Maklumat

Nukleus homogen dan kompleks

Nukleus homogen dan kompleks


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.

Dalam artikel Wikipedia mengenai nukleus satu berbunyi:

"Neuron dalam satu nukleus biasanya mempunyai hubungan dan fungsi yang hampir serupa."

Saya membaca ini sebagai "nukleus biasanya homogen kira-kira", iaitu mengandungi sebilangan kecil jenis neuron, diedarkan kira-kira sama dan dengan corak penyambungan kira-kira homogen.

Tetapi juga dinyatakan:

"Satu inti mungkin mempunyai struktur dalaman yang kompleks, dengan pelbagai jenis neuron yang disusun dalam gumpalan (subnuklei) atau lapisan."

Apa yang saya ingin tahu:

  1. Adakah bacaan saya betul?

  2. Adakah terdapat lebih banyak inti dari jenis yang lebih sederhana (homogen) daripada jenis yang lebih kompleks?

  3. Yang merupakan contoh prototaip kedua-dua jenis (lebih mudah dan lebih kompleks)?

  4. Manakah nukleus terbesar bagi jenis ringkas "yang" (berkaitan dengan isipadu atau bilangan neuron, mengambil "mudah" dengan sebutir garam)?


  1. Saya rasa anda terlalu banyak membaca kenyataan itu. Pembacaan pernyataan yang tepat adalah untuk menambah yang tersirat "... dibandingkan dengan inti lain." Iaitu, apa yang mentakrifkan nukleus, dalam kebanyakan kes, adalah beberapa persamaan yang dikongsi dalam ketersambungan. Itu tidak bermaksud homogeniti.

Saya juga berpendapat bahawa bacaan pernyataan kedua anda tidak betul; ini tidak menunjukkan bahawa terdapat inti "sederhana dan kompleks" sebagai dua kategori yang berbeza, melainkan menunjukkan bahawa "kerumitan" berbeza, dan memberikan beberapa contoh; pada hakikatnya, betul-betul mengatakan bahawa anda tidak boleh menganggap keseragaman.

  1. Saya rasa tidak masuk akal untuk berfikir dari segi "bilangan" nukleus, dan bagaimanapun, nukleus boleh menjadi sewenang-wenangnya. Sebagai contoh, ambil talamus pendengaran: nukleus geniculate medial (MGN). MGN biasanya dibahagikan kepada tiga bahagian: bahagian dorsal, ventral, dan medial. Seseorang memilih untuk memanggil mereka semua nukleus geniculate medial, berdasarkan penampilan kasar, tetapi dengan pemahaman yang lebih berfungsi kita boleh mengklasifikasikan setiap bahagian secara berasingan. Sekiranya ini satu atau tiga inti? Ia benar-benar tidak penting, ia hanya semantik dan istilah untuk membuat orang bercakap tentang struktur yang sama. Dalam satu konteks, masuk akal untuk membincangkan keseluruhan MGN, dalam kes lain, masuk akal untuk membezakan antara MGv, MGm, dan MGd. Anda boleh memanggilnya subnukleus, atau nukleus, atau apa sahaja yang anda mahukan. Sebilangan besar orang memilih untuk selalu konsisten dengan istilah yang digunakan dalam bidangnya kerana alasan sejarah kerana tidak menjadi masalah.

  2. Saya tidak fikir ia masuk akal untuk memikirkan dari segi prototaip; nukleus berbeza antara satu sama lain.

  3. Sekali lagi, anda perlu terlebih dahulu menentukan mudah dan kompleks. Saya tidak fikir terdapat perbezaan dikotomi yang bermakna.


Kompleks olivari unggul

The kompleks zaitun unggul (SOCatau zaitun unggul adalah kumpulan inti batang otak yang berfungsi dalam pelbagai aspek pendengaran dan merupakan komponen penting dari laluan pendengaran menaik dan menurun dari sistem pendengaran. SOC berkaitan erat dengan badan trapezoid: kebanyakan kumpulan sel SOC adalah dorsal (posterior pada primata) ke bundel akson ini sementara sebilangan kumpulan sel tertanam di badan trapezoid. Secara keseluruhannya, SOC memaparkan variasi interspesies yang ketara, yang terbesar dalam kelawar dan tikus dan lebih kecil dalam primata.


Perkara yang membuat sel eukariotik adalah inti yang ditentukan dan organel lain. Sampul nuklear mengelilingi inti dan semua isinya. Sampul nuklear adalah membran yang serupa dengan membran sel di sekeliling keseluruhan sel. Terdapat liang dan ruang untuk RNA dan protein dilalui manakala sampul nuklear menyimpan semua kromatin dan nukleolus di dalamnya.

Ketika sel berada dalam keadaan rehat ada sesuatu yang disebut kromatin dalam nukleus. Chromatin terbuat dari DNA, RNA, dan protein nuklear. DNA dan RNA adalah asid nukleik di dalam sel. Apabila sel akan membahagi, kromatin menjadi sangat padat. Ia terkondensasi. Apabila kromatin berkumpul, anda boleh melihat kromosom. Anda juga akan menjumpai nukleolus dalam nukleus. Apabila anda melihat melalui mikroskop, ia kelihatan seperti inti di dalam nukleus. Ia diperbuat daripada RNA dan protein. Ia sama sekali tidak mempunyai banyak DNA.


Xylem Parenchyma: Asal dan Filogeni | Tisu Kompleks

Dalam artikel ini kita akan membincangkan tentang:- 1. Asal Usul Xylem Parenchyma 2. Filogeni Ray Parenchyma 3. Phylogeni of Axial Parenchyma.

Asal-usul Xylem Parenchyma:

Sel-sel parenchymas Xylem terdapat pada xilem primer dan sekunder yang mana asalnya juga berbeza. Pada xilem primer mereka berasal dari procambium. Dalam parenkim sinar xilem sekunder, sel-sel parenkim sinar berasal dari paras sinar kambium. Fusiform awal kambium menimbulkan parenchyma aksial bersama dengan unsur trakea dan serat.

Inisial Fusiform kambium biasanya membahagi secara menegak dalam satah membujur. Pembahagian melintang kadang-kadang berlaku semasa pembentukan inisial tambahan, tetapi ini jauh lebih jarang daripada pembahagian menegak. Bahagian menegak adalah terutamanya periclinal.

Dalam sel-sel ini pembahagian antiklin juga berlaku untuk mengikuti pertumbuhan batang dalam lilitan. Semasa pembahagian membujur dinding sel mula-mula berasal antara dua nukleus yang baru terbentuk dan secara beransur-ansur memanjang ke arah hujung sel. Pembentukan dinding sel mungkin tidak selesai untuk beberapa lama selepas mitosis.

Filogeni Ray Parenchyma:

Pada bahagian membujur radial diperhatikan bahawa parenkim sinar terdiri daripada sel persegi (isodiametrik), tegak (tegak atau tegak lurus) dan sel prumbent (memanjang secara radikal). Ia dianggap bahawa sel segi empat sama secara morfologi setara dengan sel tegak. Sel sinar mungkin homoselular dan heteroselular.

Sinar homoselular terdiri daripada sel persegi atau sel ereksi, atau sel procumbent, atau sel tegak dan persegi. Sinar heteroselular terdiri daripada sel segi empat dan prumben atau sel tegak dan prumben. Sinar mungkin tidak berseri apabila terdiri dari satu sel selebar, biseriat (sinar berukuran dua sel) atau multiseriat di mana sinar terdiri daripada bahagian lebih dari dua sel.

Yang terakhir mungkin mempunyai sayap uniseriate yang serupa dengan sinar uniseriate. Sinar multiseriate, seperti yang terlihat pada bahagian membujur tangen (TLS), meruncing ke arah kedua-dua margin atas dan bawah. Hujung tirus digambarkan sebagai sayap, yang biasanya tidak berseri. Garis besar sinar nampaknya berbentuk fusiform dalam TLS. Kayu primitif dan maju menunjukkan jenis sinar berikut.

Carlquist (1961) menunjukkan beberapa tren evolusi jenis sinar dalam dicot berdasarkan karya Kribs (1935) dengan pengubahsuaian dan mengenali jenis sinar berikut:

Ia terdiri daripada sinar uniseriate dan sinar multiseriate dengan sayap uniseriate. Sel sayap lebih kurang sama dengan sel sinar uniseri. Kedua-dua sinar mempunyai panjang menegak yang ketara, iaitu sangat tinggi. Selnya berbentuk segi empat, tegak dan cepat.

Jenis ini terdiri daripada sinar multiseriate dengan ketinggian pendek dan sayap pendek. Sel-selnya adalah empat segi, tegak dan prokumben. Jenis ini juga terdiri daripada sinar uniseriate dengan sel persegi dan tegak.

Sinar adalah uniseriate dan sel-selnya adalah empat segi, tegak dan prokumben.

Sinar tidak berseri dan selnya berbentuk segi empat sama, tegak dan bergerak.

Sinar tidak berseri dan multiseri dengan sayap yang sangat pendek. Sinaran multiseriate kebanyakannya berbentuk fusiform. Sel-sel bahagian multiseriat bersama-sama mungkin bujur, bulat atau jejari memanjang dalam garis besar. Sel-sel hujung uniseriat adalah sama dengan sel bahagian sinar berbilang seri. Sel-sel adalah prokumbent.

Sinarnya multiseri dengan sayap yang sangat pendek dan selnya bergerak. Bentuk sinar multiseriat adalah fusiform. Sel mungkin bulat atau memanjang secara radikal.

Jenis ini terdiri daripada sinar uniseriate dengan sel prokumben. Carlquist menunjukkan tren evolusi sinar dalam dicot yang ditunjukkan dalam Gambar 10.1 dalam gambar rajah.

Kayu yang mempunyai jenis sinar I heterogen dianggap sebagai primitif. Bentuk sinar lanjutan adalah sama ada uniseriate atau multiseriate dengan sel prokumben (Homogen I, II dan III). Diperkirakan bahawa sinar dengan sel ereksi meningkat panjang dan pemanjangan berterusan menyebabkan penukaran sinar awal menjadi fusiform awal. Hasil akhirnya adalah tanpa cahaya.

Filogeni parenkim paksi:

Awalan fusiform kambium menimbulkan parenkim paksi (menegak). Taburan parenchyma aksial dikaji dalam bahagian melintang. Parenkim paksi mungkin terletak bebas atau dikaitkan dengan vesel. Oleh itu kayu mungkin apotrakeal (parenchyma tidak berkaitan dengan kapal) dan paratracheal (parenchyma jelas berkaitan dengan kapal).

Bentuk apotracheal yang biasa adalah:

(i) Meresap (parenkim paksi berlaku sebagai helai terpencil),

(ii) Peresapan-dalam-agregat (parenkim paksi berlaku sebagai agregat),

(iii) Berjalur (parenkim paksi muncul sebagai jalur jalur mungkin sempit atau lebar),

(iv) Marginal [parenchyma berlaku sama ada pada awal cincin pertumbuhan (awal) atau di hujung cincin pertumbuhan (terminal)].

Bentuk paratrakeal yang biasa adalah:

(i) Kurang (sel parenkim tidak membentuk sarung berterusan mengelilingi vesel),

(ii) Vasicentric (sel parenchyma mengelilingi kapal),

(iii) Abaxial (parenchyma vasicentric berlaku lebih lebar pada bahagian abaxial kapal),

(iv) Adaxial (sarung parenchymatous lebih lebar pada sisi adaxial vesel),

(v) Aliform (parenkim vasisentrik memanjang ke sisi dalam bentuk sayap), dan

(vi) Konfluen (parenkim vasisentrik memanjang dan bergabung dengan yang lain membentuk jalur berterusan) (Rajah 10.2).

Urutan filogenetik antara jenis pengedaran parenkim paksi dibincangkan di bawah (Rajah 10.3).

1. Kayu primitif mungkin tidak menunjukkan parenkim ex. kayu tanpa musim sejuk Winteraceae.

2. Kayu primitif menunjukkan parenchyma meresap. Sel-sel fusiform cambium membezakan parenkim.

3. Bentuk kayu yang maju memperlihatkan penyebaran secara agregat, di mana kecenderungan terhadap pengelompokan parenchyma paksi diperhatikan.

4. Bentuk kayu yang maju memperlihatkan parenchyma berjalur apotrakeal. Jalur lebar parenkim apotrakeal dianggap lebih maju daripada jalur parenkim sempit. Diandaikan bahawa agregat meresap menimbulkan jenis apotrakeal berjalur sempit yang akhirnya membentuk jenis apotrakeal jalur lebar.

5. Marginal parenchyma (istilah kolektif terminal dan parenchyma awal) terbentuk akibat perubahan keadaan iklim. Oleh itu, diandaikan bahawa parenkim marginal timbul secara bebas.

6. Parenchyma yang sedikit nampaknya kurang khusus berbanding vasicentric.

7. Jenis berjalur menimbulkan jenis vasisentrik, aliform dan konfluen.

i. Asal usul gentian xilem:

Pada serat xilem primer berasal dari procambium sedangkan ia dikembangkan dari fusiform awal kambium sekiranya xilem sekunder.

ii. Filogeni gentian xilem:

Gentian dan trakeid adalah berkaitan filogenetik dan dicadangkan bahawa yang pertama berkembang daripada yang terakhir. Semasa evolusi panjang serat berkurang, lubang yang bersempadan dikurangkan dan ketebalan dinding sel meningkat. Pada xilem sekunder dikot, serat libriform berkembang dalam urutan trakeid, fiber-tracheid, dan libriform fiber.

Lubang bersempadan menonjol dalam trakeid. Sempadan pit berkurang dalam serat-tracheid di mana lubang yang bersempadan mempunyai perbatasan yang kurang berkembang. Hilangnya sempadan pada lubang berlaku pada serat libriform. Di sini lubang-lubangnya mudah atau hampir begitu. Dinding sel tebal dalam serat-tracheid dan lebih tebal pada serat libriform. Diameter serat menjadi lebih sempit.


Populasi homogen yang berasal dari iPSC yang mengembangkan internizon kortikal skizofrenia telah merosakkan fungsi mitokondria

Skizofrenia (SCZ) adalah gangguan saraf. Oleh itu, mengkaji mekanisme patogenetik yang mendasari SCZ memerlukan kajian perkembangan sel otak. Interneuron kortikal (cIN) secara konsisten diperhatikan tidak normal pada otak postmortem SCZ. Kelainan ini dapat menjelaskan perubahan ayunan gamma dan fungsi kognitif pada pesakit dengan SCZ. Yang perlu diperhatikan, ubat antipsikotik yang digunakan pada masa ini memperbaiki psikosis, tetapi ubat tersebut tidak begitu berkesan untuk membalikkan kekurangan kognitif. Mencirikan mekanisme patogenesis SCZ, terutama yang berkaitan dengan kekurangan kognitif, boleh menyebabkan peningkatan rawatan. Kami menjana populasi homogen untuk membangunkan cIN daripada 15 talian iPSC kawalan sihat (HC) dan 15 talian iPSC SCZ. CIN SCZ, tetapi bukan neuron glutamatergik SCZ, menunjukkan ekspresi gen berkaitan Oxidative Phosphorylation (OxPhos) yang disregulasi, disertai dengan fungsi mitokondria yang terjejas. Defisit OxPhos dalam cIN boleh diterbalikkan oleh Alpha Lipoic Acid/Acetyl-L-Carnitine (ALA/ALC) tetapi bukan oleh bahan kimia lain yang sebelum ini dikenal pasti sebagai meningkatkan fungsi mitokondria. Pemulihan fungsi mitokondria oleh ALA / ALC disertai dengan pembalikan defisit arborisasi pada SCZ cINs. Keabnormalan OxPhos, walaupun tanpa sebarang persekitaran litar dengan subtipe neuron lain, nampaknya merupakan defisit intrinsik dalam SCZ cINs.

Kenyataan konflik kepentingan

Kami tidak mempunyai apa-apa untuk didedahkan.

Angka

Rajah 1.. Penjanaan populasi homogen…

Rajah 1 .. Penjanaan populasi homogen cIN perkembangan dari HC dan SCZ iPSCs

Rajah 2 .. Jalur fosforilasi oksidatif secara signifikan…

Rajah 2.. Laluan fosforilasi oksidatif diubah dengan ketara dalam membangunkan cIN SCZ, tetapi tidak dalam…

Rajah 3 .. Beberapa gen OxPhos tidak terkawal ...

Rajah 3 .. Beberapa gen OxPhos tidak terkawal dalam mengembangkan SCZ cIN dalam kohort yang diperluas

Rajah 4 .. Disregulasi gen OxPhos dalam…

Rajah 4.. Disregulasi gen OxPhos dalam SCZ cIN mengakibatkan kecacatan dalam fungsi mitokondria.


Ucapan terima kasih

Kami berterima kasih kepada B. Sheikh, M. Shvedunova, M. Buck, M. Samata, C. Pessoa Rodrigues, S. Lefkopoulos dan G. Semplicio atas pembacaan kritis manuskrip tersebut. Kami mengucapkan terima kasih kepada E. Trompouki dan R. Sawarkar untuk perbincangan dan cadangan yang bermanfaat. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada P. Rawat atas pertolongan dengan FRAP dan M.-F. Basilicata untuk bantuan dengan generasi Mof fl / -, Cre T / + ESC. Kemudahan teras MPI-IE (untuk pengisihan sel yang diaktifkan pendarfluor, penjujukan dalam, pengimejan dan penjagaan tetikus), kemudahan IT EMBL (untuk pengkomputeran) dan EMBL EMCF (untuk mikroskop elektron) sangat berharga untuk projek ini. Kerja ini disokong oleh CRC992 (A02) dan CRC1381 (B3) yang dianugerahkan kepada A.A., oleh Geran Permulaan ERC yang dianugerahkan kepada J.O.K. (336045) dan Swiss National Science Foundation (SNSF 31003A_179418, kepada O.M.). E.A.R.-Z. adalah Felo Emmy Noether (DFG No. 396913060) P.K. mengakui ERC Advanced Grant CardioNect (201203).


Kematian sel memberi cahaya kepada asal usul kehidupan yang kompleks

Organelles terus berkembang setelah sel-sel di mana ia wujud mati, sepasukan saintis University of Bristol telah menemui, membalikkan andaian sebelumnya bahawa organel merosot terlalu cepat untuk menjadi fosil.

Seperti yang diterangkan dalam jurnal Kemajuan Sains hari ini [27 Januari], penyelidik dari Bristol's School of Earth Sciences dapat mendokumentasikan proses pereputan sel alga eukariotik, menunjukkan bahawa nukleus, kloroplas dan pirenoid (organel yang terdapat dalam kloroplas) boleh bertahan selama beberapa minggu dan bulan selepas kematian sel dalam sel eukariota , cukup lama untuk dipelihara sebagai fosil.

Emily Carlisle, pelajar PhD dari Bristol's School of Earth Sciences dan pengarang bersama, dapat mencirikan transformasi organel menjadi sesuatu yang menyerupai ingus. Dia berkata: "Saya menghabiskan beberapa minggu mengambil gambar sel alga semasa ia reput, memeriksa keadaan nukleus, kloroplas dan pirenoid. Daripada ini, kita dapat mengetahui bahawa organel ini tidak reput serta-merta selepas kematian sel, tetapi sebenarnya mengambil masa beberapa minggu untuk larut. "

Apabila kehidupan pertama kali muncul di Bumi ia terhad kepada bakteria mudah. Dua bilion tahun kemudian, kehidupan yang kompleks muncul dalam bentuk sel eukariota besar dengan organel yang membran, seperti inti dan kloroplas. Evolusi kulat, tumbuhan dan haiwan diikuti.

Walau bagaimanapun, tepatnya apabila kehidupan kompleks muncul telah terbukti sukar untuk dikatakan. Kajian genomik sebelum ini mencadangkan bahawa sel eukariota boleh berkembang di mana-mana dari 800 juta hingga 1,800 juta tahun yang lalu, julat yang tidak tepat yang memerlukan fosil untuk menyempitkannya.

"Evolusi eukariota adalah peristiwa yang sangat penting dalam sejarah kehidupan di Bumi, tetapi fosil sel-sel ini sukar untuk ditafsirkan, " kata Profesor Phil Donoghue, pakar dalam paleobiologi molekul dan salah seorang pengarang bersama kajian itu. "Sesetengah daripadanya mempunyai struktur yang boleh menjadi organel, tetapi telah lama ada andaian bahawa organel tidak boleh dipelihara kerana ia akan mereput terlalu cepat."

Walaupun eukariota hidup termasuk bentuk besar yang mudah dilihat, eukariota awal biasanya sel tunggal, sukar dibezakan dari sel bakteria.

Dari segi sejarah, dinding sel bersaiz besar dan rumit telah digunakan untuk mengenal pasti eukariota awal, tetapi sebilangan bakteria dapat mencapai ukuran yang besar, dan hiasan dinding sel mungkin hilang akibat kerusakan waktu dan hakisan. Organel seperti nukleus dan kloroplas tidak ditemui dalam bakteria, dan oleh itu akan menjadi penunjuk muktamad kehidupan yang kompleks, tetapi mereka telah diandaikan mereput terlalu cepat untuk difosilkan.

Hasil eksperimen ini menjelaskan fosil kontroversial kehidupan kompleks awal yang merangkumi struktur dalam sel. Dr John Cunningham, penulis bersama Bristol, berkata: "Struktur di Shuiyousphaeridium, fosil dari 1,700 juta tahun yang lalu, sangat menyerupai inti. Tafsiran ini sebelumnya telah ditolak kerana anggapan cepatnya inti. Eksperimen pereputan kami telah menunjukkan bahawa nukleus boleh bertahan selama beberapa minggu, bermakna struktur dalam Shuiyousphaeridium kemungkinan menjadi inti. "

Dengan mengungkapkan corak pelanggaran organel, penulis kajian mengatakan bahawa mereka dapat menunjukkan kehadiran kehidupan yang kompleks hingga 1,700 juta tahun yang lalu, membantu menjelaskan sejarah evolusi mereka dengan lebih tepat dan jelas.


Menggali fosil selular

Daripada menggali sisa rangka, Melnikov pergi menggali melalui ribosom sel protein untuk menyatukan sejarah evolusi mereka. (Ribosom adalah kilang selular yang membantu mengumpulkan protein.)

"Hanya terdapat segelintir gen yang ada di mana-mana, " bermakna ia hadir dalam semua bentuk kehidupan, kata Melnikov. Kira-kira separuh daripada gen yang dikekalkan itu menggunakan kod ribosom protein, dia menjelaskan, fakta yang menunjukkan bahawa protein mempunyai warisan evolusi yang panjang, mungkin bermula dari awal kehidupan itu sendiri. Dalam eukariota, ribosom protein memasuki nukleus untuk dimodifikasi sebelum mendirikan kedai di sitoplasma mereka menikmati akses mudah ke nukleus berkat NLS mereka.

Dengan membandingkan struktur protein ribosom yang diambil sampel daripada ketiga-tiga domain kehidupan &mdash Archaea, Bakteria dan Eukarya &mdash Melnikov bertujuan untuk mengesan jujukan tandatangan ini. Kumpulan Archaea yang disiasatnya adalah antara yang boleh ditemui di alam semula jadi hari ini.

Lihatlah, Melnikov dan rakan-rakannya menggali empat protein kuno yang dilengkapi dengan lencana keselamatan yang serupa dengan rakan eukariotiknya. Urutan seperti NLS muncul dalam beberapa kumpulan Archaea, oleh itu para penyelidik menyimpulkan bahawa ciri tersebut muncul pada awal sejarah evolusi purba. (Walau bagaimanapun, dalam Archaea, NLS mungkin terutamanya membantu organisma dengan lebih mudah mengenal pasti asid nukleik, blok binaan DNA dan RNA. Walaupun NLS eukariotik juga menjalankan fungsi ini, ia lebih dikenali kerana membantu protein ke dalam nukleus.)

Pasukan ini terus menguji apakah NLS berfungsi secara bergantian di seluruh kerajaan kehidupan, menukar lencana eukariotik untuk yang kuno. Di bawah mikroskop cahaya, NLS arkeal kelihatan berfungsi sama seperti NLS eukariotik dan memberikan protein yang berkaitan dengan akses VIP kepada nukleus. Walaupun mempunyai fungsi yang sama, NLS di eukariota dan Archaea mungkin tidak berkaitan secara evolusi, kata para pakar.

Iyer, sebagai contoh, masih meragui penemuan itu. NLS terdiri daripada hanya lima hingga enam blok bangunan protein, dipanggil asid amino. Oleh kerana panjang pendek dan struktur kimia tertentu, NLS secara statistik mungkin muncul dalam protein secara kebetulan, Iyer memberitahu Live Science.

Dalam erti kata lain, jujukan arkeal dan eukariotik mungkin telah muncul secara bebas dan oleh itu tidak akan secara evolusi berkaitan. Iyer berkata dia akan lebih yakin jika penyelidikan lanjut mendedahkan NLS arkeal dalam protein tambahan, yang serupa dengan yang memasuki nukleus dalam eukariota.

"Pada akhirnya, ini hanya menunjukkan bahawa urutan [seperti NLS] ini mungkin mendahului nukleus," kata Buzz Baum, ahli biologi sel dan evolusi di Makmal MRC untuk Biologi Sel Molekul di England, kepada Live Science dalam e-mel. Archaea yang mempunyai banyak persamaan genetik dengan eukariota moden masih kekurangan nukleus dan organel, jelasnya, jadi sukar untuk melihat bagaimana NLS ini membawa kepada pengembangan nukleus.


Abstrak

Pengurungan blok yang dapat dikristalisasi dalam kopolimer blok yang dipisahkan mikrofasa AB atau ABC dalam skala nanoskopik dapat disesuaikan dengan pilihan komposisi, berat molekul, dan struktur kimia yang mencukupi. Dalam karya ini, kami telah mengkaji tingkah laku penghabluran siri kopolimer blok AB dan ABC yang menggabungkan satu atau dua blok yang dapat dikristal berikut: polietilena, poli (ε-caprolakton), dan poli (etilena oksida). Ketumpatan struktur mikrodomain terkurung (MD) dalam blok kopolimer komposisi tertentu, dalam kes di mana MD tersebar sebagai sfera, silinder, atau morfologi terpencil yang lain, jauh lebih tinggi daripada jumlah heterogenitas yang terdapat di setiap blok yang dapat dihablurkan. Oleh itu, pengkristalan pecahan berlaku dengan satu atau beberapa langkah penghabluran pada penurunan suhu. Dalam kes-kes tertentu, pemerhatian yang jelas mengenai penghabluran eksklusif dari inti homogen telah diperoleh. Keputusan menunjukkan bahawa, tanpa mengira ciri morfologi khusus MD, bilangannya yang besar berbanding dengan bilangan heterogeniti yang terdapat dalam sistem yang menentukan watak pecahan penghabluran atau dalam kes ekstrem penukleasi homogen. Tingkah laku nukleasi diri juga didapati bergantung pada komposisi kopolimer. Apabila blok yang dapat dikristal dikurangkan menjadi sfera atau silinder dan menunjukkan inti nukleus yang homogen, domain inti-nukleasi diri akan hilang. Ini adalah akibat langsung dari kepadatan struktur mikrodomain yang sangat tinggi yang perlu dibuat sendiri (mengikut urutan 10 15 −10 16 / cm 3). Oleh itu, untuk meningkatkan ketumpatan inti diri, suhu inti-nukleasi diri harus diturunkan ke nilai-nilai yang sangat rendah sehingga pencairan separa yang luas dicapai, dan beberapa serpihan kristal tanpa peleburan dapat dianil, dalam beberapa kes bahkan sebelum nukleasi diri mengambil tempat.

Karya ini didedikasikan untuk kenangan rakan dan rakan sekerja kami, Prof Reimund Stadler.


Interaksi DNA-peptida mewujudkan tingkah laku kompleks yang mungkin telah membantu membentuk biologi

Interaksi Deoxyribonucleic acid (DNA) -protein sangat penting dalam biologi. Sebagai contoh, setiap sel manusia mengandungi kira-kira 2 meter nilai DNA, tetapi ini dibungkus ke dalam ruang kira-kira satu juta kali lebih kecil. Maklumat dalam DNA ini membolehkan sel menyalinnya sendiri. Pembungkusan melampau ini terutamanya dicapai dalam sel dengan membalut DNA di sekeliling protein. Oleh itu, bagaimana DNA dan protein berinteraksi sangat menarik bagi para saintis yang berusaha memahami bagaimana biologi mengatur dirinya sendiri. Penyelidikan baru oleh saintis di Earth-Life Science Institute (ELSI) di Tokyo Institute of Technology dan Institut Pierre-Gilles de Gennes, ESPCI Paris, Universit & eacute PSL menunjukkan bahawa interaksi DNA dan protein mempunyai kecenderungan mendalam untuk membentuk lebih tinggi- struktur teratur seperti struktur yang memungkinkan pembungkusan DNA yang melampau dalam sel.

Sel hidup moden pada asasnya terdiri daripada beberapa kelas molekul besar. DNA mendapat perhatian yang besar kerana ia adalah repositori sel maklumat yang digunakan untuk membina diri mereka generasi demi generasi. DNA yang kaya dengan maklumat ini biasanya hadir sebagai caduceus beruntai dua bagi dua polimer yang dililit antara satu sama lain, dengan kebanyakan perkara yang menyebabkan maklumat yang terkandung dalam DNA tidak jelas kepada persekitaran luaran kerana bahagian molekul yang membawa maklumat terlibat dengan pelengkapnya. helai. Apabila DNA disalin ke dalam asid ribonukleik (RNA), helainya dipisahkan untuk membolehkan permukaannya yang lebih kompleks berinteraksi, yang membolehkan ia disalin ke dalam polimer RNA untai tunggal. Polimer RNA ini akhirnya dibaca oleh proses biologi menjadi protein, yang merupakan polimer dari pelbagai asid amino dengan sifat permukaan yang sangat rumit. Oleh itu, DNA dan RNA agak boleh diramal dari segi tingkah laku kimia mereka sebagai polimer, manakala protein tidak.

Molekul polimer, subunit yang terdiri atau berulang, dapat memperlihatkan tingkah laku yang kompleks ketika dicampurkan dengan bahan kimia lain, terutama ketika dilarutkan dalam pelarut seperti air. Ahli kimia telah membangunkan satu set istilah yang kompleks untuk bagaimana sebatian berkelakuan apabila ia bercampur. Sebagai contoh, protein dalam susu lembu dianggap sebagai ampaian koloid (atau campuran terampai bukan kristal homogen yang tidak mendap dan tidak boleh dipisahkan dengan cara fizikal) dalam air. Apabila jus lemon ditambahkan ke dalam susu, protein yang ditangguhkan menyusun semula diri mereka untuk menghasilkan penyediaan diri dari dadih, yang terpisah menjadi fasa baru. Terdapat jenis lain fenomena ini yang telah ditemui oleh ahli kimia selama bertahun-tahun, misalnya, kristal cecair (LC). LC terbentuk apabila molekul mempunyai bentuk memanjang atau kecenderungan untuk membuat agregat linear (seperti timbunan molekul satu di atas satu sama lain): bahan yang terhasil membentangkan campuran sifat kristal dan cecair: bahan itu mempunyai tahap susunan tertentu seperti pepejal (contohnya, orientasi selari molekul) tetapi masih mengekalkan kecairannya (molekul boleh dengan mudah tergelincir di atas satu sama lain). Kita semua mengalami kristal cair di pelbagai skrin yang kita berinteraksi dengan "LCD" setiap hari atau paparan kristal cair, yang menggunakan sifat pemboleh ubah ini untuk membuat gambar yang kita lihat di skrin peranti kita. Dalam kerja mereka, Fraccia dan Jia, menunjukkan bahawa DNA dan peptida beruntai dua boleh menghasilkan banyak fasa LC yang berbeza dengan cara yang sangat pelik: LC sebenarnya terbentuk dalam titisan tanpa membran, dipanggil coacervates, di mana DNA dan peptida secara spontan dipasang dan dipesan. . Proses ini membawa DNA dan peptida kepada kepekatan yang sangat tinggi, setanding dengan nukleus sel, iaitu 100-1000 kali lebih besar daripada larutan awal yang sangat cair (iaitu kepekatan maksimum yang mungkin boleh dicapai di Bumi awal). Oleh itu, tingkah laku spontan sedemikian pada dasarnya boleh memihak kepada pembentukan struktur seperti sel pertama di Bumi awal, yang akan mengambil kesempatan daripada matriks LC yang teratur, tetapi cecair, untuk mendapatkan kestabilan dan kefungsian, dan untuk memihak kepada pertumbuhan dan evolusi biomolekul primitif.

Potongan antara apabila sifat peringkat tinggi ini mula muncul dengan sendirinya tidak selalunya jelas. Apabila molekul berinteraksi pada tahap molekul, mereka sering "mengatur diri sendiri." Seseorang boleh memikirkan proses menambah pasir pada cerucuk pasir: apabila seseorang menaburkan lebih banyak pasir ke dalam longgokan, ia cenderung untuk membentuk keadaan akhir "tenaga rendah" -- longgokan. Walaupun penambahan butiran pasir boleh menyebabkan beberapa struktur baharu terbentuk secara tempatan, pada satu ketika, penambahan satu butiran lagi menyebabkan tanah runtuh dalam cerucuk yang mengukuhkan bentuk kon cerucuk.

Walaupun kita semua mendapat manfaat dari adanya fenomena ini, komuniti saintifik mungkin kehilangan aspek penting dari implikasi jenis organisasi diri ini, kata Jia dan Fraccia. Gabungan kesan pengorganisasian diri bahan kolektif ini mungkin relevan pada banyak skala biologi dan mungkin penting untuk peralihan struktur biomolekul dalam fisiologi sel dan penyakit. Khususnya, para penyelidik mendapati bahawa pelbagai struktur hablur cecair boleh diakses secara berterusan hanya dengan perubahan dalam keadaan persekitaran, walaupun semudah perubahan dalam kemasinan atau suhu memandangkan banyak keadaan yang belum diterokai, kerja ini mencadangkan lebih banyak mesofasa LC tersusun sendiri yang baru yang berpotensi. fungsi biologi boleh ditemui dalam masa terdekat.

Pemahaman baharu tentang penyusunan diri biopolimer ini juga mungkin penting untuk memahami bagaimana kehidupan yang diatur sendiri menjadi hidup di tempat pertama. Memahami cara pengumpulan molekul primitif boleh menstrukturkan diri mereka menjadi agregat yang berkelakuan secara kolektif adalah satu cara penting untuk penyelidikan masa depan.

"Apabila orang awam mendengar tentang kristal cecair, mereka mungkin memikirkan skrin TV dan aplikasi kejuruteraan. Walau bagaimanapun, sangat sedikit yang akan segera memikirkan sains asas. Kebanyakan penyelidik tidak akan membuat hubungan antara LC dan asal usul kehidupan. Kami berharap ini kerja akan membantu meningkatkan pemahaman masyarakat terhadap LC dalam konteks asal usul kehidupan, "kata pengarang bersama Jia.

Akhirnya, karya ini juga berkaitan dengan penyakit. Sebagai contoh, penemuan terbaru mengenai penyakit termasuk Alzheimer, Parkinson, Penyakit Huntington dan ALS (Penyakit Lou Gehrig) telah menunjukkan peralihan fasa intraselular dan pemisahan yang membawa kepada titisan tanpa membran sebagai punca utama yang berpotensi.

Para penyelidik menyatakan bahawa walaupun pekerjaan mereka sangat dipengaruhi oleh wabak itu, mereka melakukan yang terbaik untuk terus bekerja di bawah penutupan global dan sekatan perjalanan.