细胞生物技术：概述

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介绍

直到17世纪欧洲复式显微镜的研制成功，人们才首次观察到细胞。1665年，罗伯特·胡克在观察一块软木并注意到类似细胞的结构后，创造了“细胞”一词（发表在《显微术图解》中）。

然而，这些细胞是死的，没有揭示细胞的真正整体组成部分。仅仅几年后，1674年，安东·范·列文虎克在研究藻类时，成为第一个观察活细胞的人。所有这些都发生在细胞理论之前，细胞理论认为细胞是生命的基本组成部分，并且构成所有生物体。

定义

细胞生物学，通常被称为细胞生物学或细胞学，是生物学的一个子领域，专注于理解单个细胞的组成、结构和活性。细胞生物学是研究细胞的结构和功能成分。细胞是维持和驱动生物体的生命的基本单位。

原核细胞和真核细胞

原核细胞和真核细胞被分为两个基本类别。原核细胞缺乏细胞核或其他膜结合细胞器，因此可以与真核细胞区分开来。原核细胞是生命中最小的形式，因为它们比真核细胞小得多。

细菌和古细菌是原核生物的例子，它们没有封闭的细胞核。动物、真菌、植物和原生生物都具有真核细胞。它们的 DNA 储存在膜结合的细胞核中，直径范围从 10 到 100 微米。具有真核细胞的生物被称为真核生物。

"真核生物"一词来源于希腊语“eu”（意为真）和“karyon”（意为核）。真核细胞的特征是具有膜结合的细胞器和组织良好的细胞核。与原核细胞相比，它们具有更大、更复杂、更高级的结构组织。然而，它们确实有一些共同点，例如细胞质。

地球上最早的单细胞微生物是原核细胞。细菌和古细菌是原核生物。蓝细菌是进行光合作用的原核生物之一。由于原核细胞只有一个膜，所以所有过程都发生在细胞质中。它们可能是寄生生物或自由生物。

细胞技术——其中一些

免疫荧光显微镜

免疫荧光显微镜是指将抗体（针对要研究的特定蛋白质）定位到细胞的特定部位，以定位抗原的方法。另一种稍微修改的技术，免疫荧光，用于使用荧光显微镜检查细胞，以确定抗原在细胞中的分布情况。

离子交换色谱

使用这种技术，分子根据其带电量进行分离。许多生物大分子，包括蛋白质和氨基酸，都含有可电离基团。它们可能带负电或正电。这些物质的导电能力取决于溶液的 pH 值。

分配和吸附色谱

在分液漏斗中，通过在两种互不相溶的液体相中振荡混合物，可以分离多种化合物。当物质在溶剂中振荡时，它将分离成两相。如果允许其中一相移动，则根据其分配系数，物质也将移动。

凝胶过滤色谱

这种类型的色谱分离利用凝胶材料的孔隙率，根据分子的尺寸和形状进行分离。这种技术也被称为排阻或渗透色谱。

杂交瘤技术

杂交瘤技术是一种广泛用于产生单克隆抗体的方法。通过用特定抗原免疫小鼠，从动物体内提取产生抗体的 B 淋巴细胞，并与永生化的骨髓瘤细胞系融合，从而产生杂交细胞，也称为杂交瘤细胞系。这些杂交瘤细胞在实验室中培养以产生针对特定抗原的单克隆抗体。

这可以通过体内方法或体外方法完成。单克隆抗体生产优于所有其他方法，因为产生的抗体具有高度纯度，并且非常灵敏和特异性。

西南印迹

西南印迹是一种检查 DNA 和蛋白质相互作用的方法。它结合了南部印迹和西部印迹技术的要素，可以同时检测 DNA 和蛋白质。西南印迹与其他类型的印迹在分离蛋白质和随后转移到硝酸纤维素膜的步骤之后会有所不同，这一点与其他类型的印迹相似。

表达系统

基因工程和克隆技术的发展为研究目的提供了许多产生和分离异源蛋白的机会。由于重大技术进步，现在可以进行大规模的重组蛋白表达和分离。

然而，对于诸如酶、抗体或疫苗的生产等大规模应用，需要大量的蛋白质。在这种情况下，蛋白质表达系统必须易于培养和维护、生长迅速并产生大量蛋白质。

此外，哺乳动物蛋白质也进行了一些翻译后修饰。这些需求促使了蛋白质表达系统的发展。不同的蛋白质表达系统包括细菌、酵母、昆虫或哺乳动物系统。

结论

细胞生物学研究检查了在活体外培养和修饰细胞的各种技术，以推进对人体解剖学和生理学的了解，并开发新的药物。用于研究细胞的方法已经发展起来。由于显微镜、方法和技术的进步，科学家们现在对细胞的结构和功能有了更深入的了解。