細胞構造

細胞壁 細胞膜 細胞質 細胞核 蛋白質 內膜系統 胞器 端粒 核酸脂質 醣

植物的微小 RNA

植物的微小 RNA (micro RNA of Plant)
國立臺灣大學植物科學研究所博士生 林孟淳

微小 RNA (micro RNA, miRNA) 是一類約為 20–24 鹼基長度的小型 RNA,依其與目標信使RNA (mRNA) 的序列互補,可能導致目標 信使 RNA 的降解,或妨礙蛋白質轉譯的進行,達到基因靜默 (gene silencing) 的效果.本篇將著重於植物微小 RNA 的介紹,並比較與動物微小 RNA 之間的異同。

在動物中最早於 1993 年,在對線蟲 lin-4 突變體的研究中發現(動物部分的介紹,可參考本網站 2013 年之文章《微小 RNA / 小分子 RNA》)。而植物的基因靜默機制,雖然在 90 年代末期就已觀察到,但在 2002 年後,才陸續開始有微小 RNA 被確認。微小 RNA 可調控許多植物的生理現象,包括葉片的發育,調節植物進入生殖生長的時期,以及對逆境的反應等。

孟德爾第二遺傳定律—自由配合律

孟德爾第二遺傳定律—自由配合律 (Law of independent assortment)
國立臺灣大學園藝暨景觀學系 周林

有性生殖的生物在形成配子(gamete,精細胞與卵細胞)時,一個基因座 (locus) 上的等位基因 (allele)(圖一)會獨立於另外一個基因座上的其他等位基因,分配至配子。基因座即是決定一個性狀的基因,而決定該性狀不同表現型的則是不同的等位基因。

上皮細胞極性的奧秘

上皮細胞極性的奧秘 (The novel polarity in epithelial cells)
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯

編譯來源:上皮細胞の微管配向の謎を解明

受精卵經不斷分化建構各種細胞,並配合不同機能需要,形成特定的形狀或構造。例如纖維母細胞 (fibroblast) 的不固定形狀、上皮細胞則是扁平、方形或柱狀。在細胞形狀或構造的形成,微管 (microtubule)、肌動蛋白纖維 (actin filament) 等細胞骨架 (cytoskeleton),扮演重要的角色。

微管是具有加入端 (plus-ends) 及減去端 (minus-ends) 極性 (polarity) 的纖維狀構造。在細胞分裂,進行紡錘體形成、染色體分配時,微管扮演重要角色;在靜止期 (stationary period),微管作為物質運輸的橋梁,因此需配置在細胞內適當的位置及方向。纖維母細胞等大多數細胞,微管減去端連結於中心體 (centrosome),加入端則放射狀分佈、朝向細胞外側(圖1)。

乙醯膽鹼

乙醯膽鹼 (Acetylcholine)
國立臺灣師範大學生命科學系 洪修翊

乙醯膽鹼在生物體內主要是做為神經傳導物質,也就是將神經的動作電位訊號自上游的突觸前神經元傳到下一個突觸後神經元的化學分子。 脊椎動物的中樞神經系統(大腦與脊髓)有許多分泌乙醯膽鹼的神經纖維。

此外周邊神經系統中,許多神經元間的傳導也使用乙醯膽鹼作為神經傳導物質,包括運動終板、交感與副交感的神經的節前與節後神經元間,以及副交感的節後神經元與作用器官間的傳導。很多人認為乙醯膽鹼作為副交感活性的神經傳導物質,但是事實上,引發的打或逃 (fight or flight) 反應的交感活性,其節前與節後間的傳導一樣是乙醯膽鹼(圖一)。

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圖一 交感神經示意圖。(本文作者洪修翊繪,參考資料:https://en.wikipedia.org/wiki/Synapse)

細胞構造
細胞內測量長度的蛋白質

細胞內測量長度的蛋白質

細胞內測量長度的蛋白質(A nanometer ruler determines the repeat length)
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯

編譯來源:細胞内で長さを測るタンパク質を発見A molecular ruler determines the repeat length in eukaryotic cilia and flagella

你是否能測量奈米大小的長度呢?奈米是毫米的百萬分之一,比頭髮尖端更微細,無法徒手測量。在人類細胞內,具有無數固定長度或大小的構造,細胞合成這些構造時,究竟是如何測量它們的長度呢? 有研究者提出「奈米分子尺規」假說,認為存在固定長度的蛋白質作為奈米分子尺規(簡稱奈米尺),來調控這些構造的長度。雖過去研究指出較為原始的原核生物如細菌或病毒等具有奈米尺,但仍不知高等生物如人類是否也有奈米尺。

染色體結構捕捉技術

染色體結構捕捉技術 (3C, Chromosome Conformation Capture)
國立臺灣大學動物所碩士陳政儀

自從人類開始使用顯微鏡觀察細胞以來,細胞核內的絲狀染色體構造一直為科學家所好奇。隨著逐步建構的遺傳學與生物化學概念,包括:由四個鹼基構成密碼的DNA是生物體內的主要遺傳物質,影響性狀表現的基因位在染色體上,DNA是由雙股螺旋分子所構成,強化子 (enhancer) 影響啟動子 (promoter) 對其所屬基因的表現調控等。

水勢能

水勢能 (Water potential)
國立臺灣師範大學生命科學系103級莊仁奕

水在生物體是不可或缺的,它提供了溫度調節、溶質環境以及支撐細胞的作用,對植物而言則是光合作用的必要原料之一,植物必須能夠取得或保存一定的水分才能生存,因此,植物從環境中吸取水分更是必要的本領。

在 1960 年左右,Ralph O. Slatyer 與 Sterling A. Taylor 兩位教授提出了水勢能(water potential)的概念,用以描述水在一個系統中的化學勢(chemical potential)或是移動的趨勢,並定義常溫(室溫 $$25^\circ C$$)常壓($$100~kPa$$)下純水的水勢能為零,而鄰近的兩個系統中,水勢能高的水分子會往水勢能低的系統流動,水勢能在植物體中由三個因子互相影響:滲透勢(osmotic potential)、基質勢(matric potential)、壓力勢(pressure potential)。

粒線體分子時鐘(Mitochondrial Clock)

粒線體分子時鐘(Mitochondrial Clock)
國立臺灣大學醫學系呂明軒、臺北市立建國高中劉翠華教師

如果我們能從考古挖掘出土的猿人身上取得 DNA,並和現代人的 DNA 序列進行比較,是不是能推測猿人的生存年代呢?分子時鐘就是假設 DNA 序列突變的速度大致不變,則演化時間越長,突變累積越多;換言之,從兩 DNA 序列的差異往回推算,即可估計那段演化所經過的時間。

G蛋白質耦合受體-1

G蛋白質耦合受體-1 (G Protein-Coupled Receptors,GPCRs)
國立臺灣師範大學生命科學系103級莊仁奕

代謝、生長、生殖、感應為判定一物體是否具有生命現象的四個主要依據,其中感應是指對外界刺激產生相對應的反應,從變形蟲的吞噬運動到人體細胞接受荷爾蒙刺激,都是感應的表現。

而外在訊息傳遞到細胞內的方法,除了直接穿過細胞膜之外,還有透過細胞膜上的特殊結構傳遞,G 蛋白耦合受體就是這種傳遞訊息的特殊結構之一。到目前為止,研究顯示 G 蛋白耦合受體僅見於真核細胞,而且參與了很多細胞訊息傳遞過程。

緊密連接(Tight junction) 下

緊密連接(Tight junction) 下
臺中市雙十國中自然領域王淑卿教師

請參考:緊密連接(Tight junction)  中

緊密連接屬於封閉不通透的連接,長度約 50~400nm,普遍存在於脊椎動物體內的各種上皮組織(epithelium)。上皮組織可分為三類:

  1. 膜性上皮(membranous epithelium):由細胞緊密排列成薄膜狀,覆蓋於身體外表面、體腔內表面或管道內表面,分布最廣,即一般泛稱的上皮組織。
  2. 腺狀上皮(glandular epithelium):構成腺體的分泌部-腺泡(acinus)和它們的導管,以腺狀上皮為主要成分構成器官腺體,如內分泌腺或外分泌腺。但是內分泌腺的胸腺卻有特殊的結締組織-上皮網狀細胞(epithelial reticular cell),和膜性上皮組織一樣具有緊密連接,使細胞緊密接連,並有基底膜隔開結締組織,作為屏障。
  3. 感覺上皮(sensory epithelium)又稱神經上皮(neuro-epithelium):分布於五官,是具有特殊感覺功能的特化性上皮,感覺上皮的游離端常有纖毛分布,另一端則連接感覺神經纖維。
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