細胞生物技術：概述

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介紹

直到17世紀歐洲複式顯微鏡的研製成功，人們才首次觀察到細胞。1665年，羅伯特·胡克在觀察一塊軟木並注意到類似細胞的結構後，創造了“細胞”一詞（發表在《顯微術圖解》中）。

然而，這些細胞是死的，沒有揭示細胞的真正整體組成部分。僅僅幾年後，1674年，安東·範·列文虎克在研究藻類時，成為第一個觀察活細胞的人。所有這些都發生在細胞理論之前，細胞理論認為細胞是生命的基本組成部分，並且構成所有生物體。

定義

細胞生物學，通常被稱為細胞生物學或細胞學，是生物學的一個子領域，專注於理解單個細胞的組成、結構和活性。細胞生物學是研究細胞的結構和功能成分。細胞是維持和驅動生物體的生命的基本單位。

原核細胞和真核細胞

原核細胞和真核細胞被分為兩個基本類別。原核細胞缺乏細胞核或其他膜結合細胞器，因此可以與真核細胞區分開來。原核細胞是生命中最小的形式，因為它們比真核細胞小得多。

細菌和古細菌是原核生物的例子，它們沒有封閉的細胞核。動物、真菌、植物和原生生物都具有真核細胞。它們的 DNA 儲存在膜結合的細胞核中，直徑範圍從 10 到 100 微米。具有真核細胞的生物被稱為真核生物。

"真核生物"一詞來源於希臘語“eu”（意為真）和“karyon”（意為核）。真核細胞的特徵是具有膜結合的細胞器和組織良好的細胞核。與原核細胞相比，它們具有更大、更復雜、更高階的結構組織。然而，它們確實有一些共同點，例如細胞質。

地球上最早的單細胞微生物是原核細胞。細菌和古細菌是原核生物。藍細菌是進行光合作用的原核生物之一。由於原核細胞只有一個膜，所以所有過程都發生在細胞質中。它們可能是寄生生物或自由生物。

細胞技術——其中一些

免疫熒光顯微鏡

免疫熒光顯微鏡是指將抗體（針對要研究的特定蛋白質）定位到細胞的特定部位，以定位抗原的方法。另一種稍微修改的技術，免疫熒光，用於使用熒光顯微鏡檢查細胞，以確定抗原在細胞中的分佈情況。

離子交換色譜

使用這種技術，分子根據其帶電量進行分離。許多生物大分子，包括蛋白質和氨基酸，都含有可電離基團。它們可能帶負電或正電。這些物質的導電能力取決於溶液的 pH 值。

分配和吸附色譜

在分液漏斗中，透過在兩種互不相溶的液體相中振盪混合物，可以分離多種化合物。當物質在溶劑中振盪時，它將分離成兩相。如果允許其中一相移動，則根據其分配係數，物質也將移動。

凝膠過濾色譜

這種型別的色譜分離利用凝膠材料的孔隙率，根據分子的尺寸和形狀進行分離。這種技術也被稱為排阻或滲透色譜。

雜交瘤技術

雜交瘤技術是一種廣泛用於產生單克隆抗體的方法。透過用特定抗原免疫小鼠，從動物體內提取產生抗體的 B 淋巴細胞，並與永生化的骨髓瘤細胞系融合，從而產生雜交細胞，也稱為雜交瘤細胞系。這些雜交瘤細胞在實驗室中培養以產生針對特定抗原的單克隆抗體。

這可以透過體內方法或體外方法完成。單克隆抗體生產優於所有其他方法，因為產生的抗體具有高度純度，並且非常靈敏和特異性。

西南印跡

西南印跡是一種檢查 DNA 和蛋白質相互作用的方法。它結合了南部印跡和西部印跡技術的要素，可以同時檢測 DNA 和蛋白質。西南印跡與其他型別的印跡在分離蛋白質和隨後轉移到硝酸纖維素膜的步驟之後會有所不同，這一點與其他型別的印跡相似。

表達系統

基因工程和克隆技術的發展為研究目的提供了許多產生和分離異源蛋白的機會。由於重大技術進步，現在可以進行大規模的重組蛋白表達和分離。

然而，對於諸如酶、抗體或疫苗的生產等大規模應用，需要大量的蛋白質。在這種情況下，蛋白質表達系統必須易於培養和維護、生長迅速併產生大量蛋白質。

此外，哺乳動物蛋白質也進行了一些翻譯後修飾。這些需求促使了蛋白質表達系統的發展。不同的蛋白質表達系統包括細菌、酵母、昆蟲或哺乳動物系統。

結論

細胞生物學研究檢查了在活體外培養和修飾細胞的各種技術，以推進對人體解剖學和生理學的瞭解，並開發新的藥物。用於研究細胞的方法已經發展起來。由於顯微鏡、方法和技術的進步，科學家們現在對細胞的結構和功能有了更深入的瞭解。