgimtos sistemos ląstelės atpažįsta patogenus ir į juos reaguoja bendru būdu, tačiau, skirtingai nei adaptyvioji imuninė sistema, ji nesuteikia šeimininkui ilgalaikio ar apsauginio imuniteto.

RNR trukdžiai yra svarbi įgimta apsauga nuo virusų. Daugelis virusų turi replikacijos strategiją, kuri apima dvigubą RNR (dsRNR). Kai toks virusas užkrečia ląstelę, jis išskiria savo RNR molekulę ar molekules, kurios iš karto prisijungia prie baltymų komplekso, vadinamo kauliuku, kuris supjausto RNR į mažesnius gabalėlius. Suaktyvinamas biocheminis kelias - RISC kompleksas, kuris užtikrina ląstelių išlikimą skaidydamas viruso mRNR. Rotavirusai išsivystė taip, kad išvengtų šio gynybos mechanizmo, nes visiškai neatsiskleis ląstelės viduje, o naujai pagamintą mRNR išskirdavo per dalelės vidinės kapsidės poras. Jų genominė dsRNR lieka apsaugota viriono šerdyje.

Kai stuburinio gyvūno adaptyvi imuninė sistema susiduria su virusu, jis gamina specifinius antikūnus, kurie jungiasi prie viruso ir dažnai paverčia jį neužkrečiamu. Tai vadinama humoraliniu imunitetu. Svarbūs yra dviejų tipų antikūnai. Pirmasis, vadinamas IgM, labai veiksmingai neutralizuoja virusus, tačiau imuninės sistemos ląstelės jį gamina tik kelias savaites. Antrasis, vadinamas IgG, gaminamas neribotą laiką. IgM buvimas šeimininko kraujyje naudojamas ūminei infekcijai ištirti, o IgG rodo infekciją kažkada praeityje. IgG antikūnai matuojami, kai atliekami imuniteto tyrimai.

Antikūnai gali ir toliau būti veiksmingas gynybos mechanizmas net po to, kai virusai sugebėjo patekti į šeimininko ląstelę. Ląstelėje esantis baltymas, vadinamas TRIM21, gali prisijungti prie antikūnų viruso dalelės paviršiuje. Tai skatina vėlesnį viruso sunaikinimą ląstelės proteosomų sistemos fermentais.

Antroji stuburinių gyvūnų apsauga nuo virusų vadinama ląstelių sukeltu imunitetu ir apima imunines ląsteles, žinomas kaip T ląstelės. Kūno ląstelės nuolat rodo trumpus savo baltymų fragmentus ląstelės paviršiuje ir, jei T ląstelė atpažįsta ten įtartiną viruso fragmentą, ląstelę šeimininką sunaikina „žudančios T“ ląstelės, o virusui būdingos T ląstelės dauginasi. Tokios ląstelės kaip makrofagai yra šio antigeno pateikimo specialistai. Interferono gamyba yra svarbus šeimininko gynybos mechanizmas. Tai hormonas, kurį organizmas gamina esant virusams. Jo vaidmuo imunitete yra sudėtingas, jis galiausiai sustabdo virusų dauginimąsi, sunaikindamas užkrėstą ląstelę ir jos artimus kaimynus.

Ne visos virusinės infekcijos tokiu būdu sukelia apsauginį imuninį atsaką. ŽIV vengia imuninės sistemos, nuolat keisdamas viriono paviršiuje esančių baltymų aminorūgščių seką. Tai žinoma kaip „pabėgimo mutacija“, nes viruso epitopai išvengia šeimininko imuninio atsako atpažinimo. Šie nuolatiniai virusai vengia imuninės kontrolės sekvestruodami, blokuodami antigenų pateikimą, atsparumą citokinams, vengdami natūralių žudikų ląstelių veiklos, pabėgdami nuo apoptozės ir antigenų poslinkio. Kiti virusai, vadinami „neurotropiniais virusais“, plinta neuroniniu būdu, kai imuninė sistema gali nepajėgti jų pasiekti.

Kadangi virusai naudoja gyvybiškai svarbius medžiagų apykaitos kelius ląstelėse šeimininkėse, kad galėtų daugintis, juos sunku pašalinti nenaudojant vaistų, sukeliančių toksinį poveikį ląstelėms-šeimininkėms apskritai. Veiksmingiausi medicininiai metodai kovojant su virusinėmis ligomis yra skiepai, užtikrinantys imunitetą infekcijai, ir antivirusiniai vaistai, kurie selektyviai trukdo viruso dauginimuisi.

Vakcinacija yra pigus ir efektyvus būdas apsisaugoti nuo virusinių infekcijų. Vakcinos buvo naudojamos virusinių infekcijų prevencijai dar ilgai prieš tikrų virusų atradimą. Dėl jų vartojimo smarkiai sumažėjo sergamumas (ligos) ir mirtingumas (mirtis), susiję su virusinėmis infekcijomis, tokiomis kaip poliomielitas, tymai, kiaulytė ir raudonukės. Raupų ​​infekcijos išnaikintos. Vakcinos yra skirtos apsisaugoti nuo daugiau nei trylikos žmonių virusinių infekcijų, o daugiau jų naudojama siekiant užkirsti kelią gyvūnų virusinėms infekcijoms. Vakcinos gali būti sudarytos iš gyvų susilpnintų arba nužudytų virusų arba virusinių baltymų (antigenų). Gyvose vakcinose yra susilpnėjusių viruso formų, kurios nesukelia ligos, bet vis dėlto suteikia imunitetą. Tokie virusai vadinami susilpnėjusiais. Gyvos vakcinos gali būti pavojingos žmonėms, kurių imunitetas silpnas (kurie apibūdinami kaip nusilpusio imuniteto), nes šiems žmonėms susilpnėjęs virusas gali sukelti pirminę ligą. Subvienetinėms vakcinoms gaminti naudojamos biotechnologijos ir genų inžinerijos metodai. Šiose vakcinose naudojami tik viruso kapsidų baltymai. Hepatito B vakcina yra šios rūšies vakcinos pavyzdys. Subvienetinės vakcinos yra saugios pacientams, kurių imunitetas nusilpęs, nes negali sukelti ligos. Geltonosios karštinės viruso vakcina, gyvas susilpnintas štamas, vadinamas 17D, tikriausiai yra saugiausia ir veiksmingiausia kada nors sukurta vakcina.

Antivirusiniai vaistai dažnai yra nukleozidų analogai (netikro DNR statybiniai blokai), kuriuos virusai per klaidą įtraukia į savo genomus replikacijos metu. Tada viruso gyvavimo ciklas sustabdomas, nes naujai susintetinta DNR yra neaktyvi. Taip yra todėl, kad šiems analogams trūksta hidroksilo grupių, kurios kartu su fosforo atomais susijungia ir sudaro tvirtą DNR molekulės „stuburą“. Tai vadinama DNR grandinės nutraukimu. Nukleozidų analogų pavyzdžiai yra acikloviras nuo Herpes simplex viruso infekcijų ir lamivudinas nuo ŽIV ir hepatito B viruso infekcijų. Acikloviras yra vienas iš seniausių ir dažniausiai skiriamų antivirusinių vaistų. Kiti naudojami antivirusiniai vaistai yra skirti įvairiems viruso gyvavimo ciklo etapams. ŽIV priklauso nuo proteolitinio fermento, vadinamo ŽIV-1 proteaze, kad jis visiškai užkrėstų. Yra didelė vaistų klasė, vadinama proteazės inhibitoriais, kurie inaktyvuoja šį fermentą.

Hepatitą C sukelia RNR virusas. 80% užsikrėtusių žmonių liga yra lėtinė, o negydant jie užsikrečia visą likusį gyvenimą. Šiuo metu yra veiksmingas gydymas, kai naudojamas nukleozido analoginis vaistas ribavirinas kartu su interferonu. Sukurtas lėtinių hepatito B viruso nešiotojų gydymas, taikant panašią strategiją naudojant lamivudiną.

13.3.2 Gyvūnų virusai

Virusai yra svarbūs gyvulių patogenai. Tokias ligas kaip snukio ir nagų liga bei mėlynojo liežuvio liga sukelia virusai. Nevakcinuoti gyvūnai kompanionai, tokie kaip katės, šunys ir arkliai, yra jautrūs rimtoms virusinėms infekcijoms. Šunų parvovirusą sukelia mažas DNR virusas, o infekcijos dažnai būna mirtinos jaunikliams. Kaip ir visi bestuburiai, bitės yra jautrios daugeliui virusinių infekcijų. Dauguma virusų nekenksmingai egzistuoja savo šeimininke ir nesukelia jokių ligos požymių ar simptomų.

13.3.3 Augalų virusai

Augalų virusų rūšių yra daug, tačiau dažnai jie sukelia tik derliaus praradimą, o bandyti su jais kovoti ekonomiškai neapsimoka. Augalų virusus iš augalo į augalą dažnai platina organizmai, vadinami vektoriais. Paprastai tai yra vabzdžiai, tačiau buvo įrodyta, kad kai kurie grybai, nematodai ir vienaląsčiai organizmai yra pernešėjai. Kai manoma, kad augalų virusinių infekcijų kontrolė yra ekonomiška, pavyzdžiui, daugiamečių vaisių atveju, pastangos sutelktos į pernešėjų naikinimą ir alternatyvių šeimininkų, pvz., piktžolių, pašalinimą. Augalų virusai negali užkrėsti žmonių ir kitų gyvūnų, nes gali daugintis tik gyvose augalų ląstelėse.

Iš Peru kilusios bulvės tapo pagrindine kultūra visame pasaulyje. Bulvių virusas Y sukelia bulvių ir susijusių rūšių, įskaitant pomidorus ir paprikas, ligas. Devintajame dešimtmetyje šis virusas įgijo ekonominę reikšmę, kai pasirodė, kad jį sunku kontroliuoti sėklinių bulvių pasėliuose. Pernešamas amarų, šis virusas gali sumažinti pasėlių derlių iki 80 proc., todėl smarkiai sumažėja bulvių derlius.

Augalai turi sudėtingus ir veiksmingus apsaugos nuo virusų mechanizmus. Vienas iš efektyviausių yra vadinamųjų atsparumo (R) genų buvimas. Kiekvienas R genas suteikia atsparumą tam tikram virusui, sukeldamas lokalizuotas ląstelių mirties sritis aplink užkrėstą ląstelę, kurios dažnai gali būti matomos plika akimi kaip didelės dėmės. Tai sustabdo infekcijos plitimą. RNR trukdžiai taip pat yra veiksminga augalų apsauga. Užsikrėtę augalai dažnai gamina natūralias dezinfekavimo priemones, kurios naikina virusus, pavyzdžiui, salicilo rūgštį, azoto oksidą ir reaktyviąsias deguonies molekules.

Augalų virusų dalelės arba į virusus panašios dalelės (VLP) gali būti taikomos tiek biotechnologijose, tiek nanotechnologijose. Daugumos augalų virusų kapsidai yra paprastos ir tvirtos struktūros ir gali būti gaminami dideliais kiekiais užkrečiant augalus arba ekspresuojant įvairiose heterologinėse sistemose. Augalų viruso dalelės gali būti modifikuotos genetiškai ir chemiškai, kad būtų įkapsuliuotos pašalinės medžiagos, ir gali būti įtrauktos į supramolekulines struktūras, skirtas naudoti biotechnologijoje.

13.3.4 Bakteriniai virusai

Bakteriofagas, dar neoficialiai žinomas kaip fagas, yra virusas, kuris užkrečia ir dauginasi bakterijose ir archėjose. Terminas kilęs iš „bakterijos“ ir graikų kalbos φαγεῖν (fageinas), reiškiančio „ryti“. Bakteriofagai susideda iš baltymų, kurie apima DNR arba RNR genomą, ir gali turėti paprastas arba sudėtingas struktūras. Jų genomai gali koduoti vos keturis genus ir net šimtus genų.

Šie virusai užkrečia specifines bakterijas, prisijungdami prie paviršiaus receptorių molekulių ir tada patekę į ląstelę. Per trumpą laiką, kai kuriais atvejais vos per kelias minutes, bakterinė polimerazė pradeda versti viruso mRNR į baltymą. Šie baltymai tampa arba naujais virionais ląstelėje, baltymais pagalbininkais, kurie padeda surinkti naujus virionus, arba baltymais, dalyvaujančiais ląstelių lizėje. Virusiniai fermentai padeda suardyti ląstelės membraną, o T4 fago atveju per kiek daugiau nei dvidešimt minučių po injekcijos gali išsiskirti daugiau nei trys šimtai fagų.

Pagrindinis būdas bakterijoms apsisaugoti nuo bakteriofagų yra gaminti fermentus, kurie naikina svetimą DNR. Šie fermentai, vadinami restrikcijos endonukleazėmis, supjausto viruso DNR, kurią bakteriofagai suleidžia į bakterijų ląsteles. Bakterijose taip pat yra sistema, kuri naudoja CRISPR sekas, kad išlaikytų virusų, su kuriais bakterijos anksčiau kontaktavo, genomų fragmentus, o tai leidžia joms blokuoti viruso replikaciją per RNR trukdžių formą. Ši genetinė sistema suteikia bakterijoms įgytą imunitetą infekcijai.

Bakteriofagai yra vieni iš labiausiai paplitusių ir įvairių biosferos objektų. Bakteriofagai yra visur paplitę virusai, randami visur, kur egzistuoja bakterijos. Apskaičiuota, kad planetoje yra daugiau nei 1031 bakteriofagas, daugiau nei bet kuris kitas organizmas Žemėje, įskaitant bakterijas kartu paėmus. Vienas iš tankiausių natūralių fagų ir kitų virusų šaltinių yra jūros vanduo, kurio paviršiuje esančiuose mikrobiniuose kilimėliuose rasta iki 9x10 8 virionų viename mililitre, o fagais gali būti užkrėsta iki 70 % jūrinių bakterijų.

Fagai buvo naudojami nuo XX amžiaus pabaigos kaip alternatyva antibiotikams buvusioje Sovietų Sąjungoje ir Vidurio Europoje, taip pat Prancūzijoje. Jie vertinami kaip galimas gydymas nuo daugeliui vaistų atsparių daugelio bakterijų padermių (žr. fagų terapiją). Kita vertus, buvo įrodyta, kad Inoviridae fagai apsunkina bioplėveles, susijusias su pneumonija ir cistine fibroze, ir apsaugo bakterijas nuo vaistų, skirtų ligoms išnaikinti, taip skatinant nuolatinę infekciją.


Bakterijų augimas

Bakterijų auginimo iliustracija

Bakterijos yra mikroskopiniai vienaląsčiai organizmai, kuriuos galima rasti įvairiose aplinkose (vandens, sausumos, žmogaus žarnyne ir kt.) visame pasaulyje. Skirtingai nuo daugelio organizmų žemėje, bakterijos turi paprastą vidinę struktūrą, kurioje nėra su membrana susieto branduolio.

Jie priskiriami prokariotams. Yra daug rūšių bakterijų, kurios skirstomos pagal mitybą, bendrą morfologiją, taip pat kur jos aptinkamos.

Nors dvejetainis dalijimasis yra įprastas dauginimosi būdas, kai kurios rūšys dauginasi per pumpurus ir yra žinomos kaip pumpurinės bakterijos.

Augančių bakterijų pavyzdžiai:

* Nustatyta, kad dauguma pumpurų bakterijų prisitvirtina prie savo aplinkos paviršių.

Kai kuriose bakterijų rūšyse pumpurų atsiradimo procesas prasideda de novo sienelės sinteze tam tikruose pirminės ląstelės taškuose. Paprastai tai įvyksta viename bakterijų gale (poliuose).

De novo sintezė sienelėje yra svarbus pumpuravimo proceso žingsnis, užtikrinantis, kad nauja atskira dukterinė ląstelė nenaudotų motininės ląstelės apvalkalo medžiagos. Po to seka DNR replikacija ir galiausiai motinos ir dukterinių ląstelių atskyrimas vadinamuoju bakterijų pumpuravimo ciklu.

Nustatyta, kad stiebelių bakterijose, tokiose kaip Hyphomonas neptunium, šis procesas vyksta per stiebelį, kuris veikia kaip reprodukcinė organelė.

Vykdant citokinezę (citoplazmos dalijimąsi ląstelių dalijimosi metu, kad susidarytų dvi naujos dukterinės ląstelės), šios ląstelės sukuria stiebelines ląsteles (nejudrias) ir spiečius ląsteles, kurios yra suragėjusios ir gali plaukti.

Nors stiebelių ląstelės gali patekti į pumpuravimo ciklą, spiečiai turi diferencijuotis į stiebus ląsteles, kad galėtų pereiti šį procesą. Dėl to susidaro stiebas, ant kurio susidaro pumpuras. Kaip ir mielių atveju, pumpuras pradeda augti ir galiausiai yra atskirtas nuo motininės ląstelės, kad taptų savarankišku individu, galinčiu dygti.

* Stiebinių bakterijų atveju stiebas veikia kaip ląstelės kūno dalis, jungianti motininę / motininę ląstelę su pumpuru.

* Čia ląstelių dalijimasis vyksta pumpuro ir stiebo sandūroje.

Būdamas prokariotas, H. neptunium turi vieną žiedinės chromosomos grandinę, kurios dydis yra apie 3,7 Mb. Jis kartojamas vieną kartą per ląstelės ciklą dviem pagrindiniais etapais pumpuravimo proceso metu.

Čia pirmasis žingsnis apima vienos iš pasikartojančių centromerų tipo regionų perkėlimą į motininės ląstelės stiebinį polių. Ši sritis išlieka šioje vietoje, kol pradeda formuotis pumpuras. Tada šis regionas (panašus į centrimerą) perkeliamas į žievelėmis apaugusį stulpą per stiebą, kuriame formuojasi pumpuras. Tada pumpuras toliau auga, kol atsiskiria nuo motininės ląstelės.

Remiantis ankstesniais tyrimais, pumpurų atsiradimas buvo suskirstytas į keletą kategorijų, atsižvelgiant į ląsteles, pagamintas pumpuravimo proceso metu.

· Pradeda dauginti - Dėl to ląstelės dauginasi - Nors pagaminta dukterinė ląstelė yra mažesnė už motininę ląstelę, ji auga taip, kad būtų panaši į motininę / motininę ląstelę.

· Pumpurai skirti hifų išsišakojimui – Čia dėl pumpuravimo proceso susidaro šakos, panašios į stebimas aktinomicetų. Tai dažniausiai pastebima Rhodomicrobium ir Pedomicrobium

· Pumpurai sporuliacijai – Remiantis mikroskopiniais tyrimais, nustatyta, kad sporos išdygsta iš hifų


Pažangūs molekulinės biologijos ir biotechnologijų metodai

Pažangūs molekulinės biologijos ir biotechnologijų metodai: praktinis laboratorijos vadovas yra glausta nuoroda apie bendrus pažangiosios molekulinės biologijos ir biotechnologijų eksperimentų protokolus ir metodus. Kiekviename skyriuje dėmesys sutelkiamas į skirtingą metodą, pateikiant apžvalgą prieš gilinantis į procedūrą žingsnis po žingsnio. Aptariami metodai apima genominės DNR ekstrakciją naudojant cetiltrimetilamonio bromidą (CTAB) ir ekstrakciją chloroformu, chromatografijos metodus, ELISA, hibridizaciją, gelio elektroforezę, taškinę analizę ir polimerazės grandininių reakcijų tyrimo metodus. Taip pat aptariami pagrindinės įrangos laboratoriniai protokolai ir standartinės darbo procedūros, pateikiant pamokančią laboratorinio darbo apžvalgą.

Šiame praktiniame vadove dėmesys sutelkiamas į naujausius molekulinės biologijos ir biotechnologijų tyrimo metodų pasiekimus ir naujoves, padedant tyrėjams ir praktikams tobulinti ir tobulinti savo metodikas bei perkelti savo darbą į kitą lygį.

Pažangūs molekulinės biologijos ir biotechnologijų metodai: praktinis laboratorijos vadovas yra glausta nuoroda apie bendrus pažangiosios molekulinės biologijos ir biotechnologijų eksperimentavimo protokolus ir metodus. Kiekviename skyriuje dėmesys sutelkiamas į skirtingą metodą, pateikiant apžvalgą prieš gilinantis į procedūrą žingsnis po žingsnio. Aptariami metodai apima genominės DNR ekstrakciją naudojant cetiltrimetilamonio bromidą (CTAB) ir ekstrakciją chloroformu, chromatografijos metodus, ELISA, hibridizaciją, gelio elektroforezę, taškinę analizę ir polimerazės grandininių reakcijų tyrimo metodus. Taip pat aptariami pagrindinės įrangos laboratoriniai protokolai ir standartinės darbo procedūros, pateikiant pamokančią laboratorinio darbo apžvalgą.

Šiame praktiniame vadove dėmesys sutelkiamas į naujausius molekulinės biologijos ir biotechnologijų tyrimo metodų pasiekimus ir naujoves, padedant tyrėjams ir praktikams tobulinti ir tobulinti savo metodikas bei perkelti savo darbą į kitą lygį.


Allenas, R. D., Baumannas, P. 1971. Žuvų sandara ir išsidėstymas genties rūšyseBeneckea irPhotobacterium fischeri. Bakteriologijos žurnalas107:295–302.

Gromovas, B. V., Mamkajeva, K. A. 1972. [Elektroninis mikroskopinis tyrimasBdellovibrio chlorellavorus parazitavimas ant žaliųjų dumblių ląsteliųChlorella vulgaris]. Tsitologija14:256–260. [Rusiškai.]

Harrisas, R. H., Mitchellas, R. 1973. Polimerų vaidmuo mikrobų agregacijoje. Kasmetinė mikrobiologijos apžvalga27:27–50.

Krausas, S. J., Glassmanas, L. H. 1974. Skenuojamojo elektroninio mikroskopo tyrimasNeisseria gonorrhoeae. Taikomoji mikrobiologija27:584–592.

Jephcott, A. E., Reyn, A., Birch-Andersen, A. 1971.Neisseria gonorrhoeae. III. Numanomų priedų prie skirtingų kolonijų tipų ląstelių demonstravimas. Acta Pathologica et Microbiologica Scandinavica B skyrius79:437–439.

Mamkaeva, K. A. 1966. [Stebėjimai apie genties kultūrų lizęChlorella]. Mikrobiologija35:853–859. [Rusiškai.]

Marchantas, H. J. 1973. Mažų gležnų biologinių mėginių apdorojimas skenuojančiai elektroninei mikroskopijai. Mikroskopijos žurnalas97:369–371.

Seidler, R. J., Mandel, M., Baptist, J. N. 1972 m.Bdellovibrios molekulinis nevienalytiškumas: dviejų naujų rūšių įrodymai. Bakteriologijos žurnalas109:209–217.

Seidleris, R. J., Starras, M. P. 1968. Žvynelinės struktūraBdellovibrio bacteriovorus. Bakteriologijos žurnalas95:1952–1955.

Starras, M.P. 1975. Apibendrinta organizmų asociacijų klasifikavimo schema. Eksperimentinės biologijos draugijos simpoziumai24:1–20.

Starras, M.P. 1975.Bdellovibrio kaip simbiontas: bdellovibrių susiejimas su kitomis bakterijomis, interpretuojamas kaip apibendrinta organizmo asociacijų klasifikavimo schema. Eksperimentinės biologijos draugijos simpoziumai24:93–124.

Starras, M. P., Baigentas, N. L. 1966. Parazitinė sąveikaBdellovibrio bacteriovorus su kitomis bakterijomis. Bakteriologijos žurnalas91:2006–2017.

Starras, M. P., Seidleris, R. J. 1971. Bdellovibrios. Kasmetinė mikrobiologijos apžvalga25:649–678.

Starras, M. P., Stolpas, H. 1976.Bdellovibrio metodika. Mikrobiologijos metodai9:217–244.

Stolpas, H. 1973. Bdellovibrios: bakteriniai bakterijų parazitai. Kasmetinė fitopatologijos apžvalga11:53–76.

Stolpas, H., Starras, M. P. 1963.Bdellovibrio bacteriovorus gen. et sp. n., plėšrus, ektoparazitinis ir bakteriolitinis mikroorganizmas. Antonie van Leeuwenhoek29:217–248.

Wanka, F., Schrauwen, P. J. A. 1971. Selektyviai slopina cikloheksimidą ribosomų RNR sintezę chlorelėje. Biochimica ir Biophysica Acta254:237–240.


DISKUSIJA

Šiame tyrime parodėme, kad Arabidopsis Ubikvitiną konjuguojantis fermentas UBC32, streso sukeltas funkcinis E2, lokalizuotas ER membranoje, sujungė ERAD procesą ir BR sukeltą augimo skatinimą bei druskos streso toleranciją.

BR yra gerai žinomi dėl savo funkcijų vystymosi, tokių kaip ląstelių dalijimasis ir pailgėjimas (Clouse ir Sasse, 1998). Šiame tyrime mes nustatėme, kad BR signalizacija prisideda prie augalų druskos tolerancijos. The ubc32 mutantai buvo jautresni eBL hipokotilo pailgėjimo eksperimente, kuris parodė, kad UBC32 neigiamai reguliavo BR signalizacijos kelią. Pranešama, kad BRI1 lokalizuojasi ir plazmos membranoje, ir ankstyvuose endosominiuose skyriuose, o didėjanti BRI1 endosominė lokalizacija sustiprina BR signalizaciją (Geldner ir kt., 2007). Žinduolių ląstelėse,

Nuo 60 iki 75 % laukinio tipo cistinės fibrozės transmembraninio laidumo reguliatoriaus buvo suardyta baltymo lankstymosi metu ER (Ward ir Kopito, 1994). Taigi, mes spėliojome, kad BRI1 sulankstymo būsena gali būti panaši į cistinės fibrozės transmembraninio laidumo reguliatoriaus būklę. Mūsų rezultatai parodė galimybę, kad BRI1 baltymų kokybės kontrolė ER buvo nutraukta dėl UBC32, todėl ER padidės laukinio tipo arba struktūriškai netobulos, bet biochemiškai funkcinės BRI1 kaupimasis. Tada tai gali būti pernešta į plazmos membraną endosominiu būdu, o tai padidina BR signalizaciją.

Ankstesniame mūsų tyrime apie Arabidopsis HRD komplekso ERAD komponentas HRD3A, mes nustatėme, kad ERAD prisideda prie augalų druskos tolerancijos (Liu ir kt., 2011). Šiame tyrime mes nustatėme, kad UBC32 yra funkcinis ERAD komponentas ir ubc32 mutantai parodė druskai tolerantiškus ir Tm tolerantiškus fenotipus. Manėme, kad įvairūs atsakai į druskos stresą ubc32 ir hrd3a atsirado dėl specifiškumo skirtingiems substratams. Nors UBC32 turėjo bendrus bri1-9 ir bri1-5 substratus su HRD3A, UBC32 substrato spektras gali turėti savo ypatybių. Pavyzdžiui, UBC32 prisidėjo prie MLO-12 degradacijos, kuri nebuvo patikrinta. hrd3a mutantai. Be to, UBC32 prisidėjo prie BRI1 ir ubc32 mutantų ir 35S-UBC32 augalai parodė pakitusį eBL fenotipą. Tačiau šis eBL atsakymas nebuvo patikrintas hrd3a augalai. Atsižvelgiant į tai, kad UBC32 ir HRD3A mielių homologiniai genai priklauso skirtingiems ERAD kompleksams (Doa10 ir Hrd1 kompleksams), o Hrd1 kompleksas daugiausia atpažįsta ERAD-L substratus, o Doa10 daugiausia prisideda prie ERAD-M ir ERAD-C substratų (Kostova ir kt. al., 2007), UBC32 ir HRD3A substratų diapazonų įvairinimas yra pagrįstas.

Kitu aspektu jau yra keletas pavyzdžių, kad ERAD gali turėti teigiamą poveikį organizmams konkrečiose situacijose. Pavyzdžiui, mielių mutacijos ubc6 slopina temperatūrai jautrų fenotipą sek61 mutantas, kuris lemia išlikimą sek61 mutantas normaliai ribojančioje temperatūroje (Sommer ir Jentsch, 1993). Remdamiesi šiuo reiškiniu, spėliojome, kad ląstelei gali būti svarbu palaikyti ER funkcijos homeostazę. Gydymas Tm turėtų smarkiai slopinti daugelio svarbių glikoproteinų, kurie kontroliuoja augalų augimą ir vystymąsi bei sukelia sunkų ER stresą, glikozilinimą. Taigi, ERAD defektai, tokie kaip mutacija UBC32 gali pakenkti ER stresui, užkertant kelią tam tikrų struktūriškai netobulų, bet funkcinių baltymų skilimui ir leidžiant juos gabenti į paskirties vietą. Tai yra bri1-5 ir bri1-9 atveju ir lemia toleranciją ubc32 mutantai Tm.

Be to, UPR aktyvinimas padidina baltymų lankstymo pajėgumą ER, kuris kartu su ERAD baltymų skaidymo funkcijomis sąlygoja augalų reakciją į skirtingus stresus. Kita vertus, pernelyg išreikšta UBC32 gali sukelti pernelyg uolų funkcinių baltymų ERAD degradaciją ir paaiškinti tai 35S-UBC32 augalų augimo sulėtėjimas, esant trumpesnėms šaknims ir mažesnėms antžeminėms dalims, esant standartinėms augimo sąlygoms, ir kad 35S-UBC32 augalai parodė jautrų fenotipą po gydymo Tm. Panašus mechanizmas gali egzistuoti ir reaguojant į druskos stresą. Taip pat pastebėjome, kad mažesnė išraiška 35S-UBC32 tik nedidelį komponentą prisidėjo prie fenotipo, ir tai gali reikšti, kad tam tikras UBC32 kiekis augaluose yra būtinas norint optimizuoti ERAD kelio funkciją. Be to, mūsų rezultatai rodo, kad sustiprintas BR signalizavimas buvo atsakingas už druskos tolerancijos vystymąsi ubc32 mutantai. Mūsų UBC32 tyrimai leidžia geriau suprasti augalų naudojamą mechanizmą homeostazei palaikyti skirtingomis streso sąlygomis.

Dubliavimasis UBC genai, nuo vienos Ubc6p kopijos mielėse iki kelių kopijų metaziniuose ir augaluose, ir nesugebėjimas papildyti žmogaus homologais (Lenk ir kt., 2002) ir UBC32 mielėse rodo, kad pavienių mielių Ubc6p funkcija aukštesniuose eukariotuose ląstelės yra padalintos tarp dviejų pošeimų: UBC32 / UBE2J1 ir UBC33 / UBC34 / UBE2J2. Taigi, tiriant dvigubus ar trigubus mutantus, pvz ubc32 ubc33, ubc32 ubc34, ir ubc32 ubc33 ubc34, leis geriau suprasti šios membraną apimančios UBC baltymų domenų grupės vaidmenį Arabidopsis. UBC32 koekspresija su UBC33 arba UBC34 mielėse ubc6p mutantas taip pat gali paaiškinti evoliucinį ryšį tarp mielių ir augalų Ubc6p homologų.

Yra žinoma, kad ER streso signalai suaktyvins su ER lokalizuotus su membranomis susijusius bZIP transkripcijos faktorius, tokius kaip bZIP17, bZIP28 ir bZIP60. Arabidopsis. bZIP17 ir bZIP28 UPR metu perduoda streso signalus iš ER į branduolį, pernešdami tuos bZIP į Golgi aparatą, kad juos galėtų apdoroti Golgi lokalizuotos proteazės. Be to, perkėlimas Arabidopsis Nustatyta, kad bZIP60 į branduolį reguliuojamas netradiciniu Arabidopsis bZIP60 mRNR pagal IRE-1 (Deng ir kt., 2011). Apdorotos bZIP formos yra importuojamos į branduolį, kad suaktyvintų streso atsako genus, tokius kaip chaperonai (Liu ir Howell, 2010). Padidėjęs ER chaperonų ekspresijos lygis gali turėti įtakos padidėjusiam druskos tolerancijai. Buvo pranešta, kad BR signalizacijai gali turėti įtakos Golgi kūnų gebėjimas atlikti reguliuojamą intramembraninę proteolizę, o tai rodo ryšį tarp ER streso ir BR signalizacijos (Che ir kt., 2010). Tačiau mūsų tyrimas pateikia įrodymų, kad BR signalizaciją taip pat tiesiogiai reguliuoja ERAD mechanizmas, o tai atveria klausimą, ar ERAD ir reguliuojama intramembraninė proteolizė veikia kartu, ar atskirai. Tai būtų atitinkamai išspręsta analizuojant ERAD ir UPR komponentų genetinę sąveiką.

BR taip pat gali padidinti abiotinio streso toleranciją sąveikaudami su kitais augalų hormonais, tokiais kaip ABA (Divi ir kt., 2010). Pavyzdžiui, buvo pranešta, kad BR ir ABA susikerta po BR suvokimo, bet BIN2 arba prieš jį, todėl didelę dalį BR reaguojančių genų taip pat reguliuoja ABA (Zhang ir kt., 2009a). Pateikti duomenys rodo, kad ABA vaidina labai svarbų vaidmenį nustatant sėklų ramybės pajėgumą embriono brendimo metu ir slopinant sėklų dygimą, o BR skatina sėklų daigumą, galbūt dėl ​​to, kad embrionai gali augti, o tai priešinasi ABA poveikiui. Zhang ir kt., 2009b). Mūsų duomenys parodė, kad bri1-9 ubc32 dvigubi mutantai yra nejautresni NaCl sukeltam daigumo slopinimui, palyginti su bri1-9 ir nurodė kitą galimą mechanizmą, kuriuo BR ir ABA sąveikauja moduliuodami BRI1 kiekį ERAD mechanizmu. Šią galimybę dar labiau patvirtino alternatyvus ABA jautrumas tiek daigumui, tiek augimui po daigumo ubc32 ir UBC32 viršekspresoriai. Net ir turėdami dabartinius duomenis, vis tiek negalėjome atmesti ABA ir BR susikirtimo galimybės ERAD reguliuojamoje augalų druskos reakcijoje. Ši hipotezė ateityje gali būti išnagrinėta tiriant genetinę sąveiką tarp BR, ABA ir ERAD mutantų. Tolesni kitų ERAD komponentų tyrimai Arabidopsis taip pat padės geriau suprasti ERAD mechanizmo ryšį su skirtingais augalų fiziologiniais procesais.


Absolventai dalykai

MIT-WHOI bendra okeanografijos programa

7.410 Taikomoji statistika

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
3-0-9 vienetai
Galima pakartoti dėl kredito.

Supažindina su šiuolaikine taikomąja statistika. Temos apima tikimybe pagrįstus vertinimo metodus, pasikliautinuosius intervalus ir hipotezės tikrinimo įkrovos laiko eilutes modeliuojančius linijinius modelius neparametrinę regresiją ir modelių pasirinkimą. Sutvarkyta pagal pavyzdžius, paimtus iš naujausios literatūros.

7.411 Biologinės okeanografijos seminarai

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
Vienetai išdėstyti [P/D/F]
Galima pakartoti dėl kredito.

Pasirinktos temos biologinėje okeanografijoje.

7.421 Biologinės okeanografijos problemos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
Vienetai išdėstyti [P/D/F]
Galima pakartoti dėl kredito.

Išplėstinės biologinės okeanografijos problemos su priskirtu skaitymu ir konsultacija.

Informacija: M. Neubert (WHOI)

7.430 Kiekybinio jūrų mokslo temos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
2-0-4 vienetai
Galima pakartoti dėl kredito.

Paskaitos ir diskusijos apie kiekybinę jūrų ekologiją. Temos kiekvienais metais skiriasi.

7.431 Jūrų ekologijos temos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo)
2-0-4 vienetai
Galima pakartoti dėl kredito.

Paskaitos ir diskusijos apie ekologinius principus ir procesus jūrų populiacijose, bendruomenėse ir ekosistemose. Temos kiekvienais metais skiriasi.

7.432 Jūrų fiziologijos ir biochemijos temos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
2-0-4 vienetai
Galima pakartoti dėl kredito.

Paskaitos ir diskusijos apie fiziologinius ir biocheminius procesus jūrų organizmuose. Temos kiekvienais metais skiriasi.

7.433 Biologinės okeanografijos temos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
2-0-4 vienetai
Galima pakartoti dėl kredito.

Paskaitos ir diskusijos apie biologinę okeanografiją. Temos kiekvienais metais skiriasi.

7.434 Zooplanktono biologijos temos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
2-0-4 vienetai
Galima pakartoti dėl kredito.

Paskaitos ir diskusijos apie jūrinio zooplanktono biologiją. Temos kiekvienais metais skiriasi.

7.435 Bentoso biologijos temos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
2-0-4 vienetai
Galima pakartoti dėl kredito.

Paskaitos ir diskusijos apie jūrų bentoso biologiją. Temos kiekvienais metais skiriasi.

7.436 Fitoplanktono biologijos temos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
2-0-4 vienetai
Galima pakartoti dėl kredito.

Paskaitos ir diskusija apie jūrinio fitoplanktono biologiją. Temos kiekvienais metais skiriasi.

7.437 Molekulinės biologinės okeanografijos temos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
2-0-4 vienetai
Galima pakartoti dėl kredito.

Paskaitos ir diskusija apie molekulinę biologinę okeanografiją. Temos kiekvienais metais skiriasi.

7.438 Jūrų gyvūnų elgesio temos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
2-0-4 vienetai
Galima pakartoti dėl kredito.

Paskaitos ir diskusija apie jūrų gyvūnų elgsenos biologiją. Temos kiekvienais metais skiriasi.

7.439 Jūrų mikrobiologijos temos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo)
2-0-4 vienetai
Galima pakartoti dėl kredito.

Paskaitos ir diskusija apie jūrų prokariotų biologiją. Temos kiekvienais metais skiriasi.

7.440 Įvadas į matematinę ekologiją

Būtina sąlyga: Calculus I (GIR), 1.018[J] arba instruktoriaus leidimas
2020–2021 mokslo metai: nesiūloma
2021–2022 m. mokslo metai: G (pavasaris)
3-0-9 vienetai

Apima pagrindinius populiacijos augimo, demografijos, gyventojų sąveikos (konkurencijos, grobuonystės, savitarpio), maisto tinklų, derliaus nuėmimo ir infekcinių ligų modelius bei jų analizei reikalingus matematinius įrankius. Kadangi šios priemonės taip pat yra pagrindinės analizuojant biochemijos, fiziologijos ir elgesio modelius, šis dalykas taip pat plačiai aktualus studentams, kurių interesai neapsiriboja ekologinėmis problemomis.

7.470 Biologinė okeanografija

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
3-0-9 vienetai

Skirta studentams, turintiems aukštesnį biologijos išsilavinimą. Intensyvi biologinės okeanografijos apžvalga. Aptartos pagrindinės paradigmos ir išnagrinėta biologinių procesų vandenyne priklausomybė nuo fizinių ir cheminių aplinkos aspektų. Tyrinėja jūrų buveinių įvairovę, pagrindines tose buveinėse gyvenančias taksonų grupes ir bendrą įvairių taksonų biologiją: organinių medžiagų gamybą ir vartojimą vandenyne, taip pat tuos procesus kontroliuojančius veiksnius. Rūšių įvairovė, jūrinių maisto tinklų struktūra ir energijos srautas skirtingose ​​jūros buveinėse yra išsamios ir kontrastingos.

7.491 Biologinės okeanografijos tyrimai

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris, vasara)
Vienetai išdėstyti [P/D/F]
Galima pakartoti dėl kredito.

Vadovaujamas biologinės okeanografijos tyrimas, dėl kurio baigiamasis baigiamasis darbas ir inicijuotas prieš kvalifikacinį egzaminą.

Mikrobiologija (MICRO)

7.492[J] Mikrobiologijos metodai ir problemos

Ta pati tema kaip 1,86[J], 20,445[J]
Išankstinė sąlyga: nėra
G (ruduo)
3-0-9 vienetai

Studentai skaitys ir aptars pirminę literatūrą, apimančią pagrindines mikrobų tyrimų sritis, pabrėždami metodus ir metodus, naudojamus mikrobams suprasti ir manipuliuoti. Pirmenybė mikrobiologijos ir biologijos pirmo kurso studentams.

7.493[J] Mikrobų genetika ir evoliucija

Ta pati tema kaip 1,87[J], 12,493[J], 20,446[J]
Būtina sąlyga: 7.03, 7.05 arba instruktoriaus leidimas
G (ruduo)
4-0-8 vienetai

Apima mikrobų genetinės ir genominės analizės, centrinės dogmos, horizontalaus genų perdavimo ir evoliucijos aspektus.

A. D. Grossman, O. Cordero

7.494 Mikrobiologijos tyrimų problemos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris, vasara)
Vienetai išdėstyti [P/D/F]
Galima pakartoti dėl kredito.

Vadovavo moksliniams tyrimams mikrobų mokslo ir inžinerijos srityse.

7.498 Mikrobiologijos dėstymo patirtis

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
Vienetai išdėstyti [P/D/F]
Galima pakartoti dėl kredito.

Kvalifikuotiems mikrobiologijos magistrantūros studijų programos studentams, besidomintiems mokymu. Mokymas klasėje arba laboratorijoje, prižiūrint fakulteto nariui.

7.499 Mikrobiologijos tyrimų rotacijos

Išankstinė sąlyga: nėra. Korekv.: 7,492[J] arba 7,493[J] instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
Vienetai išdėstyti [P/D/F]
Galima pakartoti dėl kredito.

Supažindina studentus su dėstytojais, dalyvaujančiais tarpžinybinėje mikrobiologijos magistrantūros programoje, per tris laboratorijų rotacijas, kurios suteikia platų mikrobiologijos tyrimų poveikį MIT. Studentai pasirenka laboratoriją baigiamojo darbo tyrimams iki pirmųjų metų pabaigos. Atsižvelgiant į tarpdisciplininį programos pobūdį ir daugybę mokslinių tyrimų programų, studentai gali dirbti kartu su daugiau nei vienu mokslinių tyrimų vadovu. Tik mikrobiologijos studijų programos studentams.

7.MTHG Mikrobiologijos baigiamasis darbas

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, PP, pavasaris, vasara)
Sutvarkyti padaliniai
Galima pakartoti dėl kredito.

Mokslinių tyrimų programa, leidžianti rašyti daktaro disertaciją. Tvarko studentas ir atitinkamas MIT fakulteto narys.

Biologija

7.50 Metodas ir logika molekulinėje biologijoje

Išankstinė sąlyga: nėra. Korekv.: 7,51 ir 7,52 arba instruktoriaus leidimas
G (ruduo)
4-0-8 vienetai

Logika, eksperimentinis dizainas ir metodai biologijoje, naudojant pirminės literatūros diskusijas, siekiant išsiaiškinti biologinio tyrimo principus darant atradimus ir tikrinant hipotezes. Bendradarbiaudami su dėstytojais, studentai taip pat taiko tuos principus, kad sukurtų potencialų tyrimo projektą, pateikiamą tiek raštu, tiek žodžiu. Tik 7 kurso absolventams.

I. Cheeseman, M. Hemann, J. Lees, D. Sabatini, F. Solomon, S. Vos

7.51 Biocheminės analizės principai

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo)
6-0-6 vienetai

Biochemijos principai, akcentuojant struktūrą, pusiausvyros tyrimus, kinetiką, informatiką, vienos molekulės tyrimus ir eksperimentinį projektavimą. Temos apima makromolekulinį surišimą ir specifiškumą, baltymų lankstymą ir išsiskleidimą, allosterines sistemas, transkripcijos faktorius, kinazes, membraninius kanalus ir transporterius bei molekulines mašinas.

7.52 Genetika abiturientams

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo)
4-0-8 vienetai

Genetinės analizės principai ir metodai, įskaitant Mendelio paveldėjimą ir prokariotų genetiką, mielių genetiką, vystymosi genetiką, neurogenetiką ir žmogaus genetiką.

H. R. Horvitzas, C. Kaiseris, E. Landeris

7.540[J] Cheminės biologijos ribos

Ta pati tema kaip 5.54[J], 20.554[J]
Būtina sąlyga: 5.07[J], 5.13, 7.06 ir instruktoriaus leidimas
G (ruduo)
3-0-9 vienetai

Žr. aprašymą 5.54 [J] temoje.

L. Kiessling, M. Pečiai

7.546[J] Biotechnologijų mokslas ir verslas

Ta pati tema kaip 15.480[J], 20.586[J]
Išankstinė sąlyga: nėra. Korekv.: 15.401 instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
3-0-6 vienetai

Žr. aprašymą 15.480[J] temoje.

7.548[J] Biogamybos pažanga

Ta pati tema kaip 10.53[J]
Subjektas atitinka 7.458[J], 10.03[J]
Išankstinė sąlyga: nėra
G (pavasario antroji kadencijos pusė)
1-0-2 vienetai

Seminare nagrinėjama, kaip gaminami biofarmaciniai preparatai – vis svarbesnė vaistų klasė. Temos įvairios – nuo ​​pagrindinių bioprocesų iki naujų technologijų iki biogamybos ekonomikos. Taip pat apima globalizacijos poveikį reguliavimo ir kokybės požiūriui bei tiekimo grandinės vientisumui. Studentai, turintys absolventų versiją, atlieka papildomas užduotis.

J. C. Love, A. Sinskey, S. Springs

7.549[J] Atvejų tyrimai ir strategijos narkotikų atradimo ir plėtros srityje

Ta pati tema kaip 15.137[J], 20.486[J], HST.916[J]
Išankstinė sąlyga: nėra
2020–2021 mokslo metai: nesiūloma
2021–2022 m. mokslo metai: G (pavasaris)
2-0-4 vienetai

Žr. aprašymą 20.486[J] temoje.

7.55 Šiuolaikinio eksperimentinio dizaino atvejų analizė

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
2-0-7 vienetai

Pagrindinis dėmesys skiriamas mokinių gebėjimo analizuoti, kurti ir pristatyti eksperimentus gerinimui, akcentuojant šiuolaikines technikas. Klasės diskusijos prasideda nuo straipsnių, kuriuose buvo sukurti arba naudojami šiuolaikiniai metodai (pvz., kiekybinė mikroskopija, biofiziniai ir molekuliniai genetiniai metodai), siekiant išspręsti svarbias biologijos problemas. Kiekvienas studentas parengia vieną konkretų standartinio tyrimo pasiūlymo tikslą projektui, kuriame pabrėžiama tyrimo strategija, eksperimentinis dizainas ir rašymas.

L. Guarente, S. Sprangeris

7.571 Kiekybinė biologinių duomenų analizė (nauja)

Išankstinė sąlyga: nėra
G (pavasario pirmoji kadencijos pusė)
2-0-4 vienetai

Tikimybių teorijos ir statistinių metodų taikymas analizuojant biologinius duomenis. Temos apima: aprašomąją ir išvadinę statistiką, įvadą į Bajeso statistiką, kiekybinių eksperimentų kūrimą ir didelio masto duomenų rinkinių analizės metodus. Pabrėžiamas <em>konceptualus</em> temų supratimas, o metodai iliustruojami naudojant Python programavimo kalbą. Nors pagrindinis Python supratimas yra skatinamas, programavimo patirties nereikia. Tikimasi, kad studentai, mokantys absolventų versiją, išsamiau išnagrinės dalyką.

7.572 Kiekybiniai biologinių sistemų matavimai ir modeliavimas (nauja)

Išankstinė sąlyga: nėra
G (pavasario antroji kadencijos pusė)
2-0-4 vienetai

Kiekybinis eksperimentinis projektavimas, duomenų analizė ir modeliavimas biologinėms sistemoms. Temos apima absoliutų / santykinį kiekybinį įvertinimą, triukšmą ir atkuriamumą, regresiją ir koreliaciją, populiacijos augimo modeliavimą, genų ekspresiją, ląstelių dinamiką, grįžtamojo ryšio reguliavimą, virpesius. Tikimasi, kad studentai, mokantys absolventų versiją, išsamiau išnagrinės dalyką.

7.573 Šiuolaikinė biostatistika (nauja)

Dalykas susitinka su 7.093
Išankstinė sąlyga: 7.03 ir 7.05
G (pavasario pirmoji kadencijos pusė)
2-0-4 vienetai

Supažindinama su šiuolaikinėje biologijoje naudojama tikimybe ir statistika. Diskretieji ir tolydieji tikimybių skirstiniai, statistinis modeliavimas, hipotezių tikrinimas, Bajeso statistika, nepriklausomybė, sąlyginė tikimybė, Markovo grandinės, duomenų vizualizavimo metodai, klasterizavimas, pagrindinių komponentų analizė, neparametriniai metodai, Monte Karlo modeliavimas, klaidingų atradimų dažnis. Taikymas DNR, RNR ir baltymų sekų analizės genetikos genomikai. Namų darbai susiję su R programavimo kalba, tačiau išankstinė programavimo patirtis nebūtina. Studentai, užsiregistravę absolventų versijai, atlieka papildomą projektą, taikydami biostatistinius metodus savo tyrimų duomenims.

7.574 Šiuolaikinė skaičiavimo biologija (nauja)

Dalykas susitinka su 7.094
Išankstinė sąlyga: 7.03 ir 7.05
G (pavasario antroji kadencijos pusė)
2-0-4 vienetai

Supažindina su šiuolaikiniais skaičiavimo biologijos metodais, daugiausia dėmesio skiriant DNR/RNR/baltymų sekų analizei. Temos apima naujos kartos DNR sekos nustatymą ir sekos duomenų analizę, RNR-seq (masinę ir vienaląstę), ribosomų profiliavimą ir proteomiką. Studentai, užsiregistravę į absolventų versiją, atlieka papildomą projektą, taikydami bioinformatinius metodus savo tyrimų duomenims.

7.58 Molekulinė biologija

Dalykas susitinka su 7.28
Reikalavimas: 7.03, 7.05 ir instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
5-0-7 vienetai

Išsami biocheminių mechanizmų, kurie kontroliuoja prokariotų ir eukariotų genomų palaikymą, ekspresiją ir evoliuciją, analizė. Paskaitoje ir atitinkamos literatūros skaitymuose nagrinėjamos temos: genų reguliavimas, DNR replikacija, genetinė rekombinacija ir mRNR transliacija. Pabrėžta eksperimentinio planavimo logika ir duomenų analizė. Pristatymai apima ir paskaitas, ir grupines reprezentacinių literatūros pranešimų diskusijas. Tikimasi, kad studentai, mokantys absolventų versiją, išsamiau išnagrinės dalyką.

7,59[J] Kolegijos lygio mokslo ir inžinerijos dėstymas

Ta pati tema kaip 1,95 [J], 5,95 [J], 8,395 [J], 18,094 [J]
Subjektas atitinka 2.978
Išankstinė sąlyga: nėra
2020–2021 mokslo metai: nesiūloma
2021–2022 mokslo metai: G (ruduo)
2-0-2 vienetai

Žr. aprašymą 5.95 [J] temoje.

7.60 Ląstelių biologija: branduolio struktūra ir funkcijos

Prielaida: 7.06 arba instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
3-0-9 vienetai

Eukariotų genomo struktūra, funkcija ir ekspresija, RNR apdorojimas ir ląstelių ciklo reguliavimas. Dėmesys metodams ir logikai, naudojamiems svarbioms branduolinių ląstelių biologijos problemoms spręsti. Paskaitos plačiomis branduolinių ląstelių biologijos temomis ir diskusijos apie naujausius reprezentatyvius dokumentus.

7.61[J] Eukariotų ląstelių biologija: principai ir praktika

Ta pati tema kaip 20.561[J]
Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo)
4-0-8 vienetai

Pabrėžia metodus ir logiką, naudojamus analizuojant eukariotinių ląstelių struktūrą ir funkcijas įvairiose sistemose (pvz., mielėse, musėse, kirmėlėse, pelėse, žmogaus raidoje, kamieninėse ląstelėse, neuronuose). Derina paskaitas ir išsamias literatūros skaitymo apskritojo stalo diskusijas, kuriose aktyviai dalyvauja fakulteto ekspertai. Dėmesys sutelkiamas į membranas (struktūrą, funkciją, eismą), organelius, ląstelės paviršių, signalo perdavimą, citoskeletą, ląstelių judrumą ir tarpląstelinę matricą. Svyruoja nuo pagrindinių studijų iki pritaikymo žmonių ligoms, kartu pabrėžiant kritinę eksperimentinių metodų analizę. Registracija ribota.

7.62 Mikrobų fiziologija

Dalykas susitinka su 7.21
Reikalavimas: 7.03, 7.05 ir instruktoriaus leidimas
G (ruduo)
4-0-8 vienetai

Bakterijų ir kitų mikroorganizmų biocheminės savybės, leidžiančios joms augti įvairiomis sąlygomis. Bakterijų ir bakteriofagų sąveika. Genetinis ir metabolinis fermentų veikimo ir fermentų susidarymo reguliavimas. Bakterijų ląstelės apvalkalo komponentų struktūra ir funkcijos. Baltymų sekrecija, ypač pabrėžiant įvairius jo vaidmenis patogenezėje. Papildomos temos yra bioenergetika, simbiozė, kvorumo nustatymas, pasaulinės reakcijos į DNR pažeidimus ir bioplėvelės. Tikimasi, kad studentai, mokantys absolventų versiją, išsamiau išnagrinės dalyką.

G. C. Walkeris, A. J. Sinskey

7,63 [J] Imunologija

Ta pati tema kaip 20.630[J]
Subjektas susitinka su 7,23[J], 20,230[J]
Prielaida: 7.06 ir instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
5-0-7 vienetai

Išsamus imuninės sistemos molekulinių, genetinių ir ląstelinių aspektų tyrimas. Temos apima įgimtą ir adaptyvų imuniteto ląsteles ir imuninės sistemos organus, kraujodaros imunoglobulino, T ląstelių receptorių ir pagrindinių histokompatibilumo komplekso (MHC) baltymų ir genų vystymąsi bei B ir T limfocitų imuninio atsako į infekcijas ir navikus funkcijas, padidėjusį jautrumą, autoimunitetą ir imunodeficitus. . Ypatingas dėmesys skiriamas imuninės sistemos, kaip visumos, vystymuisi ir funkcionavimui, tirtam šiuolaikiniais metodais ir metodais. Studentai, besimokantys antrosios pakopos versijos, tyrinėja temą nuodugniau, įskaitant naujausios pirminės literatūros studijas.

S. Sprangeris, M. Birnbaumas

7.64 Žmogaus nervų ir raumenų sutrikimų molekuliniai mechanizmai, patologija ir terapija

Prielaida: instruktoriaus leidimas
2020–2021 mokslo metai: nesiūloma
2021–2022 m. mokslo metai: G (pavasaris)
3-0-9 vienetai

Tiriamas centrinės nervų sistemos ir neuroraumeninių sutrikimų molekulinis ir klinikinis pagrindas, ypatingą dėmesį skiriant terapinės intervencijos strategijoms. Atsižvelgiama į nuodugnią klinikinių požymių, patologinių mechanizmų ir atsakymų į dabartines terapines intervencijas analizę. Apima neurodegeneracines ligas, pvz., Hantingtono ligą, Parkinsono ligą, Alzheimerio ligą, amiotropinę šoninę šlerozę, priekinę laikinę demenciją ir neuromuskulinius sutrikimus, tokius kaip miotoninė distrofija, veido pečių humoralinė distrofija ir Diušeno raumenų distrofija.

7,65[J] Molekulinės ir ląstelių neurologijos branduolys I

Ta pati tema kaip 9.015[J]
Išankstinė sąlyga: nėra
G (ruduo)
3-0-9 vienetai

Žr. aprašymą 9.015[J] temoje.

7.66 Infekcinės ligos molekulinis pagrindas

Dalykas susitinka su 7.26
Prielaida: 7.06 ir instruktoriaus leidimas
2020–2021 mokslo metai: nesiūloma
2021–2022 m. mokslo metai: G (pavasaris)
4-0-8 vienetai

Daugiausia dėmesio skiriama šeimininko ir patogeno sąveikos principams, akcentuojant žmonių infekcines ligas. Pateikiamos pagrindinės patogenezės sąvokos, tiriant įvairius žmogaus patogenus. Apima kritinę priskirtų skaitymų analizę ir aptarimą. Tikimasi, kad studentai, mokantys absolventų versiją, išsamiau išnagrinės dalyką.

7,68[J] Molekulinės ir ląstelinės neurologijos branduolys II

Ta pati tema kaip 9.013[J]
Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
3-0-9 vienetai

Žr. aprašymą 9.013 [J] temoje.

7.69[J] Vystymosi neurobiologija

Ta pati tema kaip 9.181[J]
Subjektas susitinka su 7,49[J], 9,18[J]
Būtina sąlyga: 9.011 arba instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
3-0-9 vienetai

Žr. aprašymą 9.181 [J] temoje.

7.70 Genų ekspresijos reguliavimas

Prielaida: instruktoriaus leidimas
2020–2021 mokslo metai: nesiūloma
2021–2022 m. mokslo metai: G (pavasaris)
4-0-8 vienetai

Seminare nagrinėjami pagrindiniai genų ekspresijos biologinio reguliavimo principai. Daugiausia dėmesio skiriama pavyzdžiams, kuriais grindžiami šie principai, taip pat tie, kurie ginčija tam tikras senas nuomones. Aptariamos temos gali apimti transkripcijos faktorių, stiprintuvų, DNR modifikacijų, nekoduojančių RNR ir chromatino struktūros vaidmenį reguliuojant genų ekspresiją ir transkripcijos būsenų epigenetinio paveldėjimo mechanizmus. Apribota iki 40.

7.71 Biofizinė technika

Dalykas atitinka 5.78
Būtina sąlyga: 5.13, 5.60, (5.07[J] arba 7.05) ir instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
5-0-7 vienetai

Supažindina studentus su šiuolaikiniais biofiziniais metodais tiriant biologines sistemas nuo atominių, molekulinių ir ląstelių mastelių. Apima nuodugnią diskusiją apie metodus, apimančius visą skiriamosios gebos diapazoną, įskaitant rentgeno kristalografiją, elektronų ir šviesos mikroskopiją. Aptaria kitus įprastus biofizinius metodus makromolekulinėms charakteristikoms atlikti. Paskaitos apima teorinius metodų principus, o studentams atliekami praktiniai laboratoriniai pratimai, naudojant MIT turimus prietaisus. Atitinka 5,78, kai siūloma vienu metu.

7.72 Kamieninės ląstelės, regeneracija ir vystymasis

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
4-0-8 vienetai

Temos apima įvairias kamienines ląsteles, tokias kaip raumenų, žarnyno, odos, plaukų ir kraujodaros kamieninės ląstelės, taip pat pluripotentinės kamieninės ląstelės. Temos yra susijusios su ląstelių poliškumu ir ląstelių likimu, padėties informacija ir vystymosi bei regeneracijos modeliais, galūnių, širdies ir viso kūno regeneracijos kamieninių ląstelių atsinaujinimo progenitorinėmis ląstelėmis vystymosi atsakuose į žaizdas ir kamieninių ląstelių taikymą kuriant gydymą. Referatų aptarimas papildo paskaitas.

7.73 Cheminės biologijos principai

Prielaida: 7.05 ir instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
Nesiūloma reguliariai konsultuotis su skyriumi
3-0-9 vienetai

Apima biologijos, chemijos ir inžinerijos sritis, klasėje nagrinėjami cheminės biologijos principai ir jos cheminių bei fizikinių metodų ir reagentų taikymas tiriant ir manipuliuojant biologinėmis sistemomis. Temos apima bioortogonines reakcijas ir aktyvumu pagrįstą baltymų profiliavimą, mažų molekulių inhibitorius ir cheminę genetiką, fluorescencinius zondus biologiniams tyrimams ir nenatūralią aminorūgščių mutagenezę. Taip pat apima cheminės biologijos metodus, skirtus dinaminėms potransliacinėms modifikavimo reakcijoms, natūralių produktų biosintezei ir mutasintezei bei didelio našumo vaistų atrankai tirti. Tikimasi, kad studentai, mokantys absolventų versiją, išsamiau išnagrinės dalyką.

7.74[J] ​​Biofizikos ir fizinės biologijos temos

Ta pati tema kaip 8.590[J], 20.416[J]
Išankstinė sąlyga: nėra
G (ruduo)
Nesiūloma reguliariai konsultuotis su skyriumi
2-0-4 vienetai

Žr. aprašymą 20.416[J] temoje.

I. Cisse, N. Fakhri, M. Guo

7.76 Makromolekulinės struktūros ir funkcijų temos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
2020–2021 mokslo metai: nesiūloma
2021–2022 m. mokslo metai: G (pavasaris)
3-0-6 vienetai

Nuodugni klasikinės ir dabartinės literatūros analizė ir aptarimas, akcentuojant baltymų ir kitų biologinių makromolekulių struktūrą, funkciją ir mechanizmus.

7.77 Nukleorūgštys, struktūra, funkcijos, evoliucija ir jų sąveika su baltymais

Būtina sąlyga: 7.05, 7.51 arba instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
3-0-9 vienetai

Apžvelgia pirminę literatūrą, daugiausia dėmesio skiriant biocheminiams, biofiziniams, genetiniams ir kombinatoriniams nukleino rūgščių supratimo metodams. Temos apima bendrąsias DNR ir RNR RNR, kaip katalizatorių ir genų ekspresijos reguliatorių RNR redagavimo ir stebėjimo savybes, funkcijas ir struktūrinius motyvus bei nukleino rūgščių sąveiką su baltymais, tokiais kaip cinko pirštų baltymai, modifikavimo fermentai, aminoacilo. tRNR sintetazės ir kiti transliacijos mechanizmo baltymai. Apima kai kurias paskaitas, tačiau dažniausiai tai yra dabartinės literatūros analizė ir aptarimas studentų pristatymų kontekste.

D. Bartelis, U. RajBhandary

7.80 Cheminės biologijos pagrindai

Subjektas atitinka 5.08[J], 7.08[J]
Išankstinė sąlyga: 5,13 ir (5,07[J] arba 7,05)
G (pavasaris)
4-0-8 vienetai

Ši klasė, apimanti biologijos, chemijos ir inžinerijos sritis, supažindina studentus su cheminės biologijos principais ir cheminių bei fizikinių metodų ir reagentų taikymu tiriant ir manipuliuojant biologinėmis sistemomis. Temos apima nukleino rūgščių struktūrą, atpažinimą ir manipuliavimą baltymų lankstymu ir stabilumu bei proteostazės bioortogonines reakcijas ir aktyvumu pagrįstą baltymų profiliavimo cheminę genetiką ir mažų molekulių inhibitorių atrankos fluorescencinius zondus, skirtus biologinei analizei ir vaizdavimui bei nenatūralių aminorūgščių mutagenezei. Klasėje taip pat bus aptarta dinaminių potransliacinių modifikavimo reakcijų logika, akcentuojant cheminės biologijos metodus, skirtus sudėtingų procesų, įskaitant glikozilinimą, fosforilinimą ir lipidavimą, studijoms. Tikimasi, kad studentai, mokantys absolventų versiją, išsamiau išnagrinės dalyką.

B. Imperiali, L. Kiessling, R. Raines

7.81[J] Sistemų biologija

Ta pati tema kaip 8.591[J]
Dalykas susitinka su 7.32
Reikalavimas: (18.03 ir 18.05) arba instruktoriaus leidimas
G (ruduo)
3-0-9 vienetai

Žr. aprašymą 8.591 [J] temoje.

7.82 Žinduolių vystymosi ir genetikos temos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
2020–2021 mokslo metai: nesiūloma
2021–2022 m. mokslo metai: G (pavasaris)
3-0-9 vienetai

Seminaras, apimantis embriologinius, molekulinius ir genetinius pelių ir žmonių vystymosi metodus. Temos apima embrioninių kamieninių ląstelių gastruliaciją prieš implantaciją, genų taikymą ir somatinių ląstelių branduolinį perprogramavimą, genominį įspaudą, X inaktyvacijos lyties nustatymą ir lytines ląsteles.

7.85 Vėžio požymiai

Dalykas susitinka su 7.45
Išankstinė sąlyga: nėra. Korekv.: 7.06 instruktoriaus leidimas
G (ruduo)
4-0-8 vienetai

Suteikia išsamų įvadą į vėžio biologijos ir vėžio gydymo pagrindus. Temos apima vėžio genetiką, genomiką ir epigenetiką, šeiminio vėžio sindromus, signalų perdavimą, ląstelių ciklo kontrolę ir apoptozę, vėžio metabolizmo kamienines ląsteles ir vėžio metastazių vėžio imunologiją ir imunoterapiją, tradicinius ir į molekulinius tikslus nukreiptus gydymo būdus bei ankstyvą aptikimą ir prevenciją. Studentai, turintys absolventų versiją, atlieka papildomas užduotis.

T. Jacks, M. Vander Heiden

7.86 Pastatas su ląstelėmis

Dalykas susitinka su 7.46
Išankstinė sąlyga: 7.03 ir 7.05
G (ruduo)
4-0-8 vienetai

Dėmesys pagrindiniams vystymosi biologijos principams, pagal kuriuos ląstelės kuria organus ir organizmus. Analizuoja pagrindinį kamieninių ląstelių vaidmenį palaikant ar atkuriant audinius ir gydant ligas. Nagrinėjama, kaip integruoti šias žinias su inžineriniais įrankiais funkcinėms audinių struktūroms kurti. Studentai, turintys absolventų versiją, atlieka papildomas užduotis.

7.89[J] Skaičiavimo ir sistemų biologijos temos

Ta pati tema kaip CSB.100[J]
Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo)
2-0-10 vienetų

Žr. aprašymą CSB.100[J] temoje. Pirmenybė pirmakursiams CSB doktorantams.

7.930[J] Biopharma tyrimų patirtis

Ta pati tema kaip 20.930[J]
Išankstinė sąlyga: nėra
G (pavasaris)
2-10-0 vienetų

Žr. aprašymą 20.930[J] temoje.

7.931 Nepriklausomas biologijos tyrimas

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
Vienetai išdėstyti [P/D/F]
Galima pakartoti dėl kredito.

Studijų ar tyrimų programa derinama su katedros dėstytoju.

7.932 Nepriklausomas biologijos tyrimas

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
Sutvarkyti padaliniai
Galima pakartoti dėl kredito.

Studijų ar tyrimų programa derinama su katedros dėstytoju.

7.933 Biologijos tyrimų rotacijos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
Vienetai išdėstyti [P/D/F]
Galima pakartoti dėl kredito.

Supažindina studentus su dėstytojais, dalyvaujančiais biologijos magistrantūros programoje, per keletą laboratorijų rotacijų, kurios suteikia platų MIT biologijos tyrimų poveikį. Studentai pasirenka laboratoriją baigiamojo darbo tyrimams iki pirmųjų metų pabaigos. Tik biologijos studijų programos studentams.

7.934 Biologijos mokymo patirtis

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris)
Vienetai išdėstyti [P/D/F]
Galima pakartoti dėl kredito.

Kvalifikuotiems Biologijos magistrantūros studijų programos studentams, besidomintiems mokymu. Mokymas klasėje arba laboratorijoje, prižiūrint fakulteto nariui.

7.935 Atsakingas elgesys biologijoje

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo)
Vienetai išdėstyti [P/D/F]

Užsiėmimų metu pagrindinis dėmesys skiriamas atsakingam mokslo vedimui. Atsižvelgia į įrašų ir ataskaitų teikimo mentoriaus ir auklėtojos vaidmenis, peržiūrą ir konfidencialumą, sprendžiant konfliktus, netinkamą ir netinkamą bendradarbiavimą, konkuruojančius interesus ir intelektinę nuosavybę bei tinkamą gyvūnų ir žmonių naudojimo praktiką. Tik biologijos antro kurso absolventams.

7.936 Biologijos profesinis tobulėjimas

Išankstinė sąlyga: nėra
G (ruduo, pavasaris)
0-2-0 vienetų

Reikalingas 7 kurso doktorantams, kad įgytų profesinės perspektyvos karjeros plėtros veikloje, pavyzdžiui, stažuotėse, moksliniuose susitikimuose ir karjeros bei tinklų kūrimo renginiuose. Užbaigus veiklą būtina rašytinė ataskaita.

7.941 Tyrimo problemos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, vasara)
Vienetai išdėstyti [P/D/F]
Galima pakartoti dėl kredito.

Vadovavo moksliniams tyrimams biologijos mokslo srityje, bet neprisidėjo prie baigiamojo darbo.

Kreipkitės į Biologijos mokymo biurą

7.942 Tyrimo problemos

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
Vienetai išdėstyti [P/D/F]
Galima pakartoti dėl kredito.

Vadovavo moksliniams tyrimams biologijos mokslo srityje, bet neprisidėjo prie baigiamojo darbo.

Kreipkitės į Biologijos mokymo biurą

7.95 Vėžio biologija

Prielaida: 7.85 ir instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
3-0-9 vienetai

Išplėstinis seminaras, apimantis intensyvią istorinių ir dabartinių vėžio biologijos pokyčių analizę. Temos susijusios su apoptozės principais, vėžio biologijos principais, vėžio genetika, vėžio ląstelių metabolizmu, naviko imunologija ir terapija. Išsami mokslinės literatūros analizė, įskaitant svarbias pastaraisiais metais paskelbtas ataskaitas. Registracija ribota.

7,98[J] Neuroninis plastiškumas mokymosi ir atminties srityje

Ta pati tema kaip 9.301[J]
Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (pavasaris)
3-0-6 vienetai

Žr. aprašymą 9.301 [J] temoje. Jaunesniems ir senjorams reikalingas instruktoriaus leidimas.

7.S930 Specialusis biologijos dalykas

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris, vasara)
Vienetai išdėstyti [P/D/F]
Galima pakartoti dėl kredito.

Apima įvairių biologijos sričių medžiagą, kurios nėra įprastų dėstomų dalykų.

7.S931 Specialusis biologijos dalykas

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, pavasaris, vasara)
Vienetai išdėstyti [P/D/F]
Galima pakartoti dėl kredito.

Apima įvairių biologijos sričių medžiagą, kurios nėra įprastų dėstomų dalykų.

7.S932 Specialusis biologijos dalykas

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, PP, pavasaris)
Nesiūloma reguliariai konsultuotis su skyriumi
Vienetai išdėstyti [P/D/F]
Galima pakartoti dėl kredito.

Apima įvairių biologijos sričių medžiagą, kurios nėra įprastų dėstomų dalykų.

7.S939 Specialusis biologijos dalykas

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, PP, pavasaris)
Nesiūloma reguliariai konsultuotis su skyriumi
Sutvarkyti padaliniai
Galima pakartoti dėl kredito.

Apima įvairių biologijos sričių medžiagą, kurios nėra įprastų dėstomų dalykų.

7.THG Biologijos baigiamasis darbas

Prielaida: instruktoriaus leidimas
G (ruduo, PP, pavasaris, vasara)
Sutvarkyti padaliniai
Galima pakartoti dėl kredito.


Žiūrėti video įrašą: BIOLOGIJOS VBE Diskusija. DigiMart (Gegužė 2022).