بیومولکول های اساسی

مهندسی زیست مولکولی با دستکاری بسیاری از مولکول های زیستی کلیدی سر و کار دارد. اینها شامل پروتئین ها، کربوهیدرات ها، اسیدهای نوکلئیک و لیپیدها، اما محدود به آنها نیست. این مولکول‌ها اجزای سازنده اصلی زندگی هستند و با کنترل، ایجاد و دستکاری شکل و عملکرد آنها، راه‌ها و مزایای جدیدی در اختیار جامعه قرار می‌گیرد. از آنجایی که هر زیست مولکول متفاوت است، تعدادی تکنیک برای دستکاری هر یک به ترتیب استفاده می شود.

پروتئین ها

مقاله اصلی: مهندسی پروتئین

پروتئین ها پلیمرهایی هستند که از زنجیره های آمینو اسیدی به هم پیوسته با پیوندهای پپتیدی تشکیل شده اند. آنها چهار سطح ساختاری متمایز دارند: اولیه، ثانویه، سوم و چهارم. ساختار اولیه به دنباله ستون فقرات اسید آمینه اشاره دارد. ساختار ثانویه بر روی ترکیبات جزئی تمرکز دارد که در نتیجه پیوند هیدروژنی بین زنجیره اسید آمینه ایجاد می شود. اگر بیشتر پروتئین حاوی پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی باشد، گفته می شود که فیبریلار است و اکثر ساختار ثانویه آن صفحات بتا خواهد بود. با این حال، اگر اکثر جهت گیری حاوی پیوندهای هیدروژنی درون مولکولی باشد، پروتئین کروی نامیده می شود و بیشتر از مارپیچ های آلفا تشکیل شده است. همچنین ترکیباتی وجود دارد که از ترکیبی از مارپیچ های آلفا و صفحات بتا و همچنین مارپیچ های بتا با صفحات آلفا تشکیل شده است.

ساختار سوم پروتئین ها با فرآیند تا شدن آنها و نحوه آرایش کلی مولکول سروکار دارد. در نهایت، ساختار چهارتایی گروهی از پروتئین های درجه سوم است که به هم می رسند و به هم متصل می شوند. با تمام این سطوح، پروتئین ها مکان های بسیار متنوعی دارند که می توان آنها را دستکاری و تنظیم کرد. تکنیک‌هایی برای تأثیرگذاری روی توالی اسید آمینه پروتئین (جهش‌زایی به‌منظور مکان)، چین‌خوردگی و ترکیب پروتئین، یا تا شدن یک پروتئین سوم منفرد در یک ماتریکس پروتئین چهارتایی استفاده می‌شود. پروتئین هایی که کانون اصلی دستکاری هستند، معمولا آنزیم ها هستند. اینها پروتئین هایی هستند که به عنوان کاتالیزور برای واکنش های بیوشیمیایی عمل می کنند. با دستکاری این کاتالیزورها می توان سرعت واکنش، محصولات و اثرات را کنترل کرد. آنزیم ها و پروتئین ها برای زمینه بیولوژیکی و تحقیقات مهم هستند که بخش های مهندسی خاصی وجود دارد که فقط بر پروتئین ها و آنزیم ها تمرکز دارند.

کربوهیدرات ها

کربوهیدرات ها یکی دیگر از مولکول های زیستی مهم هستند. اینها پلیمرهایی به نام پلی ساکارید هستند که از زنجیرهای قندهای ساده که از طریق پیوندهای گلیکوزیدی به هم متصل شده اند، تشکیل شده اند. این مونوساکاریدها از یک حلقه 5 تا 6 کربنی تشکیل شده اند که حاوی کربن، هیدروژن و اکسیژن است - معمولاً به ترتیب در نسبت 1:2:1. مونوساکاریدهای رایج عبارتند از گلوکز، فروکتوز و ریبوز. هنگامی که مونوساکاریدها به یکدیگر متصل می شوند می توانند دی ساکاریدها، الیگوساکاریدها و پلی ساکاریدها را تشکیل دهند: نامگذاری به تعداد مونوساکاریدهای متصل به هم بستگی دارد. دی ساکاریدهای رایج، دو مونوساکارید به هم پیوسته، ساکارز، مالتوز و لاکتوز هستند. پلی ساکاریدهای مهم، پیوندهای بسیاری از مونوساکاریدها، سلولز، نشاسته و کیتین هستند.

سلولز یک پلی ساکارید است که از پیوندهای بتا 1-4 بین مونومرهای گلوکز تکرار می شود. فراوان ترین منبع قند در طبیعت است و بخش عمده ای از صنعت کاغذسازی را تشکیل می دهد. نشاسته نیز یک پلی ساکارید است که از مونومرهای گلوکز ساخته شده است. با این حال، آنها از طریق یک پیوند آلفا 1-4 به جای بتا متصل می شوند. نشاسته ها، به ویژه آمیلاز، در بسیاری از صنایع از جمله کاغذسازی، آرایشی و بهداشتی و مواد غذایی مهم هستند. کیتین مشتق شده از سلولز است که دارای یک گروه استامید به جای OH در یکی از کربن های آن است. گروه استیمید استیل زدایی می شود و زنجیره پلیمری کیتوزان نامیده می شود. هر دوی این مشتقات سلولزی منبع اصلی تحقیق برای صنایع زیست پزشکی و غذایی هستند. نشان داده شده است که آنها به لخته شدن خون کمک می کنند، خواص ضد میکروبی دارند و کاربردهای غذایی دارند. بسیاری از مهندسی و تحقیقات بر روی درجه استیل زدایی تمرکز می کنند که موثرترین نتیجه را برای کاربردهای خاص ارائه می دهد.

اسیدهای نوکلئیک

اسیدهای نوکلئیک ماکرومولکول هایی هستند که از DNA و RNA تشکیل شده اند که پلیمرهای زیستی متشکل از زنجیره ای از مولکول های زیستی هستند. این دو مولکول کد و الگوی ژنتیکی هستند که زندگی را ممکن می کنند. دستکاری این مولکول ها و ساختارها باعث تغییرات عمده در عملکرد و بیان سایر ماکرومولکول ها می شود. نوکلئوزیدها گلیکوزیل آمین هایی هستند که حاوی یک نوکلئوباز هستند که از طریق یک پیوند بتا گلیکوزیدی به قند ریبوز یا دئوکسی ریبوز متصل می شوند. توالی پایه ها کد ژنتیکی را تعیین می کند. نوکلئوتیدها نوکلئوزیدهایی هستند که توسط کینازهای خاص از طریق پیوند فسفودی استر فسفریله می شوند.[3] نوکلئوتیدها واحدهای ساختاری تکرار شونده اسیدهای نوکلئیک هستند. نوکلئوتیدها از یک پایه نیتروژن دار، یک پنتوز (ریبوز برای RNA یا دئوکسی ریبوز برای DNA) و سه گروه فسفات ساخته شده اند. به جهش زایی جهت دهی به سایت، DNA نوترکیب و ELISA مراجعه کنید.

لیپیدها

لیپیدها بیومولکول هایی هستند که از مشتقات گلیسرول متصل به زنجیره اسیدهای چرب تشکیل شده اند. گلیسرول یک پلیول ساده است

تدریس آنلاین با شکوفه ساتری

در زیست شناسی ، بافت یک سطح سازمانی سلولی بین سلول ها و یک اندام کامل است. یک بافت مجموعه ای از سلولهای مشابه و ماتریس خارج سلولی آنها از یک منبع است که با هم عملکرد خاصی را انجام می دهند. سپس اندامها با گروه بندی عملکردی چندین بافت تشکیل می شوند.

بیوفیزیک

بیوفیزیک چیست و چرا نیروی محرک تحقیقات بیولوژیکی مدرن است؟

بیوفیزیک رشته ای است که نظریه ها و روش های فیزیک را برای درک نحوه عملکرد سیستم های بیولوژیکی به کار می گیرد.

قوانین فیزیک ، مانند آنهایی که نیرو یا انرژی را تعریف می کنند ، چه ارتباطی با زیست شناسی دارند؟ این قوانین و مفاهیم برای حل سوالات بیولوژیکی پیچیده مانند چگونگی استخراج انرژی از نور خورشید توسط گیاهان و تأثیر تغییرات شکل پروتئین بر عملکرد آن ضروری است. 

بافت عصبی

تعریف بافت عصبی

بافت عصبی به گروهی از سلولهای سازمان یافته در سیستم عصبی اطلاق می شود که سیستم اندام های بدن است که حرکات بدن را کنترل می کند ، سیگنال هایی را به نقاط مختلف بدن ارسال و حمل می کند و در کنترل عملکردهای بدن مانند گوارش. بافت عصبی به دو دسته اصلی تقسیم می شود: نورون ها و نوروگلیا. نورونها یا اعصاب ، تکانه های الکتریکی را منتقل می کنند ، در حالی که نوروگلیا اینطور نیست. نوروگلیا عملکردهای بسیار دیگری از جمله حمایت و محافظت از نورون ها دارد.

آناتومی سیستم عصبی

قطعات سیستم عصبی

آناتومی سیستم عصبی در انسان شامل مغز و نخاع ، همراه با اندام های حسی اولیه و تمام اعصاب مرتبط با این اندام ها است. مغز و نخاع سیستم عصبی مرکزی (CNS) را تشکیل می دهند. تمام بافتهای عصبی دیگر زیر چتر سیستم عصبی محیطی (PNS) قرار می گیرند. بنابراین ، PNS شامل نورونهای درون اندامهای حسی ، سایر اعصاب حسی و کلیه اعصاب حرکتی است که پیامها را به قسمتهای مختلف بدن منتقل می کند.

DNA چیست؟

DNA در مقابل RNA

پزشکی با شکوفه ساتری

میدان های مغناطیسی برای تعدیل سیستم عصبی

اگرچه تحریک هدفمند نورون ها از طریق میدان های مغناطیسی ممکن است به نفع تحقیقات علوم اعصاب و پزشکی باشد ، اما برخی از رویکردها بحث و جدال برانگیخته اند.

تحقیقات علوم اعصاب در سالهای اخیر به سرعت رشد کرده است ، حداقل تا حدودی ناشی از ظهور ابزارها و تکنیکهایی است که دانشمندان را قادر به طرح سوالات آزمایشی می کند که چندی پیش غیرقابل پاسخ بودند. روش های تحریک فعالیت در سیستم های عصبی مدل های حیوانات زنده ثابت شده است به ویژه برای شبکه های نقشه برداری ، کاوش روابط ساختار عملکرد و اتصال فیزیولوژی به رفتار.  

بافت عصبی