Informace

3.3: Větve biologie - biologie


Rozsah biologie je široký, a proto obsahuje mnoho oborů a podoborů. Je to docela široký obor a v závislosti na předmětu studia existují mimo jiné také mikrobiální fyziologové, ekologové a genetici.

Forenzní věda

Forenzní věda je aplikace vědy k zodpovězení otázek souvisejících se zákonem. Biologové i chemici a biochemici mohou být kriminalisté. Kriminalisté poskytují vědecké důkazy pro použití u soudů a jejich práce zahrnuje zkoumání stopových materiálů spojených se zločiny. Zájem o forenzní vědu se v posledních letech zvýšil, možná kvůli populárním televizním pořadům, které mají kriminalisty v práci. Rozvoj molekulárních technik a zřízení databází DNA také rozšířilo typy práce, kterou mohou kriminalisté vykonávat.

Jejich pracovní činnosti souvisejí především se zločiny proti lidem, jako je vražda, znásilnění a napadení. Jejich práce zahrnuje analýzu vzorků, jako jsou vlasy, krev a jiné tělní tekutiny, a také zpracování DNA (obrázek 1) nalezené v mnoha různých prostředích a materiálech.

Kriminalisté analyzují také další biologické důkazy zanechané na místech činu, jako jsou larvy hmyzu nebo pylová zrna. Studenti, kteří se chtějí věnovat kariéře ve forenzních vědách, budou s největší pravděpodobností povinni absolvovat kurzy chemie a biologie a také některé intenzivní kurzy matematiky.

Další obor biologického studia, neurobiologie, studuje biologii nervového systému, a přestože je považován za obor biologie, je uznáván také jako interdisciplinární studijní obor známý jako neurověda. Vzhledem ke své interdisciplinární povaze tato subdisciplína studuje různé funkce nervového systému pomocí molekulárních, buněčných, vývojových, lékařských a výpočetních přístupů.

Paleontologie, další biologický obor, využívá fosilie ke studiu historie života (obrázek 2). Zoologie a botanika jsou studiem zvířat a rostlin. Biologové se mohou také specializovat jako biotechnologové, ekologové nebo fyziologové, abychom jmenovali jen několik oblastí. Toto je jen malý vzorek z mnoha oborů, kterým se biologové mohou věnovat.

Biologie je vrcholem úspěchů přírodních věd od jejich vzniku až po současnost. Vzrušivě je to kolébka nově vznikajících věd, jako je biologie mozkové aktivity, genetické inženýrství vlastních organismů a biologie evoluce, která využívá laboratorní nástroje molekulární biologie k vysledování nejranějších fází života na Zemi. Skenování novinových titulků - ať už jde o zprávy o imunizacích, nově objevených druzích, sportovním dopingu nebo geneticky modifikovaných potravinách - ukazuje, jak je biologie aktivní a důležitá pro náš každodenní svět.


3.3: Větve biologie - biologie

Tato stránka se vám může zobrazit z několika důvodů. Chcete -li si přečíst online vydání Feynmanovy přednášky z fyziky, váš prohlížeč musí podporovat a povolit javascript. Pokud jste již tento web navštívili, je možné, že máte v mezipaměti prohlížeče směs nekompatibilních souborů (.js, .css a .html). Pokud používáte blokování reklam, může to bránit našim stránkám ve stahování potřebných zdrojů. Tak, zkuste následující: ujistěte se, že je povolen javascript, vymažte mezipaměť prohlížeče (alespoň soubory ze souboru feynmanlectures.caltech.edu), vypněte rozšíření prohlížeče a otevřete tuto stránku:

Pokud se neotevře nebo vám pouze znovu zobrazí tuto zprávu, dejte nám prosím vědět:

  • jaký prohlížeč používáte (včetně verze #)
  • jaký operační systém používáte (včetně verze #)

Tento typ problému je vzácný a existuje velká šance, že bude vyřešen pokud máme nějaké vodítka o příčině. Pokud tedy můžete, po povolení javascriptu, vymazání mezipaměti a deaktivaci rozšíření, otevřete ve svém prohlížeči javascriptovou konzolu, načtěte výše uvedenou stránku a pokud to na konzole generuje nějaké zprávy (zejména chyby nebo varování), vytvořte prosím kopii (text nebo snímek obrazovky) těchto zpráv a odešlete je s výše uvedenými informacemi na níže uvedenou e-mailovou adresu.

Zasláním informací nám pomůžete nejen sobě, ale i ostatním, kteří mohou mít podobné problémy s přístupem k online vydání Feynmanovy přednášky z fyziky. Váš čas a ohleduplnost si velmi vážíme.

S pozdravem,
Mike Gottlieb
[email protected]
Editor, Feynmanova přednáška o fyzice New Millenium Edition


Molekulární biologie

Jedná se o jeden z více než 2 400 kurzů na OCW. Prohlédněte si materiály k tomuto kurzu na stránkách odkazovaných vlevo.

MIT OpenCourseWare je bezplatná a otevřená publikace materiálu z tisíců kurzů MIT, pokrývající celé osnovy MIT.

Žádná registrace ani registrace. Volně procházejte a používejte materiály OCW svým vlastním tempem. Neexistuje žádná registrace ani data zahájení ani ukončení.

Znalosti jsou vaší odměnou. Použijte OCW k vedení vlastního celoživotního učení nebo k výuce ostatních. Za používání OCW nenabízíme kredit ani certifikaci.

Vytvořeno pro sdílení. Stahujte soubory na později. Odeslat přátelům a kolegům. Upravte, remixujte a znovu použijte (nezapomeňte jako zdroj uvést OCW.)


Katedra biologie

Pokud vás zajímá život a příroda, biologie je pro vás. Ať už vás zajímají molekuly a buňky, nebo organismy a ekosystémy, při hledání odpovědí na významné otázky biologických věd budete spolupracovat s oceněnou fakultou.

Katedra biologie má flexibilní bakalářské a postgraduální studijní programy. Nejlépe hodnocená biologická fakulta z celého světa vás bude provázet a provázet při průzkumu a upřesňování vašich výzkumných zájmů prostřednictvím laboratoří a terénní práce. Členové fakulty také slouží jako primární poradci vysokoškolských i postgraduálních studentů.

Když se specializujete na biologii, vytvoříte si základní znalosti v oboru prostřednictvím řady základních kurzů prvního ročníku a druhého ročníku, které ukážou hlavní dílčí disciplíny biologie. Na tento úvodní program navazují kurzy, které vám umožní zaměřit se na pokročilejší materiál.

Biologická fakulta má výzkumné zájmy, které sahají po šíři moderní biologie, od molekul až po ekosystémy, a věnuje se výzkumnému vzdělávání studentů na všech úrovních. Pokud uvažujete o absolventské práci v biologických vědách, s naší dynamickou a oceněnou fakultou je k dispozici mnoho příležitostí pro bakalářský výzkum a také účast na každoroční konferenci pro vysokoškoláky.

Náš komplex Life Sciences Complex o rozloze 230 000 čtverečních stop má vynikající vybavení, které vám pomůže připravit se na širokou škálu příležitostí. Konfokální mikroskop a pět klimaticky řízených skleníků poskytují cenné nástroje pro výzkum a objevy a pomáhají učitelům i studentům zůstat na vrcholu špičkového vývoje v oblasti biologie.

Vezměte biologii do světa.

Mnoho našich vysokoškoláků pokračuje v kariéře v akademické sféře, průmyslu, vládních agenturách a široké škále profesionálních prostředí. Studenti jsou také dobře připraveni na lékařské, zubní nebo veterinární školy nebo na vstup do mnoha specializovaných postgraduálních programů v biologických vědách.

Nedávní postgraduální studenti našli uplatnění na univerzitách a univerzitách jako postdoctorální výzkumní pracovníci a nakonec se dostali na fakultní pozice v různých institucích. Ostatní absolventi našli uplatnění mimo jiné v průmyslu, ve zdravotnických zařízeních a v environmentální výchově.

Ať už jsou vaše zájmy jakékoli, váš titul z biologie vás může dostat daleko. Chcete -li se dozvědět více o všech svých možnostech, promluvte si se svým poradcem.


Biologické výpočty a výpočetní biologie: průzkum, výzvy a diskuse

Biologický výpočet zahrnuje návrh a vývoj výpočetních technik inspirovaných přírodní biotou. Na druhé straně výpočetní biologie zahrnuje vývoj a aplikaci výpočetních technik ke studiu biologických systémů. Představujeme komplexní přehled, který ukazuje, jak se biologie a počítačová věda mohou navzájem řídit a mít z nich prospěch, což má za následek lepší porozumění biologickým procesům a současně pokroky v navrhování algoritmů. Integrace mezi biologií a počítačovou vědou je bohužel často náročná, zejména kvůli kulturním výstřednostem těchto dvou komunit. V této studii se zaměřujeme na to, jak příroda inspirovala vývoj různých algoritmů a technik v počítačové vědě a jak výpočetní techniky a matematické modelování pomohly lépe porozumět různým oblastem biologie. Identifikovali jsme existující mezery mezi biologickými výpočty a výpočetní biologií a zasazovali jsme se o překlenutí této mezery mezi „mokrým“ a „suchým“ výzkumem.

Toto je náhled obsahu předplatného, ​​přístup prostřednictvím vaší instituce.


Poděkování

Děkujeme doktorce Ruth Elseyové a zaměstnancům Louisianského odboru divoké zvěře a rybolovu v Rockefellerově přírodní rezervaci za poskytnutí exemplářů aligátora a za pomoc důstojníka Waltera Cooka z Tennessee Wildlife Resources Agency. Děkujeme také Petrovi Brazaitisovi za anatomické rady a Evě Sawyerové za technickou pomoc. Tyto experimenty by nebyly možné bez přispění Danielle Gauthierové, která pomáhala s krokodýlí péčí, sběrem dat a analýzou od počátku tohoto projektu.


SYMPHY: Výzkumníci navrhují nový rámec „stromu života“, který zahrnuje symbionty

V roce 1859 zahrnoval Charles Darwin do své knihy nový strom života.O původu druhů. ‘Nyní chce výzkumný tým vedený univerzitou Rutgers přetvořit Darwinův strom. Autoři diskutují o svém návrhu v dokumentu publikovaném online v časopise Trendy v ekologii a evoluci.

Zastoupení stromu života v roce 2016. Obrazový kredit: Laura A. Hug a kol, doi: 10,1038/nmicrobiol.2016.48.

"Nastala nová éra vědy bez jasné cesty k vykreslení dopadů mikrobů přes strom života," uvedli vědci.

"Co je potřeba, je interdisciplinární přístup ke klasifikaci života, který zahrnuje nespočet druhů, které na sobě navzájem závisí na zdraví a přežití, jako jsou různé bakterie, které koexistují s lidmi, korály, řasy a rostliny."

"Podle našeho názoru bychom neměli klasifikovat bakterie nebo houby spojené s rostlinným druhem do samostatných fylogenetických systémů (stromů života), protože jsou jednou pracovní jednotkou evoluce," řekl profesor Rasherské univerzity Debashish Bhattacharya, odpovídající autor článku. .

"Cílem je transformovat dvourozměrný strom na strom, který je vícerozměrný a zahrnuje biologické interakce mezi druhy."

Strom života má větve, které ukazují, jak se různé formy života, jako jsou bakterie, rostliny a zvířata, vyvíjely a vzájemně souvisí.

Velká část biologické rozmanitosti Země se skládá z mikrobů, jako jsou bakterie, viry a houby, a často interagují s rostlinami, zvířaty a jinými hostiteli prospěšnými nebo škodlivými způsoby.

Formy života, které jsou fyzicky propojeny a vyvíjejí se společně (tj. Jsou na sobě závislé), se nazývají symbiomy.

Prof. Bhattacharya a jeho kolegové z University of Colorado, Boulder, Rutgers University, Chicago Botanic Garden, Institute of Microbiology of Chinese Academy of Sciences, Sun Yat-Sen University a Wuhan Institute of Virology navrhují nový rámec života, který zahrnuje symbiomy: SYMPHY (zkratka pro symbiome phylogenetics).

"Cílem je použít sofistikované výpočetní metody k vytvoření mnohem širšího a inkluzivnějšího obrazu o vývoji organismů a ekosystémů," vysvětlili vědci.

"Dnešní strom života nedokáže rozpoznat a zahrnovat symbiomy." Místo toho se z velké části zaměřuje na jednotlivé druhy a linie, jako by byly nezávislé na jiných větvích stromu života. “

"Věříme, že vylepšený strom života bude mít široké a pravděpodobně transformační dopady na mnoho oblastí vědy, technologie a společnosti." Patří sem nové přístupy k řešení problémů životního prostředí, jako jsou invazivní druhy, alternativní paliva a udržitelné zemědělství, nové způsoby navrhování a konstrukce strojů a nástrojů, které osvětlí porozumění problémům lidského zdraví a nové přístupy k objevování drog. “

"Spojením organismů s jejich mikrobiálními partnery můžeme začít detekovat vzorce, které druhy spojují za konkrétních ekologických podmínek," dodal prof. Bhattacharya.

"Pokud je například stejný mikrob spojen s kořeny velmi odlišných rostlin, které všechny sdílejí stejný druh stanoviště, pak jsme potenciálně identifikovali novou linii, která poskytuje odolnost vůči soli a stresu a mohla by být použita k naočkování plodin k zajištění tato cenná vlastnost. “

"Obecně lze jakoukoli otázku, které by prospěla znalost druhových asociací v symbiomech, vyřešit pomocí SYMPHY."

"Ve skutečnosti bychom nechali stromy interagovat se stromy a tento druh sítě vám umožňuje ukázat spojení mezi více různými organismy a poté vykreslit sílu interakcí mezi druhy," řekl.

Vědci vyzývají finanční agentury, aby podpořily pracovní skupinu různých výzkumných pracovníků, kteří by navrhli plány na vytvoření nového systému SYMPHY.

"Chceme jasně zdůraznit, že se nezabýváme Darwinovým útokem." Považujeme Darwina za hrdinu vědy, “řekl prof. Bhattacharya.

"Nové technologie přinesly radikální nové pohledy do složitého světa mikrobiálních interakcí, které vyžadují nový pohled na to, jak klasifikujeme formy života, mimo klasické dvourozměrné stromy."

"Měli bychom se také snažit sjednotit systematický výzkum pod deštníkem SYMPHY tak, aby oddělení s různými specializacemi, jako je zoologie, botanika, mikrobiologie a entomologie, spolupracovala na vykreslení toho, jak biotické interakce ovlivňují evoluci druhů, ekologii a organickou biologii obecně."


Poznámka vydavatele Springer Nature zůstává neutrální, pokud jde o jurisdikční nároky ve zveřejněných mapách a institucionální příslušnosti.

Rozšířená data Obr. 1 Určení struktury a reprezentativní pohledy na E2

AKomplex zesítěného přenosu byl připraven inkubací ABP (200 uM) a E3 (MYCBP2 RCR) (50 uM) po dobu 4 hodin při 30 ° C. Tvorba komplexu byla hodnocena pomocí SDS-PAGE (vlevo). Stabilizovaný přenosový komplex byl purifikován chromatografií s vyloučením velikosti (vpravo). b„Doménová architektura MYCBP2 včetně katalytického zařízení RCR. CStrojní zařízení RCR je v tyčové reprezentaci RING doména (modrá), spojovací šroubovice (fialová), šroubovice-otočná šroubovice (zelená), TC doména (oranžová), smyčka mediátoru (hnědá), E2 (lila) a Ub (šedá) . Síť představuje simulované žíhací kompozitní vynechání 2 |mFo|-|dFc| mapa hustoty elektronů konturovaná na 1,0 σ. d, Jak je uvedeno výše, kromě toho, že pletivo představuje experimentální 2 |Fo|−|Fc| mapa hustoty elektronů konturovaná na 1,0 σ. E„Detailní pohled na třícestný křížový můstek mezi E2 C85, RCR C4520 a Ub karboxy konci. Síť představuje simulovaný žíhací kompozit vynechat 2 | mFo |-| dFc | mapa hustoty elektronů konturovaná na 1,0 σ vyřezaná kolem smyčky mediátoru G4515 - D4529, zbytků E2 C85 a zesíťování. F, As e kromě oka představuje experimentální 2 |Fo|−|Fc| mapa hustoty elektronů konturovaná na 1,0 σ. G„Detailní pohled na Ub-esterifikační místo, v apo-struktuře je esterifikační místo obsazeno zbytkem Thr v důsledku balení krystalů. Síť představuje simulované žíhací kompozitní vynechání 2 |mFo|-|dFc| mapa hustoty elektronů konturovaná na 1,0 σ vyřezaná kolem E4534, F4570 - F4573, H4583, F4586 a uspořádaná molekula vody. h, As g kromě oka představuje experimentální 2 |Fo|−|Fc| mapa hustoty elektronů konturovaná na 1,0 σ.

Rozšířená data Obr. 2 Superpozice apo-MYCBP2 (PDB 5O6C), E2

A, Apo-MYCBP2 zbytky Asn4379-His4638 byly zarovnány s vázanými zbytky MYCBP2 Asp4387-Asn4636. RCR, E2 a Ub jsou v kresleném zobrazení: Barvení (apo-MYCBP2/vázané-MYCBP2) ionty zinku (světle šedá/šedá), doména RING (světle modrá/modrá), šroubovice linkeru (růžová/fialová), otočení šroubovice -helix (světle zelená/zelená) a tandemová cysteinová doména (žlutá/oranžová). V apo struktuře je 8 zbytků ze smyčky mediátoru neuspořádaných a jsou reprezentovány černou přerušovanou čarou. E2 je zbarvená do fialova a Ub je šedá. Zbytky MYCBP2 Ala4518, Gly4527, Cys4520 a Cys4572 jsou v kuličkové a hokejkové reprezentaci. Ve struktuře vázaného MYCBP2 jsou zbytky E2 C85 a inženýrsky zesíťovací činidlo v kuličkové a tyčové reprezentaci. b, Detailní záběr na TC domény, v E2

Struktura vázaná Ub osm zbytků smyčky mediátoru, které byly neuspořádané v apo struktuře, přijímá šroubovicovou konformaci v E2

Ub: RCR přenosový komplex. C, Detailní záběr na domény RING, v E2

Struktura vázaná na Ub se doména RING zkroutila směrem ke šroubovici linkeru, což má za následek posun 3,0 a 4,1 Á Zn 2+ 1, respektive Zn 2+ 2. d, Reprezentativní pohled na E2

Přenosový meziprodukt Ub-MYCBP2. E, Reprezentativní pohled na E2

Přenosový meziprodukt Ub-MYCBP2 zbarvený B faktory (modré tenké karikatury nejnižší B faktory na červené tlusté kreslené nejvyšší B faktory) naznačuje, že ubikvitin a smyčka mediátoru jsou nejvíce neuspořádanými složkami komplexu. F„SDS-PAGE gel purifikovaného komplexu ABP-MYCBP2 a komplexu ABP-MYCBP2 získaného z krystalické kapky obsahující podmínky produkce (0,85 M citrát sodný, 100 mM chlorid sodný, 100 mM Tris-HCl pH 8,0). Přenosový komplex značený ABP je během krystalizace stabilní. Experiment byl opakován dvakrát s podobnými výsledky.

Rozšířená data Obr. 3 Statistiky shromažďování a upřesňování dat.

Krystalografická data byla shromážděna z jednoho krystalu.

Rozšířená data Obr. 4 Mutační analýza přenosu E2-E3 Ub byla stanovena tvorbou izopeptidu s jedním obratem v kontextu mutanta RCR C4520K.

Abychom oddělili přenos E2-E3 Ub (to, co naše struktura odráží) od následné reléové a substrátové esterifikace, navrhli jsme robustní test, který vede k přenosu Ub z E2 na produkt slepé uličky. Abychom toho dosáhli, zmutovali jsme předřazený zbytek Cys4520 na lysin (Cys4520Lys). Zjistili jsme, že Ub byl přenesen do lysinu za vzniku stabilního isopeptidového aduktu. A„Aktivita byla účinná a pouze dříve prokázané E2 podporovaly tvorbu izopeptidové vazby 25 podporovanou aktivitou MYCBP2 E3. Experiment byl opakován dvakrát s podobnými výsledky. b, Podskupina charakteristických interakcí zahrnutých v uzavřené E2

Stabilizace Ub je zachována (zbarvení jako na obr. 2a). C, Reprezentativní replika z jednoho obratu E2

Ub izopeptidový test použitý pro kvantifikaci uvedený na obr. 2c (viz také metody). dVětšina mutantů byla také testována s divokým typem MYCBP2 v testech výbojů threoninu s více obraty (rozšířená data obr. 5), které poskytly podobné profily aktivity. Jedna výjimka však byla s mutací E2 D117A. Zatímco D117A byl plně aktivní s MYCBP2 WT, byl při tvorbě isopeptidů C4520K zcela neaktivní. To odráží tento zbytek, který má roli specifickou pro lysin, která je nadbytečná s nativní transthiolací MYCBP2 E2-E3. e-hKinetická analýza zbytků aktivního místa E2 (n = 3 nezávislé experimenty prováděné se stejnými purifikovanými proteiny). Modré čtverce a černé kruhy odpovídají experimentům, kde byla přidána nebo zadržena E3. Přebíjení E2 bylo blokováno přidáním inhibitoru E1 a vyčerpáním E2

Ub druhy byly kvantifikovány. , Pozorované míry vybíjení Ub s jedním obratem (kobs) z experimentů e-h. Zjištěné rychlostní konstanty byly získány z jednofázové exponenciální asociační rovnice pomocí rutiny v Graphpad Prism. Testy byly prováděny trojmo za použití identických purifikovaných proteinů. 95 % intervaly spolehlivosti pro kobs jsou prezentovány. ND* naznačuje, že rychlosti výboje Ub v přítomnosti E3 byly k nerozeznání od pozadí E2

Ub hydrolýza. Zaznamenané rychlosti pro nativní transthiolační aktivitu určené z experimentů uvedených v rozšířených datech obr. 5 jsou také uvedeny v tabulce.

Rozšířená data Obr. 5 Mutační hodnocení nativní transthiolační aktivity MYCBP2 E2-E3 a demonstrace oslabeného E2

A„Navrhovaná intramolekulární role pro Ub I36 při udržování uzavřeného E2

Ub konformace. Interakce mezi Ub I36 a L71 je udržována v „uzavřeném“ E2

Ub konformace. Superpozice RCR E2

Komplexy Ub (PDB 4AP4). Mezera mezi Ub I36 a L71 se v komplexu RCR zmenšila o 0,7 Á. RCR, E2 a Ub jsou v kresleném zobrazení s vybranými zbytky v kuličkové a hokejkové reprezentaci: Ub I36, L71, R72 a ​​konstruovaný linker (šedý), E2 C85 (lila), RCR K4441 (modrý) a C4520 (oranžový). RNF4 E2

Komplex Ub je v kresleném zobrazení s vybranými zbytky v reprezentaci tyčinky: Ub I36, L71, R72 (růžová), R181 (fialová). b„U vybraných mutantů byla aktivita MYCBP2 hodnocena pomocí jediného obratu E2

Testy vybíjení Ub zprostředkované přítomností divokého typu MYCBP2 a threoninu (50 mM). C, Jediný obrat E2

Test vybíjení Ub zprostředkovaný přítomností divokého typu MYCBP2 a threoninu (50 mM) pro mutanty E2 Asn114Ala a Asn114Gln. Experiment se dvakrát opakoval s podobnými výsledky. d, Kvantifikace pro vybrané mutanty, (n = 3-4 nezávislé experimenty prováděné se stejnými purifikovanými proteiny). E- nativní jednoobratový WT MYCBP2 a E2 závislý na threoninu

Test vybití Ub. Pozorované rychlostní konstanty uvedené v Tabulkách rozšířených dat na obr. 4 byly získány z jednofázové exponenciální asociační rovnice pomocí rutiny v Graphpad Prism. Modré čtverce a černé kruhy odpovídají experimentům, kde byla přidána nebo zadržena E3. (n = 3 nezávislé experimenty prováděné se stejnými purifikovanými proteiny) j„Kvantifikace testu vypouštění lysinu za přítomnosti transthiolačně defektního mutanta RCR A4520 nebo kanonického RING E3 RNF4 (n = 3 nezávislé experimenty prováděné se stejnými purifikovanými proteiny). Přestože byl u mutanta RCR C4520K pozorován účinný výboj lysinu, strukturální kontext tohoto akceptorového lysinu templáuje reakci, která může zvýšit reakční rychlost o několik řádů, čímž se vyrovná nedostatek aktivity směrem k volnému lysinu, který by byl omezen difúzí 39 , 60.

Rozšířená data Obr. 6 Zohlednění účinků krystalového balení při přijetí uzavřeného E2

A„Rozhraní mezi Ub (šedá), E2 (lila) RCR (TC doména, oranžová spojovací šroubovice, purpurová šroubovice-otočná šroubovice, zelená RING, modrá) a dvěma symetricky příbuznými molekulami RCR (azurová a světle modrá). Postranní řetězec Ub E18 a prvních 7 zbytků RCR konstruktu jsou neuspořádané. b„Detailní pohled na rozhraní mezi Ub, E2 a E3 související se symetrií. Ub K48 a R54 jsou v těsné blízkosti MYCBP2 H4599 související se symetrií. CSuperpozice RCR E2

Komplexy Ub (PDB 4AP4) zvýrazňující polohu Ub Lys48. Změněné Ub balení v komplexu RCR (E2, lila: Ub, šedá) vede k tomu, že se Ub Lys48 posunuje od E2 D42, relativně ke komplexu RNF4 (E2 pšenice Ub, růžová). d, Jednoobratový E2

Ub výboj a tvorba izopeptidů s jedním obratem pro uvedené varianty Ub. Mutanti Ub E18R, A46D, R54E a N60A byli vypuštěni podobně jako WT Ub, což naznačuje, že rozhraní s druhou kopií MYCBP2 v roztoku neexistuje nebo není vyžadováno pro aktivitu. Mutanty Ub K48A a K48E snížily aktivitu, což by se neočekávalo, pokud interakce se zbytkem H4599 v rámci MYCBP2 související se symetrií přispěla k prevenci kanonické uzavřené konformace v roztoku. Jelikož je K48 proximální k E2, zdá se pravděpodobnější, že svou podstatou přispívá k uzavřené a uzavřené aktivaci. E, Kvantifikace jednoho obratu E2

Ub výboj (n= 5 nezávislých experimentů provedených se stejnými purifikovanými proteiny) a tvorba jednoduchého obratu isopeptidů (n= 3 nezávislé experimenty prováděné se stejnými purifikovanými proteiny).

Rozšířená data Obr. 7 Reprezentativní elektronová hustota se středem na klíči E2

Rozhraní Ub-RING a srovnání s E2

A, Rozhraní E2-Ub je soustředěno na E2 L104, Ub L8, I44, H68 a V70. E2 (lila) a Ub (šedá) jsou zobrazeny jako tyčinky, doména RCR RING (modrá) je zobrazena jako karikatura. Kvůli přehlednosti nejsou oblasti RCR C-terminál RING zobrazeny. Síť představuje simulované žíhací kompozitní vynechání 2 |mFo|-|dFc| mapa hustoty elektronů konturovaná na 1,0 σ. b, Tak jako A kromě oka představuje experimentální 2 |Fo|−|Fc| mapa hustoty elektronů konturovaná na 1,0 σ. C„Pohled na rozhraní RING-E2, RCR RING (modrý), E2 (lila) a Ub (šedý) jsou zobrazeny jako páčky. Označí se RCR ekvivalentní zbytku „linchpin“ (K4441) a funkčně důležitému zbytku RING (L4426). Síť představuje simulované žíhací kompozitní vynechání 2 |mFo|-|dFc| mapa hustoty elektronů konturovaná na 1,0 σ. d, Tak jako C kromě oka představuje experimentální 2 |Fo|−|Fc| mapa hustoty elektronů konturovaná na 1,0 σ. E„Pohled na rozhraní RING-E2 zaměřený na zbytky RCR L4392, F4394 a interakci mezi E2 S94 a RING P4438. Síť představuje simulované žíhací kompozitní vynechání 2 |mFo|-|dFc| mapa hustoty elektronů konturovaná na 1,0 σ. F, Tak jako E kromě oka představuje experimentální 2 |Fo|−|Fc| mapa hustoty elektronů konturovaná na 1,0 σ. G, Superpozice MYCBP2 E2

Komplexy Ub (PDB 5EDV) zdůrazňující posun ve vazebném místě E2 pro HOIP RING1 (E2 byly superponovány). MYCBP2 komplex RING (modrý), E2 (lila), ionty zinku (šedá) HOIP komplex RING1 (azurová), E2 (pšenice), zinek (světle šedá). h, Superpozice MYCBP2 E2

Komplexy Ub (PDB 5UDH) zvýrazňující vložení smyčky v HHARI RING1, které brání uzavřenému E2

Ub konformace. HHARI His234 by se stericky střetl s Ubem v „uzavřené“ E2

Ub a podobně je His234 nekompatibilní s „uzavřeným“ E2

Ub přijat v komplexu RCR. Komplex MYCBP2 RING (modrý), E2 (lila), Ub (šedý), zinek (šedý) HHARI komplex RING1 (světle modrý), E2 (pšeničný) a zinek (světle šedý).

Rozšířená data Obr. 8 Motiv RCR-šroubovice-otočka-šroubovice brání navázání otevřené E2

A, Superpozice „otevřené“ konformace E2

Ub komplex (PDB 3JVZ) s RCR E2

Ub komplex. Otevřená konformace v HECT E2

Komplex Ub je nekompatibilní s pozorovanou konformací RCR, protože Ub je stericky blokován motivem šroubovice-zatáčka-šroubovice. HECT E2 (růžová) a Ub (světle šedá) jsou zobrazeny v kresleném zobrazení. bNavzdory zavedení odpovídajícího lysinového zbytku do UBE2D3, který zrušil jeho aktivitu, jsme nemohli poskytnout aktivitu UBE2L3 substitucí Lys96 za Ser, jak bylo nalezeno v UBE2D3. Modré čtverce a černé kruhy odpovídají experimentům, kde byla přidána nebo zadržena E3 (n= 3 nezávislé experimenty prováděné se stejnými purifikovanými proteiny). CSmyčka mediátoru má vysokou zachování sekvence napříč ortology. Vymazání v Drosophila a C. elegans vzhledem k lidskému MYCBP2 znamená, že proces Ub relé je vysoce plastický. d„Vymazání zbytku smyčky mediátoru A4518 podstatně narušuje transthiolaci E2-E3 a relé Ub. Experiment byl opakován dvakrát s podobnými výsledky.

Rozšířená data Obr. 9 Relaxace interakce E2 Ser94-RING Pro4438 je krystalograficky pozorována pro E3 spojené s RING (RBR a RCR) ve srovnání s kanonickými RING.

Je zajímavé, že H-vazba Ser94-Pro4438 je vysoce konzervovaná v řešených strukturách E2-RING, ale pro kanonické RING E3s je pozorována idealizovaná geometrie (2,3-3,0 Á). Pro RBR E3, které procházejí transthiolací, je tato vzdálenost H-vazby srovnatelná se vzdáleností pozorovanou u RCR

O 0,4 Å delší. Zdá se tedy, že relaxace této H-vazby může být charakteristickým znakem E3 spojených s RING, ale mechanistický základ pro to není jasný. A, Vzdálenosti mezi E2 Ser94 (gama kyslík) a E3 Pro (karbonylový kyslík) pro MYCBP2 vzhledem ke kanonickému RING E3s. b, Vyrovnání C-koncové části RING včetně 7. a 8. zinku koordinujících zbytků. Konzervovaný prolin, který interaguje se serinem 94 E2, je zobrazen modře. Zbytky koordinující zinek jsou zobrazeny červeně. Umístění zbytku linchpin je označeno hvězdičkou. C, Vzdálenosti mezi E2 Ser94 (gama kyslík) nebo E2 Lys96 (epsilonový aminodusík) a E3 Pro (karbonylový kyslík) pro MYCBP2 vzhledem k RBR E3s. d, Vyrovnání c-koncové části RING včetně 7. a 8. zinku koordinujících zbytků. Konzervovaný prolin, který interaguje se serinem E2 94 v MYCBP2, je zobrazen modře. Zbytky koordinující zinek jsou zobrazeny červeně.

Rozšířená data Obr. 10 Další charakterizace Phr1 C4629A/C4629A myší linie.

A, Úrovně exprese Phr1/MYCBP2 v Phr1 +/+ (WT), Phr1 C4629A/+ (HET) a Phr1 C4629A/C4629A (HOM) myší embryonální fibroblasty (MEF) a buňky neuroblastomu SH-SY5Y (CRISPR KO a WT) (vlevo). Alternativní interní protilátka 25 byla také použita k hodnocení hladin exprese Phr1 napříč genotypy (vpravo). b„Experimentální pracovní tok použitý ke generování proteomických dat založených na aktivitě uvedených na obr. 5b. CExtrahované proteomy z MEF s uvedenými genotypy byly ošetřeny sondou na bázi aktivity označované proteinem vázajícím protein maltózy (MBP). Značení MBP bylo nutné k rozpoznání gelového posunu po značení MYCBP2/Phr1 (0,5 MDa). Značení ABP bylo selektivně zrušeno v Phr1 C4629A/C4629A MEF konzistentní s aktivitou E3 ligázy jsou narušeny. Tento experiment byl proveden dvakrát s podobnými výsledky. dNMNAT2 s C-koncovým HA tagem byl přechodně transfekován do MEF představujících všechny tři genotypy. Tento experiment byl proveden jednou. E„Byl spočítán počet sekundárních větví (šedá) mezi primárními větvemi (černá) překračujícími červenou tečkovanou čáru. Kvantifikace sekundárních axonálních větví pravého frenického nervu n počet na genotyp je uveden na obrázku (průměr ± SEM Kruskal-Wallisův test následovaný Dunnovým vícenásobným srovnávacím testem). Hvězdičky označují: * P ≤ 0.05.


Odvětví mikrobiologie

Podle taxonomie

  • Bakteriologie: studium bakterií.
  • Imunologie: studium imunitního systému. Zabývá se vztahy mezi patogeny, jako jsou bakterie a viry, a jejich hostiteli.
  • Mykologie: studium hub, jako jsou kvasinky a plísně.
  • Nematologie: studium hlístic (škrkavek).
  • Parazitologie: studium parazitů. Ne všichni paraziti jsou mikroorganismy, ale mnoho jich je. Prvoci a bakterie mohou být parazitičtí, studium bakteriálních parazitů je obvykle zařazeno do bakteriologie.
  • Phycology: studium řas.
  • Protozoologie: studium prvoků, jednobuněčných organismů, jako jsou améby.
  • Virologie: studium virů.

Podle typu výzkumu

Mikrobiologický výzkum, stejně jako ostatní oblasti vědeckého výzkumu, lze rozdělit do kategorií čistých a aplikovaných. Čistý (nebo základní) výzkum je průzkumný a prováděný za účelem lepšího porozumění vědeckému jevu, zatímco aplikovaný výzkum je založen na informacích získaných z čistého výzkumu a slouží k zodpovězení konkrétních otázek nebo řešení problémů.
Čistý mikrobiologický výzkum zahrnuje:

  • Astromikrobiologie: studium původu života na Zemi a hledání mimozemského života.
  • Evoluční mikrobiologie: evoluce mikroorganismů.
  • Buněčná mikrobiologie: studium struktury a funkce mikrobiálních buněk.
  • Mikrobiální ekologie
  • Mikrobiální genetika
  • Mikrobiální fyziologie
  • Systémová mikrobiologie: matematické/výpočetní modelování aktivit mikrobiologických systémů.

Zatímco aplikovaný mikrobiologický výzkum zahrnuje:

  • Zemědělská mikrobiologie: studium mikroorganismů, které interagují s rostlinami a půdami.
  • Mikrobiologie potravin: studium mikroorganismů, které kazí jídlo nebo způsobují choroby přenášené potravinami. Může také studovat, jak se mikroorganismy používají při výrobě potravin, jako je fermentace piva.
  • Lékařská mikrobiologie: studium mikroorganismů odpovědných za lidské choroby.
  • Mikrobiální biotechnologie: používání mikrobů v průmyslových nebo spotřebních výrobcích.
  • Farmaceutická mikrobiologie: studium mikroorganismů používaných ve farmaceutických výrobcích, jako jsou vakcíny a antibiotika.


Toto je obraz kolonií bakterií rostoucích na agarové plotně.


3.3: Větve biologie - biologie

Větve biologie
Biologie, studium života, má mnoho aspektů a mnoho specializací v této široké oblasti. Níže je uveden abecední seznam mnoha odvětví biologie.


Zemědělství - studie produkce plodin z půdy s důrazem na praktické aplikace

Anatomie - studium zvířecí formy s důrazem na lidská těla

Biochemie - studium chemických reakcí nezbytných pro existenci a fungování života, obvykle se zaměřením na buněčnou úroveň

Bioinženýrství - studium biologie prostřednictvím inženýrských prostředků s důrazem na aplikované znalosti a zejména související s biotechnologiemi.

Bioinformatika - klasifikováno také jako odvětví informačních technologií (IT), jedná se o studium, sběr a uchovávání genomových dat

Biomatematika nebo matematická biologie - studium biologických procesů prostřednictvím matematiky s důrazem na modelování.

Biomechanika - často považován za obor medicíny, studium mechaniky živých bytostí, s důrazem na aplikované použití prostřednictvím umělých končetin atd.

Biofyzika - studium biologických procesů prostřednictvím fyziky aplikací teorií a metod tradičně používaných ve fyzikálních vědách

Biotechnologie - nové a někdy kontroverzní odvětví biologie, které studuje manipulaci s živou hmotou, včetně genetické modifikace
Botanika - studium rostlin

Buněčná biologie - studium buňky jako kompletní jednotky a molekulárních a chemických interakcí, které se vyskytují v živé buňce.

Biologie ochrany - studium zachování, ochrany nebo obnovy přírodního prostředí, přírodních ekosystémů, vegetace a divoké zvěře

Kryobiologie - studium účinků nižších než obvykle preferovaných teplot na živé bytosti.

Vývojová biologie - the study of the processes through which an organism develops, from zygote to full structure.

Ekologie - the study of the ecosystem as a complete unit, with an emphasis on how species and groups of species interact with other living beings and non-living elements.

Entomology - the study of insects

Biologie životního prostředí - the study of the natural world, as a whole or in a particular area, especially as affected by human activity

Epidemiologie - a major component of public health research, it is the study of factors affecting the health and illness of populations

Ethology - the study of animal behavior.

Evolution or Evolutionary Biology - the study of the origin and decent of species over time

Genetika - the study of genes and heredity.

Herpetologie - the study of reptiles (and amphibians?)

Histologie - The study of cells and tissue, a microscopic branch of anatomy.

Ichthyology - the study of fish

Macrobiology - the study of biology on the level of the macroscopic individual (plant, animal, or other living being) as a complete unit.

Mammology - the study of mammals

Marine Biology - the study of ocean ecosystems, plants, animals, and other living beings.

Lék - the study of the human body in health and disease, with allopathic medicine focusing on alleviating or curing the body from states of disease

Mikrobiologie - the study of microscopic organisms (microorganisms) and their interactions with other living things

Molekulární biologie - the study of biology and biological functions at the molecular level, some cross over with biochemistry

Mycology - the study of fungi

Neurobiologie - the study of the nervous system, including anatomy, physiology, even pathology

Oceanography - the study of the ocean, including ocean life, environment, geography, weather, and other aspects influencing the ocean. See Marine Biology

Ornithology - the study of birds

Paleontology - the study of fossils and sometimes geographic evidence of prehistoric life

Pathobiology or pathology - the study of diseases, and the causes, processes, nature, and development of disease

Parisitology - the study of parasites and parasitism

Farmakologie - the study and practical application of preparation, use, and effects of drugs and synthetic medicines.

Fyziologie - the study of the functioning of living organisms and the organs and parts of living organisms

Phytopathology - the study of plant diseases

Pre-medicine - a college major that covers the general aspects of biology as well as specific classes relevant to the study of medicine

Virology - the study of viruses and some other virus-like agents, usually considered part of microbiology or pathology

Zoologie - the study of animals and animal life, including classification, physiology, development, and behavior (See also Entomology, Ethology, Herpetology, Ichthyology, Mammology, Ornithology

Content copyright © 2021 by Alegra Bartzat. Všechna práva vyhrazena.
This content was written by Alegra Bartzat. If you wish to use this content in any manner, you need written permission. Contact BellaOnline Administration for details.


Podívejte se na video: Méristemes secondaires (Listopad 2021).