Modelle der eukaryotischen Zelle

Eukaryoten sind Organismen von einem oder vielen komplexen Zellen mit Kernen zusammengesetzt . Alle Tiere , Pflanzen , Pilze und Einzeller Einzeller sind Eukaryonten ; sie enthalten komplexen zellulären Strukturen und vergleichsweise große Genome. Wissenschaftler beschäftigen eine Reihe von Modellen zur Vereinfachung der eukaryotischen Zelle und zu erklären, seine Grundstruktur und Funktion. Die Unterscheidung von Eukaryoten aus primitiveren prokaryontischen Zellen - Bakterien - wurde zum ersten Mal in der Mitte des 20. Jahrhunderts , als klar wurde , dass diese beiden Klassen von Organismen hatten sehr verschiedene Arten von Zellen. Der Schematische Zell
Der Kern ist eine große Organellen innerhalb der eukaryotischen Zelle , die alle genetischen Information der Zelle enthält

Die grundlegende Zellmodell ist die schematische Zelle . Dies ist einfach eine graphische Darstellung, die die verschiedenen inneren Strukturen der Zelle. Oft werden diese Schemata spezifisch für eine Untermenge von Eukaryonten , wie einem Tier oder Pflanzenzelle ist. Die schematische Zelle enthält eine äußere Zellmembran und können auch eine Zellwand enthalten . Die innere Struktur der Zelle wird durch eine Zytoskelett mauert und mit zahlreichen Organellen setzt ; diese Organellen gehören der Zellkern, endoplasmatischen Retikulum, Golgi-Apparat , Mitochondrien und Ribosomen. Andere Strukturen wie Chloroplasten und Vakuolen können ebenfalls enthalten sein .

Die schematische Modell wird oft von Studenten , die gerade anfangen , über die Zelle und wie die verschiedenen Teile interagieren lernen verwendet . Es ist ein bequemer Weg, um die Zelle in Teile zu zerlegen , um das Lernen zu jedem einzelnen Teil einfacher.
Modelle der Zellmembran

Die äußere Membran der Zelle eine enorm komplexe Masse von Fettmolekülen, genannt Phospholipide, mit verschiedenen Proteinen und Cholesterin durchsetzt. Das erste Modell der aktuellen Verständnis der Zellmembran nähert Biologie war Singer und Nicolson Flüssig-Mosaik -Modell. In diesem Modell wird die äußere Membran der Zelle ist eine dünne, doppellagige Folie aus Phospholipid- Molekülen. Dieses Blatt ist flüssig und die konstituierenden Moleküle sind ständig in Bewegung zu . Verschiedene Proteine ​​in die Membran eingebettet und bietet molekulare Funktion , physikalische Struktur und selektive Poren für Materialien zu überqueren.

In jüngerer Zeit hat die Lipid Raft -Modell die Flüssig-Mosaik- Modell geändert . Nach diesem Modell sind die Membranproteine ​​innerhalb dicke " rafts " der Lipid-Moleküle durch einen Bereich mit kürzeren Molekülen , die keine Proteine ​​enthalten , umgeben eingebettet. Diese Lipid Rafts erscheinen die Funktionseinheiten der Zellmembran und helfen, die Proteine ​​lokalisiert.
Modellierung des Zellzyklus
Die Chromosomen der eukaryotischen Zellen müssen duplizieren und dann sorgfältig getrennt für erfolgreiche Zellteilung auftritt.

Aufgrund der komplexen inneren Struktur der eukaryotischen Zelle , erfolgreiche Teilung erfordert ein kompliziertes Regelsystem . Die Anwesenheit von zahlreichen genetischen und anderen molekularen Regulatoren macht mathematische Modelle sehr hilfreich für das Verständnis , wie sich die Zelle teilt . Diese Modelle bestehen aus einem " Schaltplan ", die zeigt, wie die verschiedenen regulatorischen Prozesse der Zellteilung beteiligt zu betreiben. Zum Beispiel kann die Aktivierung und Inaktivierung von verschiedenen Cyclin -Proteine ​​(Proteine ​​bei der Auslösung Teilungsstadien wichtig) besetzen unterschiedliche Schlitze des Diagramms. Sobald das Diagramm aufgebaut und verschiedene Parameter festgelegt sind, sagt das Modell , wie die Zelle in verschiedenen Situationen zu teilen und ob diese Teilung haltbar ist über einen langen Zeitraum.
Intra - Organelle Modeling

Genexpression ist eine der komplexesten und eng geregelt Aspekte der Zellfunktion.

Aufgrund der Komplexität der einzelnen Organellen , Zellbiologen produzieren spezialisierte Modelle für sie. Beispielsweise der Kern und die Mitochondrien sowohl zogen komplexe interne und externe Regelung , die entscheidend für das Überleben der Zelle ist . Der Kern ist mit Abstand die komplexeste Organellen ; Es enthält die gesamte genetische Information des Organismus. Zu jedem gegebenen Zeitpunkt ist ein Teil der DNA innerhalb des Zellkerns eng gewickelten und inaktiv , während andere DNA lose gewickelt und aktiv. Eine komplexe Kaskade von Molekülen stellt sicher, dass die entsprechenden Moleküle werden ständig Betreten und Verlassen des Zellkerns.

Durch die Modellierung , wie die verschiedenen Komponenten des Zellkerns zusammenwirken , können Zellbiologen Vorhersagen , wie die Gene aktiviert zu machen , wenn ein gegebenen Signalisierungssystem eingeschaltet ist. Rechenmodelle der Kernmoleküle, wie Transkriptionsfaktoren von Mikro- RNAs , zu veranschaulichen , wie Gene in der Zelle verhalten und interagieren.