Informatie

Hoe vaak zijn de cellen in een menselijk lichaam verdeeld?


Elke afzonderlijke cel in een meercellig organisme kan in principe zijn "afstamming" terugvoeren naar de zygote via een continue keten van celdelingen. Hoeveel delingen hebben plaatsgevonden in een typische cel in een volwassen menselijk lichaam sinds de zygote werd bevrucht?

Uiteraard hangt het antwoord af van de leeftijd van het organisme en van het type cel (aangezien verschillende soorten cellen zich met verschillende snelheden delen). Om concreet te zijn, wat is het gemiddelde aantal celgeneraties van de zygote over alle cellen in, laten we zeggen, een typische 25-jarige mens?

(Of een andere leeftijd, als dat handiger is om in te schatten. Ik zou ook benieuwd zijn naar het geschatte minimum en maximum aantal delingen, en in welke soorten cellen ze voorkomen. Als het te moeilijk is om deze statistieken over het hele organisme in te schatten , zou ik graag willen weten of er specifieke soorten gespecialiseerde cellen zijn waarvoor het mogelijk is om het "generatienummer" te schatten.)

Voor alle duidelijkheid, ik vraag niet naar het maximale aantal keren dat een cel kan verdeling. Ik vraag naar het gemiddelde aantal keren dat het is gedaan heeft op een bepaald moment verdeeld.


Het aanvullende materiaal van het artikel waarnaar Dirigible verwijst in een commentaar op mijn vraag, geeft een ruwe schatting van deze waarden. Als ik hun eenvoudige model goed begrijp, kunnen we het gemiddelde aantal keren schatten dat de stamcellen in verschillende soorten weefsels zich hebben verdeeld over een levensduur van 80 jaar uit Tabel S.1 door de rij te vinden die overeenkomt met een kanker van dat weefsel , en dan berekenen $log_2(s) + d$, waar $s$ en $d$ worden gegeven in de tabel. (Voor gespecialiseerde cellen, denk ik dat je er nog 1 zou toevoegen om de laatste celdeling vast te leggen die de gespecialiseerde cel produceert?)

Ik heb het niet uitgerekend, maar als ik over de tafel kijk, lijkt het alsof het generatiegetal sterk varieert tussen weefsels, van een dieptepunt van ongeveer 27 voor sommige hersencellen tot een maximum van bijna 6000 voor cellen in de dikke darm en het rectum.


Hoeveel cellen zijn er in je lichaam? Waarschijnlijk meer dan je denkt!

Over de hoeveelheid cellen in het menselijk lichaam doen heel verschillende cijfers de ronde. Een internationaal team van wetenschappers heeft systematische berekeningen gemaakt – en kwam tot verrassende resultaten.

Afbeeldingsbron: Space-kraft !/Shutterstock.com

De paramecium kan snel zwemmen, gemakkelijk obstakels overwinnen en in elke richting draaien - ondanks dat hij maar uit één cel bestaat. In tegenstelling tot "Paramecium aurelia" is het celgetal van het menselijk lichaam niet precies bekend. Onder wetenschappers was het lang een onderwerp van discussie. Volgens een recente schatting gepubliceerd in 2013 in de "Annals of Human Biology" door een internationaal team van onderzoekers, is het 3,72 × 10 13 . Met andere woorden: het menselijk lichaam bestaat uit zo'n 37,2 biljoen cellen.

Lange tijd varieerden wetenschappelijke schattingen van het aantal cellen in het menselijk lichaam tussen 10 12 en 10 16 . Deze berekeningen waren niet gebaseerd op betrouwbare empirische gegevens. Zelfs de titel van de studie uit 2013 "Een schatting van het aantal cellen in het menselijk lichaam" wijst erop dat de resultaten van de auteurs slechts een benadering zijn.

Onderzoekers doen speurwerk

De onderzoekers uit Italië, Spanje en Griekenland bladerden eerst door enkele duizenden wetenschappelijke artikelen en boeken die tussen 1809 en 2012 werden gepubliceerd en die handelden over de hoeveelheid en grootte van de cellen van verschillende organen. Het grote aantal cijfers dat in de literatuur wordt gevonden, weerspiegelt de onzekerheid in de wetenschappelijke gemeenschap: het lag tussen 10 12 en 10 20 .

Maar hoe moesten wetenschappers systematisch het aantal cellen in het menselijk lichaam bepalen? Het is onmogelijk om triljoenen cellen onder de microscoop te tellen. Sommige oudere berekeningen waren gebaseerd op het geschatte gemiddelde celgewicht. Uitgaande van het gewicht van één nanogram (1 miljardste gram) als basis van berekeningen, zou een volwassene van 70 kg uit 7x1013 (ongeveer 70 biljoen) cellen moeten bestaan. Als we uitgaan van de gemiddelde celgrootte van 1/40 millimeter, zou een gemiddeld menselijk lichaam slechts bestaan ​​uit 1,63x1013 (zo'n 16 biljoen) cellen.

Elk celtype is anders

De twee benaderingen komen niet alleen tot zeer verschillende resultaten. Ze negeren ook het feit dat de complexe structuur van het menselijk lichaam uit zo'n 210 verschillende celtypes bestaat. Elk van deze celtypen is in verschillende hoeveelheden in het lichaam aanwezig. Bovendien verschillen ze in grootte en gewicht.

Met een diameter van ongeveer 0,12 tot 0,14 millimeter is de grootste cel de vrouwelijke eicel. Het is groot genoeg om met het blote oog nauwelijks zichtbaar te zijn. De kleinste menselijke cellen daarentegen zijn sperma - tenminste als je het cellichaam meet zonder het flagellum. Sperma meet ongeveer 60 m (0,06 millimeter) en is ongeveer 5 m lang en 3 m breed, inclusief de flagellum. De reden voor dit significante verschil is dat een eicel, in tegenstelling tot sperma, grote hoeveelheden cytoplasma en dooierbevattende voedingsstoffen bevat. Maar als je het aantal rijpe cellen per maand meetelt, lopen spermacellen voorop: gemiddeld is er één rijpe eicel tegenover 3.000.000.000 rijpe zaadcellen per maand. De langste cellen in het menselijk lichaam zijn zenuwcellen. Hun uitsteeksel, het axon, kan wel een meter lang zijn.

De gemiddelde man als uitgangspunt

In zijn onderzoek heeft het internationale team van onderzoekers gekeken naar de verschillen tussen celtypes in termen van grootte, volume en kwantiteit. Als basis voor hun berekeningen gebruikten ze een 30-jarige gemiddelde man, die 1,72 m lang is en 70 kg weegt. Voor deze man bepaalden de onderzoekers het aantal bloedcellen, levercellen, botcellen, huidcellen en de cellen van andere organen. Ten slotte voegden ze de cijfers toe.

Het is de vraag of dit bedrag de werkelijkheid precies weergeeft. Het team beschouwt zijn bijdrage daarom slechts als een basis voor een nieuwe, systematische inventarisatie van alle menselijke cellen. Degenen die zich afvragen wat de voordelen zijn om te weten hoeveel cellen zich in het menselijk lichaam bevinden, kunnen het antwoord vinden in de conclusie van het onderzoek. Deze kennis is niet alleen van cultureel belang, maar komt ook de medische diagnostiek ten goede. Bovendien zou het ons begrip van de ontwikkeling van kanker en andere ziekten kunnen helpen verbeteren.

Een gezamenlijke inspanning

Nu willen de onderzoekers tot in de details komen - en ze pleiten voor een gezamenlijke inspanning om de totale berekening van alle celtypen te voltooien. In het ideale geval hopen de auteurs dat de laatste stap de voorbereiding van een forumpaper en een online databasebron zou kunnen zijn die het volledige plaatje samenvat door gegevens van verschillende deskundige bijdragers te integreren. Deze enquête moet open blijven voor correcties en deelname van andere wetenschappers.

Lees meer artikelen "Over cellen en cultuur"

Eva Bianconi, Allison Piovesan, Federica Facchin, Alina Beraudi, Raffaella Casadei, Flavia Frabetti, Lorenza Vitale, Maria Chiara Pelleri, Simone Tassani, Francesco Piva, Soledad Perez-Amodio, Pierluigi Strippoli en Silvia Canaider: “Een schatting van het aantal cellen in het menselijk lichaam”, in: Annals of Human Biology, online gepubliceerd 5 juli 2013


Vervangt het menselijk lichaam zichzelf echt elke 7 jaar?

Het is een leuk idee, en een die tot de populaire verbeelding heeft gegrepen. Hier is hoe het verhaal gaat: Elke zeven jaar (of 10, afhankelijk van welk verhaal je hoort) worden we in wezen nieuwe mensen, omdat in die tijd elke cel in je lichaam is vervangen door een nieuwe cel. Voel je je niet jonger dan zeven jaar geleden?

Het is waar dat individuele cellen een beperkte levensduur hebben, en wanneer ze afsterven worden ze vervangen door nieuwe cellen. Zoals de Science Desk Reference van de New York Public Library (Stonesong Press, 1995) opmerkt: "Er zijn tussen de 50 en 75 biljoen cellen in het lichaam. Elk type cel heeft zijn eigen levensduur, en wanneer een mens sterft, kan het uren of dag voordat alle cellen in het lichaam afsterven." (Forensische onderzoekers profiteren van dit vaag morbide feit bij het bepalen van de oorzaak en het tijdstip van overlijden van slachtoffers van moord.)

Rode bloedcellen leven ongeveer vier maanden, terwijl witte bloedcellen gemiddeld meer dan een jaar leven. Huidcellen leven ongeveer twee of drie weken. Coloncellen hebben het zwaar: ze sterven na ongeveer vier dagen af. Spermacellen hebben een levensduur van slechts ongeveer drie dagen, terwijl hersencellen meestal een heel leven meegaan (neuronen in de hersenschors worden bijvoorbeeld niet vervangen als ze afsterven).

Er is niets bijzonders of significants aan een cyclus van zeven jaar, aangezien cellen afsterven en voortdurend worden vervangen. Het is niet duidelijk waar deze mythe begon, misschien een goedbedoelende maar ontelbare persoon telde eenvoudig alle levensduur van de verschillende soorten cellen van het lichaam op en nam (ten onrechte) aan dat alle cellen na zeven jaar vernieuwd zijn.


Hoofdstuk 4, DNA en het mysterie van het menselijk lichaam, wat is celcyclus en telomeer? Hoe komt Oudheid?

Hoofdstuk 4, DNA en het mysterie van het menselijk lichaam, wat is celcyclus en telomeer? Hoe komt Oudheid?

[ ইংরেজীতে প্রকাশিত করা হল কিছু কিছু বাংলাদেশী বংশোদ্ভূত বিদেশে অবস্থানরত ছাত্র পাঠকেরা যারা বাংলা ভাষা পড়তে পারেনা, তাদের অনুরোধে,দুখিতঃ]

Om meer te weten te komen over DNA-REPLICATIE, is het noodzakelijk om vooraf te leren over CELCYCLUS.

Omdat DNA-REPLICATIE niet verder gaat dan CELCYCLUS, maakt het deel uit van een bepaalde tijd van elke CELCYCLUS.

Het zal dus gemakkelijker zijn om andere functies van de cel te leren nadat u de CELCYCLUS kent.

De eerste cel van ons lichaam genaamd “Zygote'8221 groeide in de baarmoeder van onze moeder (zie hoofdstuk 14).

Toen werd die ene cel, door middel van mitotische celdeling, verdeeld in 2, toen 4, toen 8, toen 16, dan 32 cellen in elke 15-20 minuten, het exacte DNA in elke dochtercel kopiërend, en zo ons gerijpte lichaam van 100 biljoen cellen.

Kijk naar de figuur hoe een cel in twee kopieert, waarbij het DNA in de gekopieerde cel precies hetzelfde blijft. Dan worden 2 cellen 4. Zo wordt ons lichaam groter en groeien er biljoenen cellen.

(Zie hoofdstuk 6, 7 en video-5 om te weten hoe mitotische deling plaatsvindt)

We moeten de celcyclus kennen om de specifieke tijd te identificeren waarin ze hun specifieke functies uitvoeren, anders zullen we niet kunnen weten welke specifieke functie ze in welke specifieke tijd van de cyclus vervullen.

Wat voor soort functies van cellen willen we weten?

1) Wanneer voeren ze DNA-REPLICATIE uit?

2) Wanneer begint de cel met mitotische of meiotische deling?

3) De cel moet tijdens zijn zeer korte levenscyclus een aantal belangrijke functies vervullen, omdat hij moet groeien, om eiwit te synthetiseren (zie hoofdstuk 11 om te zien hoe het eiwit synthetiseert).

De cel moet tijdens zijn levenscyclus al zijn functies vervullen en moet ook nieuwe cellen produceren door middel van mitotische deling die exact DNA naar de babycellen stuurt.

En in Mitotic Division zullen de nieuwe babycellen ook dezelfde cyclus ingaan, op dezelfde manier voltooien en nieuwe babycellen produceren. Maar bij Meiotische deling worden de geslachtscellen eenmaal geproduceerd, de cyclus wordt niet herhaald in de nieuwe cel. Ze zijn het eindproduct.

Dus elke somatische cel (dat zijn geen geslachtscellen) zal de celcyclus doorlopen en nieuwe cellen produceren die ons lichaam groter maken door middel van mitotische deling.

Je moet dus begrijpen dat DNA-REPLICATIE, celdeling en lichaamsgroei allemaal nauw met elkaar verbonden zijn en elkaar opvolgen via de celcyclus. Lichaam groeit door somatische celdeling.

Daarom moet je eerst de CELCYCLUS leren voordat je DNA-REPLICATIE en CELVERDELING gaat leren.

Figuur 2, hier is het diagram van een celcyclus getoond.

Kijk naar de uitleg van de celcyclus in het bovenstaande figuur-2-diagram.-

1) M FASE- De cel kost slechts 1/10e van de totale tijd van de celcyclus in deze fase. De cel in deze fase voltooit de 4 stadia van mitotische celdeling als A) Profase B) Metafase C) Anafase D) Telofase, produceert een exacte kopie van 2 dezelfde babycellen (zie hoofdstuk 6 & 7 om mitotische deling te leren).

Bij mitotische delingen blijft de DNA-kwaliteit precies hetzelfde in babycellen, terwijl bij meiotische deling heel anders wordt en cyclus één keer voorkomt. Dus de mensenkinderen worden nooit precies hetzelfde met ouders. Het gebeurt als gevolg van meiotische deling in geslachtscellen (zie hoofdstuk 8 en video-6 om Meiotische deling te kennen).

De resterende 90 procent van de celcyclustijd wordt "INTERPHASE" genoemd, waarin het alle andere functies voltooit.

1) G1-FASE - dit is de babyfase van de cellen. De babycellen groeien in deze tijd en worden volwassen, en de cellen beginnen ook hun andere functies te vervullen.

3) S FASE- een cel in dit stadium voltooit de DNA-REPLICATIE die ons onderwerp is, en bereidt zich voor op celdeling.

4) G2-FASE - op deze positie zijn de cellen klaar voor volledige verdeling.

Na deze fase gaan de cellen terug naar de M-FASE en herhalen dezelfde cyclus. (Zie VEDIO, 1-4 )

Hierbij is het goed om te weten dat in een gezond lichaam de gezonde cellen ervoor zorgen dat het lichaam de celcyclus goed onder controle houdt.

En als de cel deze controle over de natuurlijke cyclus verliest, in een snel tempo ongecontroleerd blijft groeien, groeit er een tumor. Dan wordt er gezegd dat de cel veranderd is in een Kreeftcel (zie Video-7)

Nu is het duidelijk dat in welke fase van de celcyclus een cel zijn complexe DNA-REPLICATIE uitvoert.

De cel voltooit zijn DNA-REPLICATIE terwijl hij door zijn S-fase gaat.

Na het voltooien van deze functie gaat de cel de G2- en vervolgens de M-fase in, waar het 2 nieuwe cellen laat groeien.

De nieuwe cel doorloopt ook dezelfde cyclus (in mitotische deling in somatische cel).

Laten we nu eens kijken hoe de DNA-REPLICATIE of het kopiëren van DNA gebeurt.

DNA-REPLICATIE
Een cel voltooit DNA-REPLICATIE vóór celdeling, in zijn S-fase, in Nucleus..

Door DNA-REPLICATIE kopieert de cel nog een paar DNA-strengen van alle 23 paren originele DNA-strengen.

Vervolgens wordt deze gerepliceerde kopie gelijkelijk verdeeld over nieuwe cellen (in mitotische divisie).

Sommige wetenschappers zijn van mening dat deze distributie plaatsvindt via de CONSERVATIEVE methode in deze methode, één spoel bevat de originele paren en een andere bevat de gekopieerde.8217

En sommige wetenschappers geloven dat deze verdeling plaatsvindt via de SEMI CONSERVATIEVE methode in deze methode, zowel de spoel bevat één originele streng als een gekopieerde'8217 (zie video 1 & 5).

U vraagt ​​zich misschien af, waarom moet DNA zich vóór elke celdeling repliceren?

Ja, want elke nieuw gegroeide lichaamscel (alle cellen behalve geslachtscellen) moet het exact gekopieerde DNA hebben. Om hieraan te voldoen, moet vóór de celdeling DNA worden gekopieerd.

Mitotische deling verdeelt exact gekopieerd DNA in somatische cellen (zie hoofdstuk 6 & 7), terwijl Meiotische deling veel verschillende kopieën van DNA in geslachtscellen verdeelt (zie hoofdstuk 8)

Omdat aan de ene kant geen enkele cel actief of in leven kan blijven zonder DNA, aan de andere kant, als in een lichaam verschillende cellen verschillend DNA bevatten, kan het lichaam zijn biologische activiteiten niet uitvoeren.

Mitotische deling dient dit doel.

Waarom deelt een cel of wat verliezen we als de cel niet deelt?

Om het feit te begrijpen, moeten we naar het begin van ons lichaam groeien.

Zeg, een persoon van 40 jaar. oud met een gewicht van 70 kg, bevat nu 100 biljoen cellen.

Maar stel je voor waar en in welke toestand zijn lichaam 40 jaar was. 9 maanden geleden?

Ieder van ons begon zijn leven met een enkele diploïde cel (met 46 chromosomen) genaamd "Zygote", gevormd door de combinatie en bevruchting van de haploïde geslachtscel van een moeders 8217 (met 23 chromosomen) met een haploïde geslachtscel van de 8217 van de vader (met 23 chromosomen) in de moederschoot.

Ongetwijfeld waren we toen nog maar een eencellig lichaam met 46 chromosomen.

Dat van ons zo'n groot lichaam was verborgen in het chromosoom van deze cel. We hadden toen niets anders dan de 23+23=46 chromosomen van onze ouders als bron.

Toen begonnen deze 23 chromosomenparen de cel te delen door middel van mitotische deling.

Als gevolg hiervan ontwikkelden en groeiden we als een volwassen persoon van 70 kg gewichten alleen door de geordende manier van mitotische deling van de somatische cellen. (Zie hoofdstuk 14)

Hoe lang gaat deze celdeling door?

Het gaat verder vanaf het begin van het leven als een enkele cel tot aan de dood.

Hoe vaak verdeelt het zich tijdens het leven?

Stel, het verdeelt minstens 10.000 biljoen keer in een levensperiode. (Zie de video 3,5)

We kunnen zeggen dat ons bestaan ​​begon en voortduurt bij de celdeling.

Bovendien heeft celdeling meer functies: lichaamsreparaties van het gesneden en gescheurde gebied en ook de gedeeltelijk beschadigde lever door mitotische celdeling.

Het lichaam vervult nog een belangrijke functie door celdeling wanneer een vijandige bacterie het lichaam binnendringt, de WBC vecht ertegen met veel verschillende technieken. Eén techniek is dat de B-cellen transformeren in plasmacellen die zich vermenigvuldigen tot vele plasmacellen, die antistoffen produceren tegen bacteriën.

Deze proliferatie van plasmacellen vindt ook plaats door mitotische celdeling.

Het helpt ze vechten tegen, maar bacteriën delen ook. (Zie hoofdstuk 46,47)

Een menselijke soldaat kan zich niet in meer delen, maar een cel wel.

Ik hoop dat je het belang van celdeling hebt begrepen.

In feite zijn we gemaakt en opgegroeid door celdeling.

Laten we eens kijken hoe DNA wordt gekopieerd of gerepliceerd met de gecoördineerde en gecombineerde actie door een groep van enzym en eiwit.

Op het moment van REPLICATIE verzamelt zich een groep eiwitten en enzymen naast DNA, in de kern. Dan beginnen ze een zeer minutieus en complex werk aan DNA, gecombineerd en zeer gecoördineerd, net als een kleine fabriek.

Als er in dit stadium een ​​fout optreedt, met name in het embryo of in de geslachtscel, kan de baby veel lijden, zelfs als het defect van generatie op generatie wordt overgedragen.

Deze fout kan veel afwijkingen bij de baby veroorzaken, zoals lichamelijk of geestelijk gehandicapten, kanker, diabetes enz.

Laten we nu eens kijken naar hun gecompliceerde, gecombineerde en gecoördineerde werk.

Hoe veroorzaken ze DNA-REPLICATIE?

Een enzym genaamd DNA POLYMERASE voltooit het werk in één keten tegelijk en werkt continu. Deze ketting wordt LEADING STRAND genoemd.

In een andere keten kan het niet tegelijk worden voltooid, maar werkt het segment voor segment. Deze ketting wordt LAGGING STRAND genoemd.
Onthouden-

DNA POLYMERASE begint niet vanaf elk einde, het begint eerder vanuit het midden.
Veel DNA-POLYMERASEN beginnen met kopiëren van veel plaatsen van beide strengen tegelijk.
Het DNA-POLYMERASE kan de nieuwe keten alleen kopiëren van het 5'-prime-uiteinde naar het 3'-prime-uiteinde in beide ketens, wat omgekeerd is aan hun oorspronkelijke keten.
Aangezien in de leidende keten de richting van het 5'-3'-uiteinde en de voorwaartse richting van de DNA-VORK hetzelfde is, kan het enzym het werk tegelijk voltooien met continu werk.

Omdat in LEADING CHAIN, The FORK de ketting afwikkelt en naar het 3'-prime-einde gaat, en tegelijkertijd gaat het enzym ook in dezelfde richting.

Aan de andere kant, in LAGGING CHAIN, zijn de richting van het 5'-3'-uiteinde en de richting van de VORK-vooruitgang tegengesteld. Daarom moet het enzym segment voor segment kopiëren met een achtertandwiel. (Figuur 3,4 en video 1-4) (2)

Dat wil zeggen, na het synthetiseren van een segment dat 5'-3' regisseert, moet de polymerase terugkeren naar het 5'prime-uiteinde en de vork. Daar begint Polymerase met het synthetiseren van een ander segment van het 3'prime-uiteinde van de RNA-primer die het 5'-3'-uiteinde stuurt dat tegengesteld is aan de Fork-richting.

DNA-polymerase hersynthetiseert een ander segment van een andere RNA PRIMER die verder teruggaat.

Onthoud dat de richting van het 5'-3'-uiteinde van de nieuwe keten altijd tegengesteld blijft aan de richting van de bovenliggende keten en terwijl de nieuwe keten wordt gesynthetiseerd, wordt de richting van de nieuwe keten geteld.

Omdat de ketens antiparallel zijn, zijn hun richtingen ook tegengesteld.
ORIGIN- ORIGIN is de plaats van waaruit REPLICATIE begint. Aangezien het A-T-paar 2 paar waterstofbruggen bevat en het G-C-paar 3 paar waterstofbruggen bevat, is het A-T-paar zwakker dan het G-C-paar. Dus bij ORIGIN blijft A-T pair meer om de scheiding van strengen aan het begin te vergemakkelijken.

Een zes-polyedrisch eiwit-enzym genaamd HELICASE scheidt de 2 DNA-ketens. Een enzym, TOPOISOMERASE wikkelt zich af en houdt de ketens gescheiden (Figuur 3, 4)
Deze 2 gescheiden originele kettingen worden gebruikt als sjabloon of model voor de nieuwe kettingen.
Een eiwit genaamd SINGLE STRAND BINDING PROTEIN houdt de ketens gescheiden met een opening om hernieuwde annealing van de strengen te voorkomen.

Wanneer DNA POLYMERASE begint met het synthetiseren van nucleotiden, verdwijnen ze omdat ze daar nu geen functie meer hebben.
Omdat DNA POLYMERASE in de nieuwe keten niet kan beginnen met het synthetiseren van nucleotide zelf,

Een enzym genaamd RNA PRIMASE komt en synthetiseert een 60-nucleotide-DNA-segment dat RNA PRIMER wordt genoemd.

Om deze reden blijft een eindgedeelte van het DNA ongekopieerd in nieuw DNA, waardoor het in elke celcyclus korter wordt.

Nu begint DNA POLYMERASE met het synthetiseren van het DNA-segment van de OH-groep van het 3'-prime-uiteinde van RNA PRIMER, waardoor het 5'-3'-uiteinde van de babyketen wordt aangestuurd. In menselijk DNA kan POLYMERASE 80 nucleotiden per seconde synthetiseren. Een eiwit genaamd SLIDING clamp drijft het POLYMERASE vooruit langs de keten.

DNA POLYMERASE voltooit de actie in de Leading chain tegelijk, dus het wordt COTINUOUS WORK genoemd. .

In de andere keten (LAGGING STRAND) kan het POLYMERASE de actie niet continu voltooien. De oorzaak is al genoemd. Daar moet het POLYMERASE segment voor segment werken, dus het wordt DISCOTINU WERK genoemd.
Daar synthetiseert RNA PRIMASE in eerste instantie veel RNA PRIMER's, waarbij er op veel plaatsen een opening tussen zit
Nu begint DNA POLYMERASE met het synthetiseren van DNA-segmenten van de OH-groep van het 3'-prime-uiteinde van elke RNA PRIMER, waarbij het 5'-3'-uiteinde van de babyketen en in een tegenovergestelde richting van de vork wordt geleid, waardoor veel DNA-segmenten worden gecreëerd.

Deze nieuwe gekopieerde keten heeft nog niet de mogelijkheid verdiend om een ​​complementaire keten te worden, omdat hij nog de set RNA PRIMER's bevat.

Nu is het noodzakelijk om deze RNA PRIMER's te verwijderen. Maar wie zal ze verwijderen?

Voor deze functie zal een enzym genaamd "RNase H" komen en deze RNA PRIMER's verwijderen met een HYDROLISERENDE REACTIE op de DIESTER BOND tussen suiker en fosfaat.

De gescheiden DNA-segmenten die werden gesynthetiseerd door DNA-POLYMERASE, worden nu rechtopstaand gezien als gescheiden secties met een opening ertussen, op de nieuwe ketting,

Deze staande gescheiden segmenten worden OKAZAKI-fragmenten genoemd. (Figuur 4)
Nu zal het DNA POLYMERASE DNA NUCLEOTIDE synthetiseren, beginnend met de OH-verbinding van het 3'-prime-uiteinde van elk OKAZAKI-FRAGMENT, leidend van het 5'-prime-uiteinde naar het 3'-prime-uiteinde. Op deze manier zal het POLYMERASE alle gaten tussen OKAZAKI FRAGMENTEN de een na de ander opvullen.

Het DNA POLYMERASE, in LAGGING CHAIN, werkt op een discontinue manier van 5'prime-uiteinde naar 3'prime-uiteinde (van nieuwe keten) tegengesteld aan de VORK-richting, voltooit de synthese van de nieuwe complementaire keten.
Maar er blijft nog steeds een opening tussen de samengevoegde segmenten in het ruggengraat.

Een enzym genaamd DNA LIGASE komt en sluit zich aan bij deze kloof door fosfaat via ATP- of NAD-reactie.

Het is de plaats waar DNA zich scheidt en vooruitgang boekt bij het voltooien van zijn activiteiten. (Figuur 3)

DNA FORK blijft aan beide kanten.

RELATIE TUSSEN DNA-REPLICATIE EN TELOMEER. WAAROM OUDERHEID KOMT?

U weet al dat DNA POLYMERASE geen DNA kan kopiëren tenzij RNA PRIMER is ingesteld. DNA POLYMERASE kan alleen DNA kopiëren vanaf het einde van RNA PRIMER nadat het is uitgehard.

Als gevolg hiervan blijft de plaats van de laatste RNA PRIMER ongekopieerd. Want om die plaats te kopiëren, is een andere RNA PRIMER achter die plaats nodig. Maar hoe zou het mogelijk zijn? Omdat er achter de laatste RNA PRIMER geen plaats is om nog een RNA PRIMER vast te houden.

Dus het gekopieerde DNA verliest bij elke replicatie een eindgedeelte van het oorspronkelijke DNA. Als gevolg hiervan wordt het gekopieerde DNA geleidelijk korter.

EEN GEVAARLIJK FEIT VOOR ONS!!

Om dit gevaar op te lossen, bevat de DNA-streng enkele genetische codeloze bufferbasenparen aan het uiteinde, dat TELOMERE wordt genoemd.

Hiervoor valt het effect van dit tekort eerst op de codeloze buffer TELOMERE die het oorspronkelijke genetisch gecodeerde deel van het DNA beschermt.

Daarom voelen we op jonge leeftijd geen enkel probleem omdat we op dit moment genetische codeloze buffer TELOMERE verliezen die ons lichaam niet beïnvloedt.

Het is duidelijk dat onze oudheid komt door het verlies van deze TELOMERE.

Naarmate onze leeftijd vordert, wordt de lengte van TELOMERE ook geleidelijk korter. Op een moment op onze hoge leeftijd eindigt de TELOMERE helemaal. Dan heeft het effect van TELOMERE-deficiëntie direct invloed op het oorspronkelijke genetisch gecodeerde DNA.

Nu beginnen we verschillende soorten tekortkomingen in het lichaam te voelen. Nu is de TELOMERE, onze DNA-beschermer, klaar. Nu wordt ons genetisch gecodeerde DNA bij elke replicatie altijd korter.

Nu zijn we in groot gevaar omdat nu het oorspronkelijke gecodeerde DNA altijd wordt aangetast en ingekort.

Wanneer onze leeftijd steeds hoger wordt als 40>50>60>70>80>90>100, lijdt ons gecodeerde DNA ook meer en meer aan verkorting. We voelen en lijden verouderingsproblemen op dat moment met de toename van de leeftijd.

Met andere woorden, we kunnen zeggen dat we onze jeugd verliezen, omdat ons DNA TELOMERE verliest.

Terwijl het gekopieerde DNA op een bepaald moment de DNA-code begint te verliezen, verliest de cel zijn controle en ontwikkelt gecompliceerde ziekten zoals KANKER, ALZHEIMER, MULTIPLE SCLEROSE enz.

Wetenschappers konden echter niets bijdragen om deze TELOMERE te redden, maar het is nu hun werkplek.

Misschien zouden wetenschappers in de nabije toekomst het verlies van TELOMERE kunnen voorkomen door enkele TELOMERASE-activatorchemicaliën te ontdekken, die onze jeugd duizenden jaren zouden verlengen.


Hoeveel cellen zijn er in je lichaam?

Een simpele vraag verdient een simpel antwoord. Uit hoeveel cellen bestaat je lichaam? Helaas kunnen uw cellen geen volkstellingsformulieren invullen, dus kunnen ze u dat zelf niet vertellen.

Een simpele vraag verdient een simpel antwoord. Uit hoeveel cellen bestaat je lichaam?

Helaas kunnen uw cellen geen volkstellingsformulieren invullen, dus kunnen ze u dat zelf niet vertellen. En hoewel het gemakkelijk genoeg is om door een microscoop te kijken en bepaalde soorten cellen af ​​te tellen, is deze methode ook niet praktisch. Sommige soorten cellen zijn gemakkelijk te herkennen, terwijl andere, zoals verwarde neuronen, zichzelf in de vergetelheid weven. Zelfs als je tien cellen per seconde zou kunnen tellen, zou het tienduizenden jaren duren voordat je klaar bent met tellen. Bovendien zouden er bepaalde logistieke problemen zijn die je zou tegenkomen tijdens het tellen van alle cellen in je lichaam, bijvoorbeeld door je eigen lichaam in kleine stukjes te hakken voor microscopisch zicht.

Voor nu is het beste waar we op kunnen hopen een studie die onlangs is gepubliceerd in Annalen van de menselijke biologie, getiteld, met bewonderenswaardige duidelijkheid, "Een schatting van het aantal cellen in het menselijk lichaam."

De auteurs - een team van wetenschappers uit Italië, Griekenland en Spanje - geven toe dat ze niet de eersten zijn die zich met deze vraag bezighouden. Ze keken terug in wetenschappelijke tijdschriften en boeken van de afgelopen paar eeuwen en vonden veel schattingen. Maar die schattingen strekten zich uit over een enorm bereik, van 5 miljard tot 200 miljoen biljoen cellen. En vrijwel geen van de wetenschappers die die cijfers aanbood, gaf een verklaring voor hoe ze eraan kwamen. Het is duidelijk dat dit een onderwerp is dat rijp is voor onderzoek.

Als wetenschappers niet alle cellen in een menselijk lichaam kunnen tellen, hoe kunnen ze het dan inschatten? Het gemiddelde gewicht van een cel is 1 nanogram. Voor een volwassen man die 70 kilogram weegt, zou eenvoudige rekenkunde ons ertoe brengen te concluderen dat die man 70 biljoen cellen heeft.

Aan de andere kant is het ook mogelijk om deze berekening uit te voeren op basis van het aantal cellen. Het gemiddelde volume van een zoogdiercel wordt geschat op 4 miljardste van een kubieke centimeter. (Om een ​​idee te krijgen van die grootte, ga je naar The Scale of the Universe.) Op basis van het typische volume van een volwassen man, zou je kunnen concluderen dat het menselijk lichaam 15 biljoen cellen bevat.

Dus als u volume of gewicht kiest, krijgt u drastisch verschillende cijfers. Om het nog erger te maken, ons lichaam zit niet op een uniforme manier vol cellen, zoals een pot vol jellybeans. Cellen zijn er in verschillende groottes en ze groeien in verschillende dichtheden. Kijk bijvoorbeeld naar een beker bloed en je zult zien dat de rode bloedcellen stevig opeengepakt zitten. Als je hun dichtheid zou gebruiken om de cellen in een menselijk lichaam te schatten, zou je uitkomen op maar liefst 724 biljoen cellen. Huidcellen daarentegen zijn zo schaars dat ze je een schamele schatting geven van 35 miljard cellen.

Dus de auteur van het nieuwe artikel probeerde het aantal cellen in het lichaam op de harde manier te schatten, door het op te splitsen in organen en celtypes. (Ze hebben niet geprobeerd alle microben te tellen die ons lichaam ook thuis noemen, alleen aan menselijke cellen vastgehouden.) Ze hebben de wetenschappelijke literatuur doorzocht voor details over het volume en de dichtheid van cellen in galblaas, kniegewrichten, darmen, botten beenmerg en vele andere weefsels. Vervolgens kwamen ze met schattingen voor het totale aantal van elk soort cel. Ze schatten bijvoorbeeld dat we 50 miljard vetcellen en 2 miljard hartspiercellen hebben.

Toen ze al hun getallen bij elkaar optelden, kwamen de wetenschappers tot ... tromgeroffel ... 37,2 biljoen cellen.

Dit is geen definitief nummer, maar het is een heel goed begin. Hoewel het waar is dat mensen in grootte kunnen variëren - en dus ook in hun aantal cellen - variëren volwassen mensen niet in orde van grootte, behalve in de films. De wetenschappers verklaren met groot vertrouwen dat de algemene schatting van een biljoen cellen in het menselijk lichaam verkeerd is. Maar ze zien hun schatting als een kans voor een samenwerking - misschien via een online database die door veel experts is samengesteld over veel verschillende lichaamsdelen - om tot een betere schatting te komen.

Nieuwsgierigheid is voldoende rechtvaardiging om na te denken over hoeveel cellen het menselijk lichaam bevat, maar het kan ook wetenschappelijke voordelen hebben om het aantal vast te stellen. Wetenschappers leren over het menselijk lichaam door geavanceerde computermodellen van longen, harten en andere organen te bouwen. Als deze modellen tien keer te veel cellen hebben als echte organen, kunnen hun resultaten enorm afwijken.

Het aantal cellen in een orgaan heeft ook invloed op sommige medische aandoeningen. De auteurs van de nieuwe studie vinden dat een gezonde lever bijvoorbeeld 240 miljard cellen bevat, maar sommige onderzoeken naar cirrose hebben aangetoond dat het ziekteorgaan er maar 172 miljard heeft.

Misschien wel het belangrijkste is dat juist het feit dat zo'n 34 biljoen cellen tientallen jaren kunnen samenwerken, waardoor een enkel menselijk lichaam ontstaat in plaats van een chaotische oorlog van egoïstische microben, verbazingwekkend is. De evolutie van zelfs een basisniveau van meercelligheid is opmerkelijk genoeg. Maar onze voorouders gingen veel verder dan een eenvoudige sponsachtige anatomie en ontwikkelden een enorm collectief dat uit veel verschillende typen bestond. Om dat collectief op een diep niveau te begrijpen, moeten we weten hoe groot het werkelijk is.


Inhoud

Er zijn twee soorten cellen: eukaryotisch, die een kern bevatten, en prokaryotisch, die dat niet hebben. Prokaryoten zijn eencellige organismen, terwijl eukaryoten eencellig of meercellig kunnen zijn.

Prokaryotische cellen

Prokaryoten omvatten bacteriën en archaea, twee van de drie domeinen van het leven. Prokaryote cellen waren de eerste vorm van leven op aarde, gekenmerkt door vitale biologische processen, waaronder celsignalering. They are simpler and smaller than eukaryotic cells, and lack a nucleus, and other membrane-bound organelles. The DNA of a prokaryotic cell consists of a single circular chromosome that is in direct contact with the cytoplasm. The nuclear region in the cytoplasm is called the nucleoid. Most prokaryotes are the smallest of all organisms ranging from 0.5 to 2.0 μm in diameter. [13]

A prokaryotic cell has three regions:

  • Enclosing the cell is the cell envelope – generally consisting of a plasma membrane covered by a cell wall which, for some bacteria, may be further covered by a third layer called a capsule. Though most prokaryotes have both a cell membrane and a cell wall, there are exceptions such as Mycoplasma (bacteria) and Thermoplasma (archaea) which only possess the cell membrane layer. The envelope gives rigidity to the cell and separates the interior of the cell from its environment, serving as a protective filter. The cell wall consists of peptidoglycan in bacteria, and acts as an additional barrier against exterior forces. It also prevents the cell from expanding and bursting (cytolysis) from osmotic pressure due to a hypotonic environment. Some eukaryotic cells (plant cells and fungal cells) also have a cell wall.
  • Inside the cell is the cytoplasmic region that contains the genome (DNA), ribosomes and various sorts of inclusions. [4] The genetic material is freely found in the cytoplasm. Prokaryotes can carry extrachromosomal DNA elements called plasmids, which are usually circular. Linear bacterial plasmids have been identified in several species of spirochete bacteria, including members of the genus Borrelia Opmerkelijk Borrelia burgdorferi, which causes Lyme disease. [14] Though not forming a nucleus, the DNA is condensed in a nucleoid. Plasmids encode additional genes, such as antibiotic resistance genes.
  • On the outside, flagella and pili project from the cell's surface. These are structures (not present in all prokaryotes) made of proteins that facilitate movement and communication between cells.

Eukaryotic cells

Plants, animals, fungi, slime moulds, protozoa, and algae are all eukaryotic. These cells are about fifteen times wider than a typical prokaryote and can be as much as a thousand times greater in volume. The main distinguishing feature of eukaryotes as compared to prokaryotes is compartmentalization: the presence of membrane-bound organelles (compartments) in which specific activities take place. Most important among these is a cell nucleus, [4] an organelle that houses the cell's DNA. This nucleus gives the eukaryote its name, which means "true kernel (nucleus)". Other differences include:

  • The plasma membrane resembles that of prokaryotes in function, with minor differences in the setup. Cell walls may or may not be present.
  • The eukaryotic DNA is organized in one or more linear molecules, called chromosomes, which are associated with histone proteins. All chromosomal DNA is stored in the cell nucleus, separated from the cytoplasm by a membrane. [4] Some eukaryotic organelles such as mitochondria also contain some DNA.
  • Many eukaryotic cells are ciliated with primary cilia. Primary cilia play important roles in chemosensation, mechanosensation, and thermosensation. Each cilium may thus be "viewed as a sensory cellular antennae that coordinates a large number of cellular signaling pathways, sometimes coupling the signaling to ciliary motility or alternatively to cell division and differentiation." [15]
  • Motile eukaryotes can move using motile cilia or flagella. Motile cells are absent in conifers and flowering plants. [16] Eukaryotic flagella are more complex than those of prokaryotes. [17]

All cells, whether prokaryotic or eukaryotic, have a membrane that envelops the cell, regulates what moves in and out (selectively permeable), and maintains the electric potential of the cell. Inside the membrane, the cytoplasm takes up most of the cell's volume. All cells (except red blood cells which lack a cell nucleus and most organelles to accommodate maximum space for hemoglobin) possess DNA, the hereditary material of genes, and RNA, containing the information necessary to build various proteins such as enzymes, the cell's primary machinery. There are also other kinds of biomolecules in cells. This article lists these primary cellular components, then briefly describes their function.

Membrane

The cell membrane, or plasma membrane, is a biological membrane that surrounds the cytoplasm of a cell. In animals, the plasma membrane is the outer boundary of the cell, while in plants and prokaryotes it is usually covered by a cell wall. This membrane serves to separate and protect a cell from its surrounding environment and is made mostly from a double layer of phospholipids, which are amphiphilic (partly hydrophobic and partly hydrophilic). Hence, the layer is called a phospholipid bilayer, or sometimes a fluid mosaic membrane. Embedded within this membrane is a macromolecular structure called the porosome the universal secretory portal in cells and a variety of protein molecules that act as channels and pumps that move different molecules into and out of the cell. [4] The membrane is semi-permeable, and selectively permeable, in that it can either let a substance (molecule or ion) pass through freely, pass through to a limited extent or not pass through at all. Cell surface membranes also contain receptor proteins that allow cells to detect external signaling molecules such as hormones.

Cytoskelet

The cytoskeleton acts to organize and maintain the cell's shape anchors organelles in place helps during endocytosis, the uptake of external materials by a cell, and cytokinesis, the separation of daughter cells after cell division and moves parts of the cell in processes of growth and mobility. The eukaryotic cytoskeleton is composed of microtubules, intermediate filaments and microfilaments. In the cytoskeleton of a neuron the intermediate filaments are known as neurofilaments. There are a great number of proteins associated with them, each controlling a cell's structure by directing, bundling, and aligning filaments. [4] The prokaryotic cytoskeleton is less well-studied but is involved in the maintenance of cell shape, polarity and cytokinesis. [19] The subunit protein of microfilaments is a small, monomeric protein called actin. The subunit of microtubules is a dimeric molecule called tubulin. Intermediate filaments are heteropolymers whose subunits vary among the cell types in different tissues. But some of the subunit protein of intermediate filaments include vimentin, desmin, lamin (lamins A, B and C), keratin (multiple acidic and basic keratins), neurofilament proteins (NF–L, NF–M).

Genetic material

Two different kinds of genetic material exist: deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA). Cells use DNA for their long-term information storage. The biological information contained in an organism is encoded in its DNA sequence. [4] RNA is used for information transport (e.g., mRNA) and enzymatic functions (e.g., ribosomal RNA). Transfer RNA (tRNA) molecules are used to add amino acids during protein translation.

Prokaryotic genetic material is organized in a simple circular bacterial chromosome in the nucleoid region of the cytoplasm. Eukaryotic genetic material is divided into different, [4] linear molecules called chromosomes inside a discrete nucleus, usually with additional genetic material in some organelles like mitochondria and chloroplasts (see endosymbiotic theory).

A human cell has genetic material contained in the cell nucleus (the nuclear genome) and in the mitochondria (the mitochondrial genome). In humans the nuclear genome is divided into 46 linear DNA molecules called chromosomes, including 22 homologous chromosome pairs and a pair of sex chromosomes. The mitochondrial genome is a circular DNA molecule distinct from the nuclear DNA. Although the mitochondrial DNA is very small compared to nuclear chromosomes, [4] it codes for 13 proteins involved in mitochondrial energy production and specific tRNAs.

Foreign genetic material (most commonly DNA) can also be artificially introduced into the cell by a process called transfection. This can be transient, if the DNA is not inserted into the cell's genome, or stable, if it is. Certain viruses also insert their genetic material into the genome.

Organellen

Organelles are parts of the cell which are adapted and/or specialized for carrying out one or more vital functions, analogous to the organs of the human body (such as the heart, lung, and kidney, with each organ performing a different function). [4] Both eukaryotic and prokaryotic cells have organelles, but prokaryotic organelles are generally simpler and are not membrane-bound.

There are several types of organelles in a cell. Some (such as the nucleus and golgi apparatus) are typically solitary, while others (such as mitochondria, chloroplasts, peroxisomes and lysosomes) can be numerous (hundreds to thousands). The cytosol is the gelatinous fluid that fills the cell and surrounds the organelles.

Eukaryotisch

  • Cell nucleus: A cell's information center, the cell nucleus is the most conspicuous organelle found in a eukaryotic cell. It houses the cell's chromosomes, and is the place where almost all DNA replication and RNA synthesis (transcription) occur. The nucleus is spherical and separated from the cytoplasm by a double membrane called the nuclear envelope. The nuclear envelope isolates and protects a cell's DNA from various molecules that could accidentally damage its structure or interfere with its processing. During processing, DNA is transcribed, or copied into a special RNA, called messenger RNA (mRNA). This mRNA is then transported out of the nucleus, where it is translated into a specific protein molecule. The nucleolus is a specialized region within the nucleus where ribosome subunits are assembled. In prokaryotes, DNA processing takes place in the cytoplasm. [4]
  • Mitochondria and chloroplasts: generate energy for the cell. Mitochondria are self-replicating organelles that occur in various numbers, shapes, and sizes in the cytoplasm of all eukaryotic cells. [4]Respiration occurs in the cell mitochondria, which generate the cell's energy by oxidative phosphorylation, using oxygen to release energy stored in cellular nutrients (typically pertaining to glucose) to generate ATP. Mitochondria multiply by binary fission, like prokaryotes. Chloroplasts can only be found in plants and algae, and they capture the sun's energy to make carbohydrates through photosynthesis.
  • Endoplasmatisch reticulum: The endoplasmic reticulum (ER) is a transport network for molecules targeted for certain modifications and specific destinations, as compared to molecules that float freely in the cytoplasm. The ER has two forms: the rough ER, which has ribosomes on its surface that secrete proteins into the ER, and the smooth ER, which lacks ribosomes. [4] The smooth ER plays a role in calcium sequestration and release.
  • Golgi-apparaat: The primary function of the Golgi apparatus is to process and package the macromolecules such as proteins and lipids that are synthesized by the cell.
  • Lysosomes and peroxisomes: Lysosomes contain digestive enzymes (acid hydrolases). They digest excess or worn-out organelles, food particles, and engulfed viruses or bacteria. Peroxisomes have enzymes that rid the cell of toxic peroxides. The cell could not house these destructive enzymes if they were not contained in a membrane-bound system. [4]
  • Centrosoom: the cytoskeleton organiser: The centrosome produces the microtubules of a cell – a key component of the cytoskeleton. It directs the transport through the ER and the Golgi apparatus. Centrosomes are composed of two centrioles, which separate during cell division and help in the formation of the mitotic spindle. A single centrosome is present in the animal cells. They are also found in some fungi and algae cells.
  • Vacuolen: Vacuoles sequester waste products and in plant cells store water. They are often described as liquid filled space and are surrounded by a membrane. Some cells, most notably Amoeba, have contractile vacuoles, which can pump water out of the cell if there is too much water. The vacuoles of plant cells and fungal cells are usually larger than those of animal cells.

Eukaryotic and prokaryotic

  • ribosomen: The ribosome is a large complex of RNA and protein molecules. [4] They each consist of two subunits, and act as an assembly line where RNA from the nucleus is used to synthesise proteins from amino acids. Ribosomes can be found either floating freely or bound to a membrane (the rough endoplasmatic reticulum in eukaryotes, or the cell membrane in prokaryotes). [20]

Many cells also have structures which exist wholly or partially outside the cell membrane. These structures are notable because they are not protected from the external environment by the semipermeable cell membrane. In order to assemble these structures, their components must be carried across the cell membrane by export processes.

Celwand

Many types of prokaryotic and eukaryotic cells have a cell wall. The cell wall acts to protect the cell mechanically and chemically from its environment, and is an additional layer of protection to the cell membrane. Different types of cell have cell walls made up of different materials plant cell walls are primarily made up of cellulose, fungi cell walls are made up of chitin and bacteria cell walls are made up of peptidoglycan.

Prokaryotisch

Capsule

A gelatinous capsule is present in some bacteria outside the cell membrane and cell wall. The capsule may be polysaccharide as in pneumococci, meningococci or polypeptide as Bacillus anthracis or hyaluronic acid as in streptococci. Capsules are not marked by normal staining protocols and can be detected by India ink or methyl blue which allows for higher contrast between the cells for observation. [21] : 87

Flagella

Flagella are organelles for cellular mobility. The bacterial flagellum stretches from cytoplasm through the cell membrane(s) and extrudes through the cell wall. They are long and thick thread-like appendages, protein in nature. A different type of flagellum is found in archaea and a different type is found in eukaryotes.

Fimbriae

A fimbria (plural fimbriae also known as a pilus, plural pili) is a short, thin, hair-like filament found on the surface of bacteria. Fimbriae are formed of a protein called pilin (antigenic) and are responsible for the attachment of bacteria to specific receptors on human cells (cell adhesion). There are special types of pili involved in bacterial conjugation.

Replicatie

Cell division involves a single cell (called a mother cell) dividing into two daughter cells. This leads to growth in multicellular organisms (the growth of tissue) and to procreation (vegetative reproduction) in unicellular organisms. Prokaryotic cells divide by binary fission, while eukaryotic cells usually undergo a process of nuclear division, called mitosis, followed by division of the cell, called cytokinesis. A diploid cell may also undergo meiosis to produce haploid cells, usually four. Haploid cells serve as gametes in multicellular organisms, fusing to form new diploid cells.

DNA replication, or the process of duplicating a cell's genome, [4] always happens when a cell divides through mitosis or binary fission. This occurs during the S phase of the cell cycle.

In meiosis, the DNA is replicated only once, while the cell divides twice. DNA replication only occurs before meiosis I. DNA replication does not occur when the cells divide the second time, in meiosis II. [22] Replication, like all cellular activities, requires specialized proteins for carrying out the job. [4]

DNA repair

In general, cells of all organisms contain enzyme systems that scan their DNA for damages and carry out repair processes when damages are detected. [23] Diverse repair processes have evolved in organisms ranging from bacteria to humans. The widespread prevalence of these repair processes indicates the importance of maintaining cellular DNA in an undamaged state in order to avoid cell death or errors of replication due to damages that could lead to mutation. E coli bacteria are a well-studied example of a cellular organism with diverse well-defined DNA repair processes. These include: (1) nucleotide excision repair, (2) DNA mismatch repair, (3) non-homologous end joining of double-strand breaks, (4) recombinational repair and (5) light-dependent repair (photoreactivation).

Growth and metabolism

Between successive cell divisions, cells grow through the functioning of cellular metabolism. Cell metabolism is the process by which individual cells process nutrient molecules. Metabolism has two distinct divisions: catabolism, in which the cell breaks down complex molecules to produce energy and reducing power, and anabolism, in which the cell uses energy and reducing power to construct complex molecules and perform other biological functions. Complex sugars consumed by the organism can be broken down into simpler sugar molecules called monosaccharides such as glucose. Once inside the cell, glucose is broken down to make adenosine triphosphate (ATP), [4] a molecule that possesses readily available energy, through two different pathways.

Eiwitsynthese

Cells are capable of synthesizing new proteins, which are essential for the modulation and maintenance of cellular activities. This process involves the formation of new protein molecules from amino acid building blocks based on information encoded in DNA/RNA. Protein synthesis generally consists of two major steps: transcription and translation.

Transcription is the process where genetic information in DNA is used to produce a complementary RNA strand. This RNA strand is then processed to give messenger RNA (mRNA), which is free to migrate through the cell. mRNA molecules bind to protein-RNA complexes called ribosomes located in the cytosol, where they are translated into polypeptide sequences. The ribosome mediates the formation of a polypeptide sequence based on the mRNA sequence. The mRNA sequence directly relates to the polypeptide sequence by binding to transfer RNA (tRNA) adapter molecules in binding pockets within the ribosome. The new polypeptide then folds into a functional three-dimensional protein molecule.

Beweeglijkheid

Unicellular organisms can move in order to find food or escape predators. Common mechanisms of motion include flagella and cilia.

In multicellular organisms, cells can move during processes such as wound healing, the immune response and cancer metastasis. For example, in wound healing in animals, white blood cells move to the wound site to kill the microorganisms that cause infection. Cell motility involves many receptors, crosslinking, bundling, binding, adhesion, motor and other proteins. [24] The process is divided into three steps – protrusion of the leading edge of the cell, adhesion of the leading edge and de-adhesion at the cell body and rear, and cytoskeletal contraction to pull the cell forward. Each step is driven by physical forces generated by unique segments of the cytoskeleton. [25] [26]

Navigation, control and communication

In August 2020, scientists described one way cells – in particular cells of a slime mold and mouse pancreatic cancer–derived cells – are able to navigate efficiently through a body and identify the best routes through complex mazes: generating gradients after breaking down diffused chemoattractants which enable them to sense upcoming maze junctions before reaching them, including around corners. [27] [28] [29]


Invoering

How many cells are there in the human body? Beyond order of magnitude statements that give no primary reference or uncertainty estimates, very few detailed estimates have been performed (the one exception [1] is discussed below). Similarly, the ubiquitous statements regarding 10 14 � 15 bacteria residing in our body trace back to an old back-of-the-envelope calculation [2𠄴].

The aim of this study is to critically revisit former estimates for the number of human and bacterial cells in the human body. We give up-to-date detailed estimates where the calculation logic and sources are fully documented and uncertainty ranges are derived. By updating the cell counts in the body, we also revisit the 10:1 value that has been so thoroughly repeated as to achieve the status of an established common knowledge fact [4]. This ratio was criticized recently in a letter to the journal Microbe [5], but an alternative detailed estimate that will give concrete values and estimate the uncertainty range is needed. Here, we provide an account of the methodologies employed hitherto for cell count and revise past estimates. Doing so, we repeat and reflect on the assumptions in previous back-of-the-envelope calculations, also known as Fermi problems. We find such estimates as effective sanity checks and a way to improve our quantitative understanding in biology.

A major part of the available literature used in the derivation of human cell numbers was based on cohorts of exclusively or mostly men, and as we use these sources, our analysis starts with adult men. As discussed below, relatively modest quantitative differences apply for women due to changes in characteristic body mass, blood volume, and the genital microbiota. For our analysis, we used the definition of the standard reference man as given in the literature [6] as: "Reference Man is defined as being between 20� years of age, weighing 70 kg, is 170 cm in height.” Our analysis revisits the estimates for the number of microbial cells, human cells, and their ratio in the body of such a standard man.

We begin our analysis by revisiting the number of bacteria through surveying earlier sources, comparing counts in different body organs and finally focusing on the content of the colon. We then estimate the total number of human cells in the body, comparing calculations using a "representative" cell size to aggregation by cell type. We then contrast the cell number distribution by tissue type to the mass distribution. In closing, we revisit the ratio of bacterial to human cells and evaluate the effect of gender, age, and obesity.


How many cells are in the human body?

Have you ever wondered how many cells your body is made up of? Je bent niet alleen. Scientists are still debating the exact number, which currently remains a conundrum.

Share on Pinterest Cells are the building blocks of the human body. But what is the total number of cells in a typical human?

The short answer is that the body of an average man contains around 30 to 40 trillion cells. The long answer is that scientists do not yet know the exact number. Plus, it depends on whether or not you include the bacteria that are present in and on our bodies.

The majority of the cells in our bodies are actually red blood cells. Although they make up over 80 percent of our body in number, they constitute only around 4 percent of total body mass. This is because red blood cells only measure on average 8 micrometers in diameter, which is 10 times smaller in diameter than an average human hair .

In contrast, the average size of a fat cell is 100 micrometers. Although fat cells make up nearly 19 percent of body mass, they contribute under 0.2 percent to the total cell number.

But why is it so difficult to figure out the exact number of cells in the body?

In 2013, a team of researchers from Greece, Italy, and Spain published an estimation of the number of cells in the body. They used data reported by others about individual organs and some mathematical modeling to obtain their results.

This paper put the number of cells at 37.2 trillion, plus or minus around 0.81 trillion.

Senior author Pierluigi Strippoli, an associate professor of applied biology at the University of Bologna in Italy, told Medisch nieuws vandaag that it was “difficult to obtain exact data for diffuse systems,” such as blood vessels and nerves.

In fact, it was impossible for the team to investigate all of the organs and cell types in the body, so this number is an “initial effort,” Prof. Strippoli explained.

He added that he and his team “hope that further contributions published by organ specialists will help improve the human body cell count estimation.” Did other scientists take up this call?

Dat deden ze. Senior study author Ron Milo, an associate professor at the Weizman Institute of Science in Rehovot, Israel, and colleagues published an update in 2016.

In fact, they performed two different calculations. The first one estimates the number of cells in a 100-kilogram male using an average cell volume of between 1,000 and 10,000 cubic micrometers. This gave them a “back of the envelope estimate” in a range of 30 to 40 trillion cells.

Next, they calculated the actual cell number of the five most common cell types in an average adult male, which account for 97 percent of the cells in the body. This led them to an estimate of 30 trillion cells, of which red blood cells make up 84 percent.

But human cells are not the only cells in our bodies. Although previous studies have estimated that there are 10 times as many bacteria in our bodies than human cells, Prof. Milo and colleagues revised this number to be around 38 trillion.

Interestingly, although large in number, bacteria are much smaller than human cells, and they actually make up only 200 grams of total body mass, according to Prof. Milo.

But with nearly equal numbers of cells in our bodies, one could argue that we are as much bacteria as we are human, bringing the total number up to around 70 trillion.


There are 37.2 Trillion Cells in Your Body

How many cells make up your body? It’s actually not all that easy to answer that simple question. But recently, scientists have made a pretty good effort. And their final count is󈻽.2 trillion.

Calculating the number of cells in the human body is tricky. Part of the problem is that using different metrics gets you very different outcomes. Guessing based on volume gets you an estimate of 15 trillion cells estimate by weight and you end up with 70 trillion. Carl Zimmer at National Geographic explains:

So if you pick volume or weight, you get drastically different numbers. Making matters worse, our bodies are not packed with cells in a uniform way, like a jar full of jellybeans. Cells come in different sizes, and they grow in different densities. Look at a beaker of blood, for example, and you’ll find that the red blood cells are packed tight. If you used their density to estimate the cells in a human body, you’d come to a staggering 724 trillion cells. Skin cells, on the other hand, are so sparse that they’d give you a paltry estimate of 35 billion cells.

How did these researchers come up with 37.2 trillion? They actually broke down the number of cells by organs and cell types, going through the literature available to come up with a detailed list of volumes and densities in everything from intestines to knees. So, for example, there are 50 billion fat cells in the average body, and 2 billion heart muscle cells. Adding all those up, they got 37.2 million. (This doesn’t include any of the millions of microbes living on you, by the way.)

The authors point out that this isn’t simply a good pub trivia question. Using cell counts, and comparing them to the average, can help doctors identify problems. “Knowing the total cell number of the human body as well as of individual organs is important from a cultural, biological, medical and comparative modelling point of view,” they write.

About Rose Eveleth

Rose Eveleth is a writer for Smart News and a producer/designer/ science writer/ animator based in Brooklyn. Her work has appeared in the New York Times, Wetenschappelijke Amerikaan, Story Collider, TED-Ed en OnEarth.


Cell Division Stages

Depending upon which type of cell division an organism uses, the stages can be slightly different.

Mitosis Stages

Mitosis starts with profase in which the chromosome is condensed. The cell proceeds to metafase where the chromosomes are aligned on the metaphase plate. Then the chromosomes are separated in anafase and the cell’s cytoplasm is pinched apart during telofase. Cytokinese is the final process that breaks the cell membrane and divides the cell into two.

Meiosis Stages

The stages of meiosis are similar to mitosis, but the chromosomes act differently. Meiosis has two phases, which include two separate cell divisions without the DNA replicating between them. Meiose I en meiose II have the same 4 stages as mitosis: prophase, metaphase, anaphase, and telophase. Cytokinesis concludes both rounds of meiosis.

In prophase I, the chromosomes are condensed. In metaphase I, the chromosomes line up across from their homologous pairs. When they are separated in anaphase I and telophase I, there is only one form of each gene in each cell, known as a reduction division. Meiosis II proceeds in the same manner as mitosis, which sister chromatids dividing on the metaphase plate. By telophase II, there are 4 cells, each with half of the alleles as the parent cell and only a single copy of the genome. The cells can now become gametes and fuse together to create new organisms.

1. Somatic cells are cells that fill the body, and must reproduce to repair damage. Gametic cells are cells that produce gametes. Which type of cell division do each type of cell undergo?
A. Somatic= mitosis Gametic= meiosis
B. Somatic= mitosis Gametic= meiosis and mitosis
C. Somatic= mitosis and meiosis Gametic= meiosis and mitosis

2. Mitochondria are organelles in cells that create ATP, a molecule used for energy. Mitochondria must replicate inside the cell, separate from mitosis or meiosis, to regulate the amount of energy being delivered. In mitochondria, there is a ring of DNA that controls the mitochondrial metabolism. Dit mtDNA is replicated, the mitochondria elongates, and divides in half. What type of cell division is this?
A. Binaire splijting
B. Mitose
C. Meiosis

3. Evolution depends on the successful replication of DNA. In fact, all DNA on Earth comes from only one or two original cells, and most organisms are related to each other. What is responsible for the different forms of life?
A. Mutatie
B. Genetic Recombination
C. Beide


Bekijk de video: 10 FEITEN over het MENSELIJK LICHAAM. Flesse (November 2021).