Informacija

7.3: Sujungimas – ląstelių membranos – biologija

7.3: Sujungimas – ląstelių membranos – biologija


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Grįžkime prie mūsų diskusijos apie cistinę fibrozę. Tai savo ruožtu tiesiogiai veda prie daugelio CF simptomų: tirštos, lipnios gleivės, dažnos krūtinės ląstos infekcijos ir kosulys ar dusulys.

Gydymas

Cistinė fibrozė yra sunkiai gydoma liga. Kaip minėjome modulio pradžioje, pacientai, sergantys CF, dažnai kenčia nuo plaučių infekcijų ir kartais jiems prireikia plaučių transplantacijos. Be to, daugelis CF pacientų visą laiką vartoja vieną ar daugiau antibiotikų, net jei jie yra sveiki, kad slopintų infekciją. Naudojami keli mechaniniai metodai, padedantys pašalinti skreplius ir paskatinti jų atsikosėjimą. Ligoninėje taikoma krūtinės ląstos fizioterapija. Plaučių ligai paūmėjus, gali prireikti mechaninio kvėpavimo palaikymo. Dvišalė plaučių transplantacija dažnai tampa būtina žmonėms, sergantiems cistine fibroze, nes sumažėja plaučių funkcija ir fizinio krūvio tolerancija.

Genų terapija buvo ištirta kaip galimas cistinės fibrozės gydymas. Idealiu atveju genų terapija bando į paveiktas ląsteles įdėti įprastą CFTR geno kopiją. Normalaus CFTR geno perkėlimas į paveiktas epitelio ląsteles lemtų funkcinio CFTR gamybą visose tikslinėse ląstelėse be nepageidaujamų reakcijų ar uždegimo atsako. Tyrimai parodė, kad norint išvengti cistinės fibrozės apraiškų plaučiuose, reikia tik 5–10 procentų normalaus CFTR geno ekspresijos kiekio.

Galiausiai kuriama nemažai mažų molekulių, kurios siekia kompensuoti įvairias CFTR geno mutacijas. Apie 10 procentų CF atvejų atsiranda dėl priešlaikinio sustabdymo kodono DNR, dėl kurio ankstyvas baltymų sintezės nutraukimas ir sutrumpinti baltymai. Vienas iš būdų kovoti su klaidingu receptoriumi yra sukurti vaistus, kurie priverstų ribosomą įveikti šį priešlaikinį stop kodoną ir susintetinti viso ilgio CFTR baltymą.


7.3: Sujungimas – Ląstelių membranos – Biologija

Количество зарегистрированных учащихся: 95 тыс.

Участвовать бесплатно

KURSŲ APRAŠYMAS Šiame kurse pristatomi galingiausi inžineriniai principai, kurių kada nors išmoksite – termodinamika: mokslas apie energijos perkėlimą iš vienos vietos ar formos į kitą vietą ar formą. Supažindinsime su įrankiais, kurių jums reikia norint analizuoti energetines sistemas nuo saulės kolektorių iki variklių, iki izoliuotų kavos puodelių. Konkrečiau, apžvelgsime masės ir energijos taupymo principų pirmojo dėsnio kontrolinių masės ir kontrolinių tūrių sistemų savybių ir grynųjų medžiagų elgsenos analizės temas bei pritaikymą termodinaminėms sistemoms, veikiančioms pastoviomis būsenos sąlygomis. KURSŲ FORMATAS Kursą sudaro paskaitų vaizdo įrašai, kurių vidutinė trukmė yra nuo 8 iki 12 minučių. Vaizdo įrašuose yra integruotų vaizdo įrašų viktorinos klausimų. Kiekvienos dalies pabaigoje taip pat yra viktorinos, kuriose yra problemų, susijusių su jūsų analitinių įgūdžių lavinamu, kurie nėra vaizdo paskaitų dalis. Nėra egzaminų. VERTININKAVIMO POLITIKA Kiekvienas klausimas vertas 1 taško. Teisingas atsakymas vertas +1 taško. Neteisingas atsakymas vertas 0 balų. Nėra dalinio kredito. Kiekvieną viktoriną galite išbandyti iki trijų kartų kas 8 valandas ir neribotą bandymų skaičių. Klausimų, į kuriuos reikia teisingai atsakyti, skaičius rodomas kiekvienos viktorinos pradžioje. Vadovaudamiesi meistriškumo mokymosi modeliu, norėdami užbaigti kursą, studentai turi išlaikyti visas 8 praktikos viktorinas, kurių balas yra 80% arba didesnis. NUMATOMAS DARBO KROVAS Jei laikysitės siūlomų terminų, paskaitos ir viktorinos užtruks maždaug

3 valandas per savaitę, iš viso

6 valandas per savaitę. TIKSLINĖ AUDITORIJA Inžinerijos arba gamtos mokslų bakalauro studijų studentas. DAŽNAI UŽDUODAMI KLAUSIMAI – Kokios yra būtinos sąlygos norint lankyti šį kursą? Įvadinis chemijos, fizikos ir skaičiavimo išsilavinimas (vidurinės mokyklos arba pirmo kurso kolegijos lygis) padės jums sėkmingai mokytis šioje klasėje. -Kam ši klasė mane paruoš akademiniame pasaulyje? Termodinamika yra būtina daugelio tolesnių kursų, tokių kaip šilumos perdavimas, vidaus degimo varikliai, varomoji jėga ir dujų dinamika, sąlyga. -Kam ši pamoka mane paruoš realiame pasaulyje? Energija yra vienas didžiausių iššūkių, su kuriuo susiduriame kaip globali visuomenė. Energijos poreikiai yra glaudžiai susiję su kitais pagrindiniais švaraus vandens, sveikatos, maisto išteklių ir skurdo iššūkiais. Norint suprasti, kaip patenkinti visus šiuos poreikius visame pasaulyje, labai svarbu suprasti, kaip veikia energetikos sistemos. Kadangi energijos poreikiai tik didėja, šis kursas taip pat yra daugelio naudingų profesinių karjeros pagrindų.

Получаемые навыки

Energetika, energetikos sistemos, mechanikos inžinerija, energetikos analizė

Рецензии

Margaret mama atliko puikų darbą. Gražiai sukurtas turinys ir vaizdo įrašai tikrai padėjo išspręsti užduočių klausimus. Ačiū mamai. ir Prašome pridėti kursą apie šilumos perdavimą.

Puiki praktinė informacija apie termodinaminius procesus ir mašinas su daugybe apskaičiuotų pavyzdžių. Šiek tiek paprasti pagrindiniai apibrėžimai, pavyzdžiui, entropija, bet labai tinka praktiniam darbui.

Šiame modulyje mes sutelkiame dėmesį į nuodugnią Rankine elektrinės analizę. Rankine elektrinė yra pagrindinė stacionarios elektros energijos gamybos konstrukcija, kai darbinis skystis yra vanduo (arba garas), o energijos nešiklis yra branduolinė, anglis, dujos arba šiluminė saulės energija. Taip pat sužinome, kad įprastos elektrinės generuoja daug atliekų šilumos! Kogeneracija yra puikus būdas panaudoti tą atliekinę šilumą. Ar galite sugalvoti keletą būdų, kaip surinkti atliekinę šilumą ir ją produktyviai panaudoti? Tada galite pradėti kitą ekologiškai tvarų verslą!

Преподаватели

Margaret Wooldridge, mokslų daktarė.

Arthur F. Thurnau Profesorius

Текст видео

Gerai. Kiekvieną kartą, kai bandome apibrėžti būseną, turime gauti informacijos apie procesą tiek prieš, tiek po šios būsenos, kai svarstome apie ciklą. Taigi šiuo atveju atminkite, kad ieškojome entalpijos pirmųjų turbinų išėjimo stadijoje. Taigi, jei tai pirmoji būsena, mes norėjome, kad informacija būtų antroje būsenoje. Dabar nuo vieno iki dviejų žinome, kad tai izoberinis procesas, o tada nuo dviejų iki trijų žinome, kad tai izoberinis procesas. Taigi, norėdami apibrėžti antrąją būseną, turime suprasti, kad P2 yra duota. Žinome, kad slėgis yra 25 barai ir tai lygu P3. Šiuo atveju sakiau, kad šildytuvo įleidimo slėgis yra 25 barai ir tai yra tiksliai P2. Ir atvirkščiai, galėjau tau pasakyti. Pakartotinio šildytuvo išėjimo slėgis yra 25 barai, ir jūs turėjote jį sėkmingai susieti su faktu, kad tas's P3. Tai suteikia mums informaciją nuo 2 iki 3. Tada turime žiūrėti prieš srovę, kad nustatytume likusią informaciją, kad visiškai apibrėžtume būseną ir tai yra izentropinis proceso pobūdis. Taigi, mes naudojame entropiją, kurią radome iš mūsų internetinio garo skaičiuotuvo. Ir tarp šių dviejų informacijos dalių slėgis ir entropija visada yra nepriklausomi. Kaip matome savo paveikslėlyje ir kaip parodyta čia, antroji būsena yra ypač karščio regione. Ir vėl, mūsų užuomina čia yra ta, kad mums nepatinka, kad garo turbinos patiria fazių pasikeitimą. Taigi mes laikysime, kad tai visada yra ypač karšta. Taigi, mes eidavome ieškoti savo garų stalų. Taigi, jei turėtume platesnius internetinius skaičiuotuvus, garų lenteles internete, pamatytume, kad esant 25 barų slėgiui ir entropijai, kuri buvo pateikta pirmoje būsenoje, yra 6,9, taigi S1 yra lygus 6,904 kilodžaulių kilogramui kelvino. Kuris lygus S2, gauname 3149 kilodžaulių kilogramui entalpiją. Gerai, šiuo metu mes turime iš esmės visos nurodytos informacijos entalpijos vertes kiekvienoje šio proceso būsenoje. Taigi galime nustatyti bet kokią norimą informaciją. Dabar mūsų pradinis klausimas, kurio mums buvo užduotas, yra apskaičiuoti elektrinės ciklo efektyvumą. Ir mes tai padarysime, ir pakeliui rinksime šiek tiek kitokios papildomos informacijos, kuri bus labai informatyvi nurodant mastelį, mastą ir kaip galime interpretuoti tokio tipo informaciją. ciklas. Gerai, taigi kitas veiksmas – leiskite surasti šilumos perdavimą į ciklą. Dabar prisiminkite mūsų proceso diagramą, eikite į priekį ir nubraižykite ją dar kartą. Turime garų generatorių. Ir čia pridedame šilumos. Ir atminkite, kad yra pakartotinis šildytuvas, todėl šiame cikle yra du taškai, kuriuose pridedame šilumą. Taigi tai yra QN1. Turėjome pirmąją turbinos pakopą, o vėliau – pakartotinį šildytuvą. Ir štai antrą kartą pridėjome šilumos. Taigi, tai yra viena būsena. Tai yra antroji būsena. Štai trys būsenos, o dar kartą, kad užbaigtumėte diagramą, čia yra mano antrasis turbinos etapas, mano kondensatorius, o tada čia yra mano siurblys. Ir baigtume ženklinti, taip atrodo. Gerai, taigi mes norime rasti šilumos perdavimą į ciklą. Remsimės visomis prielaidomis, kurias paprastai darome su tokio tipo turbininėmis mašinomis. Taigi darysime prielaidą, kad turime pastovią būseną. Pastovi srovė. Taigi visos tos laiko išvestinės priemonės nukris iki nulio. Manome, kad kinetika, kinetinės ir potencialios energijos pokyčiai yra nereikšmingi. Taigi, mes neturime dėl jų jaudintis, o tai palieka mums kiekvieną iš šių komponentų. Prisiminkite, viskas, ką turėsime apsvarstyti, yra šilumos perdavimas, darbo perdavimas ir entalpija. Gerai. Turbinas laikysime adiabatinėmis. Taigi, jie turės darbą iš turbinos, tačiau visos turbinos laikomos adiabatinėmis. Ir mūsų garo generatoriams, žinoma, jie, šilumokaičiai, taigi bet koks šilumokaitis, nėra jokio darbo perdavimo. Gerai, aš supaprastinsiu šią energijos taupymo analizę, kad ji būtų labai supaprastinta forma, kurią nustatėme anksčiau. Ir aš tiesiog ketinu žengti į priekį, kad galėtume greičiau pasiekti kai kuriuos skaičius. Taigi, jei atsižvelgsime į šilumos perdavimą į garų generatorių, tai bus balansas tarp entalpijos prie išėjimo ir entalpijos prie įėjimo. Taigi, H1, minus H6. Tai šilumos perdavimas į sistemą, todėl tikimės, kad šis skaičius bus didesnis nei 0, nes tai yra mūsų ženklų susitarimas. Ir jei eisime į priekį ir įtrauksime skaičius, kuriuos rinkote ankstesniais vienetais, pirmosios būsenos entalpija bus 3625,8 atėmus entalpiją 6 būsenoje, kuri yra 426,5. Ir vėlgi, jie normalizuojami pagal masės srauto greitį, todėl tai yra kilogramo džauliai vienam kilogramui ir, jei norime būti tikslūs, galėtume tai pažymėti kaip q, mažosiomis raidėmis q. Qn1 ir man patinka išlaikyti, noriu, kad jis kurį laiką būtų normalizuotas pagal masės srautą. Nes mes iš tikrųjų nustatysime šį masės srauto greitį vos per kelias akimirkas, o per kelias akimirkas daugiau nei per kelias akimirkas. O jei skaičiuosite matematiką, gausime 3199,3 kilodžaulių už kilogramą. Dedami į garų generatorių. Taigi, tai energijos kiekis pagal masę, pridedamas prie vandens garų generatoriuje. Lygiai tą patį procesą atliekame ir šildytuvui, kad nustatytų antrąją į sistemą pridedamą šilumos dalį. Taigi, šildytuvui turime šilumos pridėjimą 2. Tai čia. Vėlgi, viską normalizuosime pagal masės srauto greitį. Ir mes turėsime, kai čia įjungsime reikšmes, tai bus H3 minus H2, entalpija 3 būsenoje atėmus entalpija 2 būsenoje. kilodžauliai vienam kilogramui, tai iš viso gauname 537,8 kilodžaulius kilogramui. Taigi, mūsų kalba labai tiksliai, tai yra grynasis karštis, kuris mus čia domina. Grynoji šiluma į ciklą, kuri yra šių dviejų įnašų suma. Garo generatoriaus įnašas ir šildytuvo įnašas. Taigi Q iš viso. Vėlgi, viskas, normalizuota pagal masės srautą, yra lygi Q 1 plius, o tai yra 3 199 ir 538 kilodžaulių kilogramui suma. Pateikus mums grynąją vertę 3 737,1 kilodžaulio kilogramui, pridedama prie ciklo tarp šių dviejų šilumokaičių. Gerai, mes pasinaudosime šia informacija. Ir atminkite, kad norėdami nustatyti ciklo efektyvumą, turime turėti, prisiminti ciklo efektyvumą. Mes tik priminsime apie tai. Ar ciklo darbo perdavimas yra padalintas iš šilumos perdavimo į vidų. Ir mes prisimename ciklo darbo perdavimą, grynasis darbo perdavimas yra identiškas ciklo šilumos perdavimui, padalijus iš šilumos perdavimo. Gerai. Taigi, mes ką tik radome vardiklį, kurio mums reikia šiam skaičiavimui. Mums vis tiek reikia skaitiklio. Galime nustatyti arba grynąjį šilumos perdavimą, arba grynąjį šilumos perdavimą, vieną iš dviejų, bet mums nereikia daryti abiejų. Kadangi mes jau pradėjome šilumos perdavimo skaičiavimus, manau, kad turėtume tęsti darbą su šilumos perdavimu. Taigi, mes tai padarysime. Taigi, mes ketiname rasti grynąjį ciklo šilumos perdavimą. Atminkite, kad mes turime žinoti visą šilumos perdavimą ir visą šilumos perdavimą. Vėlgi, mes jau radome visą šilumos perdavimą. Ir vėl galime tai padaryti pagal tarifą. Dabar turime rasti šilumos perdavimą. Yra tik vienas šilumokaitis, kuriame mes atmetame šilumą, tai yra kondensatorius, taigi, jei norime išsiaiškinti šilumos perdavimą. Vėlgi, normalizavus masės pagrindu, tai tiesiog kondensatoriaus entalpijos skirtumas. Taigi, tai bus h5 minus h4. Ir jei eisime į priekį ir pakeisime vertes, kurias nustatėme šioms dviem entalpijoms, gausime 417,46 minus 2756,4 kilodžauliai kilogramui. Ir mes gauname skaičių, kai įvesime jį į savo skaičiuotuvą, kuris yra minus 2338,9. Tai neigiamas skaičius, kuris yra, kaip ir tikėjomės, nes atminkite, kad tai yra šilumos perdavimas iš sistemos. Taigi, norėdami sužinoti tą ciklo efektyvumą, kaip ir ankstesnėje skaidrėje, turime žinoti grynąjį ciklo šilumos perdavimą, padalytas iš grynojo šilumos perdavimo. Viskas normalizuojama pagal vieną masės srautą, kuris atitinka visus šio pavyzdžio komponentus. Šiame cikle, nes yra tik viena kilpa. Taigi, šioje sistemoje turime vieną masės perdavimą. Vėlgi, grynasis ciklo šilumos perdavimas yra tiesiog šilumos perdavimo į ir išeina suma. Taigi, jei eisime į priekį ir atliksime šį skaičiavimą, gausime 537,8 plius 3 199,3 minus 2 338,9, padalijus iš grynojo šilumos perdavimo, kuris buvo 3737,1. Kuri čia yra skaitiklio reikšmė ir šilumos perdavimas yra 1398,2 kilodžauliai kilogramui. Ir tada vardiklis, turime 3737,1 kilodžaulio kilograme, todėl mūsų ciklo efektyvumas yra matmenų, kaip ir tikėtumeisi. Ir gauname 37,4% ciklo efektyvumą. Gerai, toliau. Noriu duoti peno apmąstymams. Mes ir toliau dirbsime su šia problema. Mes vis tiek žiūrėsime į skaičius. Tačiau prieš tai darydami noriu, kad pagalvotumėte apie kai kurias galios problemas, su kuriomis susiduriame Jungtinėse Valstijose ir užsienyje. Čia žiūrite diagramą, kurioje nurodoma, kur Jungtinėse Valstijose elektros energija gaminama naudojant anglį. Šiame paveikslėlyje mes žiūrime į teravatvalandes. Bet dar svarbiau tai, ką matote, yra tai, kad energija paprastai gaminama naudojant anglį ten, kur yra anglies atsargų. Taigi, jei to nežinote, Ilinojus turi didelių anglies atsargų, taip pat Vidurio Vakarai ir Teksasas. Taigi, ką matote, energijos gamyba naudojant anglį, žinoma, paprastai yra ten, kur yra anglies atsargos. Turbo JAV metinė galia yra apie 340 gigavatų galios, pagamintos tipiškai Jungtinėse Valstijose. Tai sudaro apie 50 % energijos Jungtinėse Valstijose naudojant anglis. 90% šių elektrinių yra senesnės nei 25 metų. Tikimasi, kad per ateinančius dešimt metų bus atsisakyta bent 25% arba 50 gigavatų anglimi kūrenamų pajėgumų. Jie viršija bet kokias tų įrenginių pakartotinio licencijavimo sąlygas. Tikimasi, kad per tą patį laikotarpį JAV branduolinė energija sunaudos dar 40 gigavatų ar daugiau energijos. Taigi per ateinančius dešimt metų bus atjungta apie 90 gigavatų galios. Koks bus labiausiai tikėtinas energijos nešiklis naujoms ar naujos kartos stacionarioms elektrinėms? Ir tai tikrai yra klausimas, tiesiog atsisėskite ir pagalvokite apie tai. Mes tikrai dar neturime įrankių, kad galėtume nustatyti, kuris iš energijos nešėjų greičiausiai bus pakeistas arba prisijungęs per ateinančius dešimt metų. Bet mes tai aptarsime, kai kitą kartą pradėsime, ir toliau žiūrėsime į tą garo jėgainės pavyzdį. Ačiū.


7.3: Sujungimas – ląstelių membranos – biologija

C2006/F2402 '04 – Imunologijos metmenys – peržiūrėta 2003-04-25

(c) 200 4 Dr. Deborah Mowshowitz Kolumbijos universitetas, Niujorkas, NY. Paskutinis atnaujinimas: 04/27/04 19:43 . Temų tvarka paskaitoje ir temų tvarka uždaviniuose nesutampa, todėl peržiūrėjus paskaitą gali būti lengviau atlikti visus uždavinius. Pabaigoje turėtumėte sugebėti atlikti problemas nuo 13-4 iki 13-12.

Pagrindiniai imuninės sistemos žaidėjai:

Ląstelės Išskiriami baltymai Ląstelių paviršiaus baltymai
B ląstelės Antikūnai (Ab arba imunoglobulinai 5 klasės) MHC
TC ląstelės Perforinas BCR
TH ląstelės Citokinai (interleukinai ir interferonai) TCR
fagocitinės ląstelės CD4
APC CD8

Aukščiau pateiktoje diagramoje apibendrinami pagrindiniai imunologijos veikėjai. Iki kitos paskaitos pabaigos turėtumėte sugebėti apibūdinti, kas yra kiekvienas elementas, jo reikšmė ir kaip jis susijęs su visais kitais.

Dalomoji medžiaga: 224A (antigeną pateikiančios ląstelės ir T ląstelių aktyvinimas) – paskelbta versija yra iš ankstesnių metų, yra keletas nedidelių skirtumų.
24B dalomoji medžiaga nėra žiniatinklyje, ji apima klonų atranką (Purves 19.7), T ir APC ląstelių sąveiką (pvz., Purves 19.17) ir B ląstelių aktyvavimą (pvz., Purves 19.18 (a) – bus aptarta kitą kartą).

I. Specifinis (arba įgytas) imuninis atsakas – pagrindinės savybės

A. Įvadas. Kokie yra pagrindiniai specifinės imuninės sistemos komponentai?

1. Baltymai - antikūnai, TCR ir MHC. Žiūrėkite 23 paskaitą.

2. Kokios ląstelės dalyvauja? (Žr. 23B apačioje.) Baltieji kraujo kūneliai (leukocitai) – neturi hemoglobino. WBC suskirstytas į du pagrindinius tipus

a. Fagocitai – makrofagai, dendritinės ląstelės ir kt. (Žr. Purves 19.2). Dalyvauja apdorojant antigenus, kaip bus paaiškinta.

b. Limfocitai. Randama limfmazgiuose ir kitur. Limfocitai (WBC) iš tikrųjų gamina antikūnus ir (arba) vykdo ląstelinį imuninį atsaką. Padalinta į B ir T ląsteles.

(1). Abi B ir T ląstelės yra iš tos pačios kaulų čiulpų kamieninių ląstelių linijos.

(2). B ląstelės bręsta kaulų čiulpų T ląstelėse užkrūčio liaukoje

B. Specifinė imuninė sistema turi 2 šakas

1. Humorinis atsakas -- antigeno surišimas ir sunaikinimas, kurį atlieka baltymai "humors" = antikūnai kraujyje ir sekretuose (pvz., piene, ašarose). B ląstelių gaminami antikūnai.

2. Ląstelinis arba ląstelių sukeltas atsakas - antigeno surišimas ir sunaikinimas, kurį atlieka visos ląstelės. Naikinimą atlieka citotoksinės T ląstelės.

C. Pagrindinės 2 specifinės imuninės sistemos šakų savybės -- žr. lentelę 23B dalomojoje medžiagoje ir paskutinę paskaitą ir toliau:

1. B ląstelių veikimas kovojant su infekcija:

B ląstelės --> atpalaiduoja antikūnus --> Ab (antikūnas) jungiasi su Ag (antigenas – dažniausiai mikrobo paviršiuje) --> sukelia mikrobų sunaikinimą (mikrobus sugeria fagocitai arba jie lizuojami), dažnai komplemento pagalba. (Žr. Purves 19.12 ir 19.3) Alergijos yra šios sistemos šalutinis poveikis.

2. (citotoksinių) T ląstelių veikimas

T ląstelės --> jungiasi prie Ag virusu užkrėstos eukariotinės ląstelės paviršiuje --> sunaikina ląsteles arba lizės būdu, arba sukeldamos apoptozę. Lizei T ląstelės naudoja baltymus, vadinamus perforinais, kad padarytų skyles ir nužudytų taikinius (padedant kitiems baltymams). Pastabų komplementas yra panašus, bet veikia su prokariotiniais įsibrovėliais, perforinai veikia su nesąžiningomis eukariotų ląstelėmis. (Žr. Purves 19.15) Štai kodėl transplantatai sugenda, svetimos transplantato ląstelės atrodo kaip užkrėstos (defektuotos?) ląstelės ir yra sunaikinamos. (*Žr. toliau pateiktą skyrių apie MHC – svetimas MHC atrodo kaip šeimininko MHC ir antigenas.)

3. Pagalbinių T ląstelių vaidmuo – reikalingas tiek B, tiek citotoksinių T ląstelių funkcionavimui.

II. Imuninė sistema – svarbios savybės, kurias reikia paaiškinti

A. Specifiškumas ir įvairovė – kiekvienas Ab arba TCR yra nukreiptas prieš vieną epitopą arba antigeninį determinantą (= antigeno gabalėlį – žr. 19.6), ir yra daug, daug skirtingų antigenų. Kaip galite pagaminti tiek daug skirtingų Ab arba TCR, kurių kiekvienas yra specifinis tam tikram antigenui ar jo daliai?

B. Atmintis -- antrinis atsakas yra greitesnis, didesnis, geresnis už pirminį atsaką. Esant antrinei reakcijai, pagaminkite daugiau Ab, Ab yra veiksmingesnis (geriau jungiasi su Ag, nes šiek tiek pakinta Ab aminorūgščių seka), o Ab atsakas trunka ilgiau. (Purves 19.8 [18.9]) Kaip tai daroma?

C. Tolerancija -- gali atskirti save/nesavarankišką arba normalų/nenormalų - Ab tik svetimiems/nenormaliems dalykams (išskyrus ligos būsenas). Kaip tai veikia?

D. Atsakymas yra pritaikomas - atsakas priklauso nuo antigeno kiekio ir tipo. Kaip „žinoti“, kurį antikūną reikia gaminti reaguojant į konkretų antigeną?

E. Jums reikia pagalbininko T kad veiktų tiek citotoksiniai T, tiek B. Kaip pagalbininkai T dalyvauja tiek humoraliniame, tiek ląsteliniame imuniniame atsake?

III. Kloninis atranka – kaip atsižvelgiate į aukščiau išvardytas &quuotisvarbias savybes"?

A. B ląstelės (Žr. Purves 19.7 pav.)

1. Kiekviena ląstelė skiriasi --> paviršiuje gamina vieno tipo Ab ("mergel" arba "naive" B). Kiekviena ląstelė diferenciacijos metu pertvarko savo DNR, todėl kiekviena ląstelė turi unikalų Ab koduojančių genų rinkinį ir sukuria unikalų antikūną, t. y. su unikaliu "grabbers.".

Pastaba: B ląstelėms bręstant ir specializuotis, dėl alternatyvaus susijungimo ir (arba) papildomų DNR pertvarkymų gali atsirasti jų gaminamų antikūnų pokyčių. Ab koduojančių genų ir antikūnų struktūra ir pertvarkymas bus išsamiai aptarti kitą kartą.

2. Ab ant ląstelės paviršiaus veikia kaip "trap". Paviršinis antikūnas (taip pat vadinamas BCR arba B ląstelių antigeno receptoriumi) veikia kaip Ag spąstai / receptoriai.

3. B ląstelės aktyvavimą arba sunaikinimą sukelia Ag prisijungimas prie paviršiaus Ab (BCR)

a. Sunaikinimas. Jei Ag suvokiamas kaip "save" --> ląstelė sunaikinta arba nuslopinta (--> tolerancija).

b. Aktyvinimas. Jei Ag suvokiamas kaip svetimas --> ląstelių dalijimasis --> klonų išsiplėtimas, tolesnė diferenciacija į

(1). Efektorinės ląstelės – trumpalaikės, bet išskiria daug Ab –> sunaikina arba inaktyvuoja taikinius Ab klasė nustato puikius taškus. (Ankstesnėje paskaitoje paaiškinome, kaip alternatyvus sujungimas gali leisti ląstelei pereiti nuo paviršiuje surišto Ab prie išskiriamo Ab.)

(2). Atminties ląstelės – ilgaamžės ir labiau specializuotos, kad Ab lauktų kito karto (atsakingas už atmintį).

c. Ar antigenas suvokiamas kaip „savarankis“, ar „svetimas“, priklauso nuo poveikio laiko (embriono ir suaugusiojo) ir papildomų veiksnių. (Pasirodo, kad tai labai sudėtinga, todėl neatsižvelgiame į „papildomus veiksnius“.)

4. Kokia prasmė?

a. Kloninė atranka: kiekviena ląstelė sudaro šiek tiek Ab prieš bet koks Ag esamas. Kiekviena ląstelė sukuria skirtingą Ab. Šis antikūnas lieka ląstelės paviršiuje ir veikia kaip BCR = antigeno spąstai. Ag veikia kaip trigeris – Ag prisijungimas prie "trap" stimuliuoja tik tas ląsteles, kurios gamina Ab, kuris prisijungia prie to konkretaus trigerio. (Tai yra pasirinkimo dalis, kurioje atsižvelgiama į specifiškumą, įvairovę ir pritaikomumą.)

b. Kloninis išsiplėtimas: ląstelės, kurias sukelia Ag prisijungimas, auga ir dalijasi --> (daugiau) efektorinių ląstelių ir atminties ląstelių. Abiejų tipų ląstelės gamina tik antikūnus, kurie jungiasi prie trigerio Ag. (Tai yra kloninio išplėtimo dalis, kuri lemia atmintį ir toleranciją – atmintį, kai Ag suaktyvina dauginimą, ir toleranciją, kai Ag sukelia sunaikinimą arba slopinimą).

5. Kam reikalingos pagalbinės T ląstelės? Daugumos antigenų pagalbininkas T turi prisijungti prie B ląstelių-Ag komplekso, kad suaktyvintų B (žr. 3b veiksmą aukščiau).

Išbandykite 13-4 užduotį.

B. T ląstelės -- Panašus procesas kaip ir su B ląstelėmis -- DNR persitvarkymas vyksta taip, kad kiekvienoje ląstelėje yra vieno tipo baltymai su unikalia surišimo vieta, tačiau yra skirtumų / komplikacijų:

  • Citokinai yra išskiriami baltymai, reikalingi imuninės sistemos vystymuisi.

  • Citokinai paprastai yra parakrininiai arba autokrininiai

  • WBC išskiriami citokinai kartais vadinami limfokinais

  • Daugumą citokinų gamina pagalbinės T ląstelės. Tačiau daugelis skirtingų imuninės sistemos ląstelių ir kai kurios neimuninės ląstelės išskiria citokinus.

  • Daugelis citokinų vadinami IL-1, IL-2 ir tt interleukinui 1, 2 ir tt Interleukinai paprastai yra WBC gaminami citokinai, kurie reguliuoja WBC funkcijas.

  • Kuris citokinas susidaro, priklauso nuo ląstelės tipo (B, TH, TCir kt.), antigeną, su kuriuo jis susitinka, ir kitus veiksnius. Kuris citokinas yra pagamintas, turi įtakos kitam imuninio atsako žingsniui ir pan. Daugiau informacijos rasite tekstuose.

  • Citokinai dalyvauja atliekant kitas (neimunines) funkcijas, pvz., RBC gamybą ir žaizdų gijimą.

5. T ląstelių aktyvacijai reikalingas "Antigen Presentation." Antigenas turi būti ant kitos ląstelės paviršiaus (vadinamosios "kvotantigeną pateikiančios ląstelės" arba APC). Ag turi būti prijungtas prie konkretaus baltymo (MHC – randamas tik eukariotuose) „pristatančios ląstelės“ paviršiuje. Žr. Purves 19.17. Kitaip tariant, visi signalai, skirti aktyvuoti T ląsteles, yra jukstakrinai – jiems reikia ląstelių ir ląstelių paviršiaus sąveikos.

a. Citotoksinius T suaktyvina užkrėstų ląstelių paviršiuje esantys antigenai – šios užkrėstos tikslinės ląstelės savo paviršiuje „suteikia“ virusų antigenus + MHC, žr. toliau. Tada aktyvuotos citotoksinės T ląstelės užmuša užkrėstą tikslinę ląstelę.

b. Pagalbininkus T suaktyvina makrofagų, B ląstelių (ir kitų imuninių ląstelių) paviršiuje esantys antigenai – šios ląstelės ant savo paviršių „pateikia“ antigenus + MHC II. Aktyvuotos pagalbinės T ląstelės padeda efektorinėms imuninėms ląstelėms gamintis

C. Du pagrindiniai T ląstelių tipai (žr. 24B dalomąją medžiagą, viršuje, B ir T palyginimuiH ir tC ląstelės, paviršiaus baltymai ir kt.)

1. Yra dviejų tipų T ląstelės -- pagalbininkas T (TH) arba citotoksinis T (CTL arba TC). Aukščiau pateikta diskusija skirta tik pagalbiniams T. Kaip lyginami citotoksiniai T ir pagalbiniai T?

2. Funkcijos

a. Pagalbininkas T reikalingas kitiems dviejų tipų ląstelėms (B ir TC) subręsti ir reaguoti į antigeną. (Todėl pagalbinių T defektai yra labai rimti.)

b. Citotoksiniai T naikina užkrėstas ląsteles (ir galbūt vėžio ląsteles), kaip aprašyta aukščiau.

Išbandykite 13-7 problemą.

3. H kaip tu atskiri du tipus? Paviršiaus baltymai / žymenys ant T ląstelių ir jų reikšmė

a. TH jų paviršiuje yra baltymas, pavadintas CD4 (todėl sakoma, kad tai CD4+ )

(1). CD4 padeda normaliai veikti TH – padeda TH prisijungia prie normalios imuninės sistemos tikslinės ląstelės ir padeda aktyvuoti imuninę ląstelę.

(2). CD4 tarnauja kaip pagalbininkų T identifikavimo žymeklis.

(3). ŽIV jungiasi prie CD4. Todėl CD4 (atsitiktinai) veikia kaip ŽIV receptorius (yra ir kitų koreceptorių) – leidžia ŽIV patekti į pagalbines T ląsteles. ŽIV infekcija --> pagalbininkų T praradimas --> visiškas imuninės funkcijos praradimas

(1). CD8 padeda normaliai funkcionuoti TC - padeda TC prisijungti prie įprastos tikslinės ląstelės = užkrėstos arba nesąžiningos ląstelės.

(2). CD8 yra citotoksinių T identifikavimo žymuo.

4. (Tik informacijai): yra daugiau nei vieno tipo pagalbinės T. Šiuo metu manoma, kad yra dvi pagrindinės rūšys – TH1 (daugiausia padeda makrofagams ir citotoksiniams T) ir TH2 (padeda B veikti). Išsami informacija nepatenka į šio kurso taikymo sritį, tačiau šiuo metu tai yra karšta tyrimų sritis.

5. Kaip dviejų tipų T sutampa su tinkamais taikiniais?

a. CD8 arba CD4 prisijungia prie atitinkamo baltymo tikslinės ląstelės paviršiuje.

b. CD8 ant citotoksinio T jungiasi su baltymu - MHC I - randamu užkrėstų ląstelių paviršiuje.

c. CD4 ant pagalbininko T prisijungia prie kito baltymo - MHC II - imuninės sistemos ląstelių paviršiuje. Taigi, kas yra MHC??

d. Kaip citoksiniai T atskiria normalų nuo užkrėstų ląstelių? Štai kas toliau!

Išbandykite 13-6 problemą.

IV. Antigeno pristatymas ir pagrindinis histokompatibilumo kompleksas (MHC) . Žiūrėkite dalomąją medžiagą 24A. (Geresnes nuotraukas rasite Purves 19.18).

A. Kas yra MHC?

1. MHC = labai įvairus paviršiaus baltymas. Yra 2 pagrindiniai tipai ir daug kiekvieno tipo versijų. Kiekvienas asmuo turi keletą skirtingų genų kiekvienam iš dviejų pagrindinių MHC tipų. Kiekvienas iš šių genų turi 20-40 ar net daugiau variantų (alelių). Kadangi populiacijoje yra keli genai vienam asmeniui ir daug skirtingų kiekvieno geno alelių, faktiniai MHC baltymai (ir DNR) skiriasi nuo žmogaus iki žmogaus. Šie genai, skirtingai nei antikūnų ir TCR genai, vystymosi metu nepersitvarko. Taigi skirtingi žmonės skiriasi, tačiau visos vieno žmogaus ląstelės turi tuos pačius MHC genus.

2. Dviejų tipų MHC

a. Visų branduolinių ląstelių paviršiuje yra MHC I.

b. Imuninės sistemos ląstelių (visų APC) paviršiuje yra MHC II. (Ne visos T ląstelės visada turi MHC II, ir manysime, kad T ląstelės neturi MHC II.)

B. Kas yra antigeną pateikiančios ląstelės (APC)? APC = ląstelės, kurių plazmos membranose yra antigenų, prijungtų prie MHC. Kaip jie gauna savo antigenus / epitopus ir prijungia juos prie MHC, parodyta 24A viršuje. T ląstelės jungiasi prie MHC-Antigeno komplekso, kaip parodyta dalomoji medžiaga viduryje. (Žr. Purves 19.17)

1. APC nepateikia visų antigenų -- APC esami antigenų fragmentai, vadinami epitopais arba antigeniniais determinantais. Žr. 1/2 viršų iš 24A ir žr. Purves 19.16

(1). Įprastos ląstelės (ne iš imuninės sistemos) pateikia bet kokių jų gaminamų baltymų fragmentus (+ MHC I). Šie epitopai yra pagaminti iš baltymų viduje pats APC, o vėliau iš dalies virškinamas proteosomose.

(2). Imuninės sistemos ląstelės (B ląstelės, dendritinės ląstelės ir makrofagai = "klasikiniai" APC) pateikia fragmentus to, ką jos buvo apėmusios arba endocituotos (+ MHC II) – Purves 19.16. Šie epitopai kilę iš baltymų, kurie iš pradžių buvo lauke APC ir buvo iš dalies virškinami lizosomose / endosomose.

2. Kiekvienas APC vienu metu pateikia daug skirtingų epitopų (net jei jie visi yra gauti iš vieno antigeno).

3. Kaip epitopai pasiekia ląstelės paviršių?

a. Endogeniniai fragmentai, suvirškinti proteosomose, patenka į ER (specialiu transporteriu) ir susijungia su naujai pagamintomis MHC molekulėmis (ER membranoje). Kompleksas pernešamas į ląstelės paviršių per ER, Golgi ir kt., kaip ir bet kuris ląstelės paviršiaus baltymas.

b. Egzogeniniai fragmentai, suvirškinti lizosomose / endosomose, susijungia su naujai pagamintu MHC lizosomose / endosomose ir kompleksas pasiekia ląstelės paviršių taip pat, kaip panaudoti receptoriai grįžta į paviršių.

C. Kodėl jums reikia MHC ir APC?

1. T ląstelės yra "MHC apribotos" B ląstelės nėra

a. B ląstelės atpažįsta paprastą Ag = Antikūnai jungiasi prie Ag plazmoje arba ant bakterijų / virusų paviršių.

b. T ląstelės atpažįsta tik Ag, susijungusį su MHC (euk.) ląstelės paviršiuje (Purves 19.17 ir dalomoji medžiaga 24B.)

(1). T ląstelių receptoriai jungiasi prie kintamos MHC-Ag komplekso dalies = jungiasi prie paties Ag

(2). CD4 arba CD8 prisijungia prie pastovios atitinkamo MHC dalies.

2. Dviejų tipų T atpažįsta (prisijungia) Ag, susijusį su skirtingais MHC – štai kaip T ląstelės atskiria imunines ląsteles ir užkrėstas (įprastas) ląsteles. Žr. 24B dalomąją medžiagą.

a. Citotoksiniai T (CD8+) atpažįsta Ag + MHC I (sakoma, kad "MHC I ribojamas") – taikinys turi turėti MHC I ir Ag.

b. Pagalbininkai T (CD4 + ) atpažįsta Ag + MHC II (sakoma, kad "MHC II ribojamas") – taikinys turi turėti MHC II ir Ag.

Esmė: T ląstelės atpažįsta savo taikinius (iš dalies) pagal jų turimo MHC tipą – užkrėstos ląstelės turi MHC I, o imuninės ląstelės – MHC II.

V. Viską sudėjus -- Purves 19.18 arba dalomoji medžiaga 24A

A. T ląstelė suaktyvinta (24A vidurys)

1. Reikia susieti su APC -- arba

a. Prisijungimas prie klasikinio APC (B ląstelės arba fagocitinės ląstelės – makrofagų arba dendritinių ląstelių), kad suaktyvintų TH

(1). Pirminiame atsake APC tikriausiai yra fagocitinė ląstelė (nespecifinė jokiam konkrečiam antigenui)

(2). Antrinio atsako atveju APC greičiausiai yra B ląstelė (su tam antigenui specifiniu antikūnu)

b. Prisijungimas prie užkrėstos ląstelės, kad aktyvuotų TC.

2. T ląstelė – APC ląstelių surišimui reikia atitikties

a. APC turi turėti Ag (epitopą) + MHC

b. T ląstelės turi turėti TCR, atitinkantį Ag, ir CD4 arba CD8, kad atitiktų tinkamą MHC.

Pastaba: Dalomojoje medžiagoje pateiktas epitopas rodomas viduryje, tarp APC MHC ir T ląstelės TCR. Epitopas yra tvirtai susietas su MHC ir lieka su APC, kai T ląstelė baigia aktyvuotis ir atsiskiria. Aktyvuota T ląstelė dabar turi tuščią TCR ir prisijungs prie jos kitas (B) ląstelė su tuo pačiu epitopu.

3. Citokinai turi būti pateikti aktyvavimui - prisijungti prie T ląstelės receptorių.

a. Citokinas (IL-1) iš APC, reikalingas aktyvuoti TH .

b. Skirtingas citokinas (IL-2) nuo TH reikia aktyvuoti TC. (Štai kodėl jums reikia THyra skirtas citotoksiniam T atsakui.)

4. Aktyvinimas --> klonų išsiplėtimas (daugiau TH ląstelių) IR didesnė T ląstelių specializacija. Šios aktyvuotos T ląstelės gali atsijungti nuo APC ir rasti kitą ląstelę, kuri galėtų padėti.

B. Kas suaktyvino TH ląstelė veikia (žr. 24A padalomosios medžiagos apačią)

1. Humorinis atsakas: aktyvuota TH ląstelė tada dalijasi ir (arba) suaktyvina B ląstelę – suaktyvina tą patį APC, kuris ką tik ją suaktyvino, arba randa naują B ląstelę.

2. Ląstelės tarpininkaujantis atsakas: aktyvuota TH ląstelė dalijasi ir (arba) padeda aktyvuoti TC ląstelė (pateikdama citokinus) – išsami informacija apie tai neaptarta.

C. Kas suaktyvino TC ląstelė daro (žr. padalomosios medžiagos apačią): Padalija ir (arba) naikina užkrėstą ląstelę.

Išbandykite 13-9 ir 13-10 problemas. Norėdami peržiūrėti visą iki šiol vartojamą terminiją, pabandykite 13–11.

VI. Kaip suaktyvėja T ir B ląstelės? Apvyniokite. Žiūrėkite dalomąją medžiagą 24A. ir V tema aukščiau. -- Tai bus aptarta kitą kartą.


7.3 Normalizavimas dekonvoliucijos būdu

Kaip minėta anksčiau, sudėties paklaida bus tada, kai tarp mėginių bus bet kokia nesubalansuota diferencinė išraiška. Apsvarstykite paprastą dviejų ląstelių pavyzdį, kai vienas genas (X) yra reguliuojamas vienoje ląstelėje (A), palyginti su kita ląstele (B). Šis aukštesnis reguliavimas reiškia, kad (i) daugiau sekos nustatymo išteklių skiriama (X) (A) , taip sumažinant visų kitų ne DE genų aprėptį, kai eksperimentiškai fiksuojamas bendras kiekvienos ląstelės bibliotekos dydis (pvz., dėl bibliotekos kiekybinio įvertinimo) arba (ii) bibliotekos dydis (A) padidėja, kai (X) priskiriama daugiau skaitymų arba UMI, todėl padidėja bibliotekos dydžio koeficientas ir gaunamos mažesnės normalizuotos raiškos vertės visiems ne DE genams. Abiem atvejais grynasis poveikis yra tas, kad ne DE genai (A) bus neteisingai sureguliuoti, palyginti su (B) .

Kompozicijos šališkumo pašalinimas yra gerai ištirta masinės RNR sekos duomenų analizės problema. Normalizavimas gali būti atliktas naudojant apytikriai esančią funkciją assessmentSizeFactorsFromMatrix(). DESeq2 paketą (Anders ir Huber 2010 Love, Huber ir Anders 2014) arba su calcNormFactors() funkcija (Robinson ir Oshlack 2010) kraštasR paketą. Jie daro prielaidą, kad dauguma genų nėra DE tarp ląstelių. Manoma, kad bet koks sistemingas skaičiaus dydžio skirtumas tarp dviejų ląstelių ne DE daugumos genų yra šališkumas, naudojamas apskaičiuoti atitinkamą dydžio koeficientą jo pašalinimui.

Tačiau vieno langelio duomenys gali būti problemiški taikant šiuos masinio normalizavimo metodus dėl mažo ir nulinio skaičiaus dominavimo. Norėdami tai išspręsti, sujungiame daugelio langelių skaičių, kad padidintume skaičių dydį, kad būtų galima tiksliai įvertinti dydžio koeficientą (Lun, Bach ir Marioni 2016). Tada baseinu pagrįsti dydžio faktoriai „išjungiami“ į ląstelių faktorius, kad būtų normalizuotas kiekvienos ląstelės ekspresijos profilis. Tai atliekama naudojant apskaičiuojantSumFactors() funkciją iš scran, kaip parodyta žemiau.

Mes naudojame išankstinį klasterizavimo veiksmą su QuickCluster(), kai kiekvienos klasterio ląstelės normalizuojamos atskirai, o dydžio faktoriai keičiami, kad būtų galima palyginti visas grupes. Taip išvengiama prielaidos, kad dauguma genų yra ne DE visoje populiacijoje – tarp klasterių porų reikia tik ne DE daugumos, o tai yra silpnesnė prielaida labai nevienalytėms populiacijoms. Pagal numatytuosius nustatymus QuickCluster() naudos apytikslį PCA algoritmą, pagrįstą metodais iš irlba paketą. Aproksimacija priklauso nuo stochastinio inicijavimo, todėl turime nustatyti atsitiktinę sėklą (per set.seed() ), kad būtų galima atkurti.

Matome, kad dekonvoliucijos dydžio faktoriai rodo ląstelių tipui būdingus nukrypimus nuo bibliotekos dydžio faktorių 7.2 pav. Tai atitinka sudėties paklaidas, kurias sukelia stipri skirtinga ląstelių tipų ekspresija. Dekonvoliucijos dydžio koeficientų naudojimas pritaikomas prie šių paklaidų, kad būtų pagerintas tolesnių programų normalizavimo tikslumas.

7.2 pav. Dekonvoliucijos dydžio koeficientas kiekvienai Zeisel smegenų duomenų rinkinio ląstelei, palyginti su lygiaverčiu dydžio koeficientu, gautu iš bibliotekos dydžio. Raudona linija atitinka dviejų dydžio faktorių tapatumą.

Tikslus normalizavimas yra svarbiausias procedūroms, kurios apima kiekvieno geno statistikos įvertinimą ir interpretavimą. Pavyzdžiui, sudėties šališkumas gali pakenkti DE analizei, sistemingai perkeliant log-kartų pokyčius viena ar kita kryptimi. Tačiau ji paprastai duoda mažiau naudos, palyginti su paprastu bibliotekos dydžio normalizavimu atliekant ląstelių analizę, pvz., Klasterizavimą. Kompozicijos paklaidų buvimas jau reiškia didelius išraiškos profilių skirtumus, todėl normalizavimo strategijos pakeitimas vargu ar turės įtakos klasterizacijos procedūros rezultatams.


Prašyti leidimo pakartotinai naudoti šios svetainės turinį

1 Tai mažas, mažas pasaulis: trumpa biologinės koreliacinės mikroskopijos istorija 1
Christopheris J. Guérinas, Nalanas Livas ir Judith Klumperman

1.1 Viskas prasidėjo nuo fotonų 1

1.2 Elektronas užima savo vietą 2

1.3 Sujungimas, 1960–1980 3

1.4 CLEM bręsta kaip mokslinė priemonė 1990–2017 m. 4

2 CLEM iššūkiai šviesos mikroskopijos požiūriu 23
Kurtas Andersonas, Tommy Nilssonas ir Julia Fernandez‐Rodriguez

2.1.1 Elektronų ir šviesos mikroskopija 23

2.1.2 Koreliacinė mikroskopija: susiduria dvi kultūros 25

2.2 Mikroskopija Daugiakultūriškumas 26

2.2.1 Kai fluorescencinės šviesos mikroskopijos skiriamosios gebos nepakanka 26

2.2.2 Fluorescencinė mikroskopija (FM), adatos / šieno kupetos lokalizacija 27

2.2.3 Elektroninė mikroskopija, ultrastruktūros vizualizavimas 27

2.2.4 Koordinačių radimas 28

2.3 Atotrūkio tarp šviesos ir elektronų mikroskopijos panaikinimas 29

2.3.1 Tos pačios ląstelės struktūros radimas šviesos ir elektronų mikroskopuose 29

2.3.2 Padaryti fluorescencines etiketes matomas elektroniniame mikroskope 29

2.3.3 Prekybos membranomis vizualizavimas naudojant CLEM 30

2.4 Būsimos CLEM programos ir modifikacijos 31

2.4.1 Koreliacinė atspindžio kontrasto mikroskopija ir elektroninė mikroskopija audinių pjūviuose 31

2.4.2 Dinaminiai ir funkciniai zondai, skirti CLEM 32

3 Mėginių apdorojimo svarba koreliaciniam vaizdavimui (arba šiukšlių įvedimui, šiukšlių pašalinimui) 37
Christopheris J. Peddie ir Nicole L. Schieber

3.2 Koreliacinės elektroninės mikroskopijos utopijos paieška 40

3.3 Mėginių apdorojimas koreliaciniam vaizdavimui: pradmenys pirmiesiems žingsniams 40

3.4 Kad viskas vyktų greičiau (norime daugiau greičio, daugiau greičio ir pagalbos) 42

3.6 Įdomaus regiono išlaikymas 45

3.7 Koreliacija ir perkėlimas su dvigubo modalumo zondais 48

3.8 Vaizdo gavimo būdų integravimas ir in‐dervos fluorescencija 49

3.9 Koreliacinių ateities požiūrių supaprastinimas: SmartCLEM 51

3.10 Kiek gilėja triušio skylė? 52

3.11 Laikykitės šios minties, nors ir minusas, ar visa tai yra visiškai būtina? 53

3.12 Prieinamumo prie koreliacinių darbo eigų gerinimas 54

4 3D CLEM: tūrio šviesos ir elektronų mikroskopija 67
Saskia Lippens ir Eija Jokitalo

4.3 Lyginamasis ir koreliacinis LM ir EM vaizdavimas 69

4.4 CLEM yra daugiau nei LM + EM 69

4.6 Dvi darbo eigos, skirtos 3D CLEM 71

4.7 Kur CLEM judės ateityje? 74

5 Ar koreliacinė mikroskopija gali būti lengva? Masyvo tomografijos apžvalgos taškas 81
Irina Kolotuev ir Kristina D. Micheva

5.2 Kodėl masyvo tomografija? 81

5.3 Gausių tarpląstelinių struktūrų masyvo tomografija: sinapsės 82

5.4 Retai paskirstytų struktūrų masyvo tomografija: cisterna organelė 84

5.5 Mažų modelių organizmų masyvo tomografija: C. elegans 87

5.6 Apibendrinant: tinkamo AT metodo radimas 90

5.7 Tobulinimo sritys 91

5.7.2 Serijinis itin plonas pjūvis 91

5.7.4 Su EM suderinami fluoroforai 92

5.7.5 Detektoriai ir EM skiriamoji geba 92

5.7.6 Vaizdo registravimo ir lygiavimo įrankiai 93

6 Koreliacinė mikroskopija naudojant nuskaitymo zondo mikroskopus 99
Georgas Fantneris ir Frankas Lafontas

6.3 AFM ir optinės mikroskopijos koreliaciniai metodai 103

6.4 Koreliacija su CLSM 104

6.5 Koreliacija su elementų mechanika 104

6.5.1 Koreliacija su Super‐Resolution Light Microscopy (SRLM) 105

6.5.2 Ateities pokyčiai 107

6.6 AFM ir koreliacija su elektronine mikroskopija 109

6.6.1 Koreliacija, apimanti AFM, EM ir cheminį paviršiaus apibūdinimą 110

6.6.2 Ateities pokyčiai 113

6.7 Ateities pokyčiai, susiję su koreliacine mikroskopija naudojant HS‐AFM 113

6.8 Baigiamosios pastabos 114

7 Integruota šviesos ir elektronų mikroskopija 119
R. I. Koning, A. Srinivasa Raja, R. I. Lane, A. J. Koster ir J. P. Hoogenboom

7.2 Didelio masto ir didelio pralaidumo (tūrio) mikroskopija 120

7.2.1 Didelio masto EM 120 pranašumai ir iššūkiai

7.2.2 CLEM privalumai didelio masto EM 121

7.2.3 Integruotosios mikroskopijos perspektyvos 121

7.3 Super‐Fluorescencinė mikroskopija 123

7.3.1 CLEM su Super‐Resolution Fluorescence 123 pranašumai ir iššūkiai

7.3.2 SR‐FM diegimas su CLEM 124

7.3.3 Integruoto SR‐CLEM 124 perspektyvos

7.4 Krio‐elektroninė mikroskopija 125

7.4.1 CryoEM 125 pranašumai

7.4.2 Koreliacinės krio‐mikroskopijos galimybės ir iššūkiai 126

7.4.2.1 Super‐skyros fluorescencinė krio‐Mikroskopija: zondai ir instrumentai 126

7.4.2.2 Krio‐mėginių perkėlimas tarp mikroskopų 127

7.4.2.3 Mėginio storis 127

7.4.2.4 Duomenų rinkimo greitis 128

7.4.3 Integruotos sistemos, skirtos CryoCLEM 129

7.4.4 Integruotos krio‐mikroskopijos perspektyvos 129

8 Cryo‐Koreliacinė šviesos ir elektronų mikroskopija: link savo vietoje Struktūrinė biologija 137
Tanmay A.M. Bharatas ir Wanda Kukulski

8.2 Cryo‐CLEM, skirta išgrynintų makromolekulių pavienių dalelių analizei palaikyti 138

8.3 Struktūrinės dinamikos fiksavimas in vitro Atkurtos sistemos 141

8.4 Makromolekulių identifikavimas Plunge‐Užšaldytose ištisose ląstelėse 142

8.5 Makromolekulinės struktūros plonuose mėginiuose iš storų ląstelių sričių 144

8.6 Struktūrinės biologijos įgalinimas daugialąsčiuose organizmuose ir audiniuose, Cryo‐CLEM 145

9 Koreliacinis krio minkštas X‐ray vaizdas 155
Eva Pereiro, Francisco Javier Chichón ir Jose L. Carrascosa

9.1 Įvadas į Cryo Soft X‐ray mikroskopiją 155

9.2 Cryo‐SXT koreliacija su matomos šviesos mikroskopija 159

9.3 Cryo‐SXT koreliacija su Cryo X‐ray Fluorescence 160

9.4 Cryo‐SXT koreliacija su TEM 163

9.5 Daugkartinė koreliacija ir metodų integravimas 165

10 Koreliacinė šviesos‐ ir skysčių‐fazinė skenavimo perdavimo elektronų mikroskopija, skirta baltymų funkcijai ištisose ląstelėse tirti 171
Nielsas de Jonge'as

10.2 Meno metodų valstybės apribojimai 172

10.3 Skysčio STEM 173 principas

10.3.1 1 pavyzdys: ORAI kanalo subvieneto stechiometrijos nustatymas vizualizuojant atskiras molekules naudojant STEM 175

10.3.2 2 pavyzdys: naujos įžvalgos apie HER2 vaidmenį 179

10.4 Skysto STEM 182 pranašumai

11 Vaizdo gavimo būdų duomenų koreliavimas 191
Perrine'as Paulas‐Gilloteaux ir Martinas Schorbas

11.2 Registracija CLEM etapų metu 194

11.2.1 Registracija į vadovo mėginio paruošimą 194

11.2.2 Registracija siekiant vadovauti įsigijimui 195

11.2.2.1 Programinės įrangos paketai 195

11.2.2.2 Tipinės savybės ir matymo laukai 195

11.2.3 Registracija po įsigijimo (tikslus perkėlimas) 196

11.2.3.1 Programinė įranga ir metodai registruojant po įsigijimo 196

11.2.4 Pasitikėjimas suderinimu: praktinis tikslumas 198

11.3 Registracijos paradigma 198

11.3.1 Vaizdo funkcijos, padedančios registruojantis 198

11.3.2 Atstumo funkcija 199

11.3.3 Transformacijos pagrindas 199

11.3.4 Optimizavimo strategija 200

11.4 Numatyta ateities raida 201

11.4.1 Integracinė mikroskopija ir koreliacinė mikroskopija 201

11.4.2 Įtraukite išankstines žinias apie pavyzdį 202

11.4.3 Mašininio mokymosi naudojimo link 202

11.5 Koreliacijos vizualizavimas 204

12 Didieji koreliacinio vaizdo duomenys 211
Ardan Patwardhan ir Jason R. Swedlow

12.2 Baltymų duomenų bankas 212

12.3 Cryo‐EM 212 ištekliai

12.4 Šviesos mikroskopijos duomenų ištekliai 214

12.6 IDR: 216 vaizdo duomenų šaltinio prototipas

12.7 Viešieji koreliacinio vaizdo ištekliai 217

12.7.1 CLEM duomenų formatai 217

12.8 Ateities kryptys 218

12.8.1 „BioImage“ archyvas 218

12.8.2 CLEM duomenų pateikimo vamzdynai 219

12.8.3 Duomenų apimties ir naudojimo mastelio keitimas 219

12.8.4 Įvaikinimas bendruomenėje ir tarptautinis įsipareigojimas 220

13 CLEM ateitis: santrauka 223
Lucy Collinson ir Paulas Verkade


Biomedicininės inžinerijos, kompiuterinės biologijos, matematikos, informatikos ir gyvybės mokslų studentai ir mokslininkai, kurie domisi matematinės modeliavimo supratimu ir pritaikymu

1 skyrius Modeliavimo naudojant skirtumų lygtis įvadas
1.1 Diskretaus laiko modeliai
1.1.1 Pirmosios eilės skirtumų lygčių sprendimai
1.1.2 Tiesinės regresijos naudojimas įvertinant parametrus
1.2 Viską sudėjus: „The Hooping Crane“.
1.3 1 atvejo tyrimas: salos biogeografija
1.3.1 Fonas
1.3.2 Modelio formulavimas
1.3.3 Rakatos istorija
1.3.4 Šiuolaikinis požiūris: linijos duomenys
1.3.5 Atgal į MacArthur ir Wilson: Atstumo ir ploto poveikis
1.4 2 atvejo tyrimas: farmakokinetikos modelis
1.4.1 Fonas
1.4.2 Modelio formulavimas
1.4.3 Modelio supratimas
1.4.4 Parametrų įvertinimas
1.4.5 Modelio įvertinimas/analizė
1.4.6 Tolesnis tyrinėjimas
1.5 3 atvejo tyrimas: invazinės augalų rūšys
1.5.1 Fonas
1.5.2 Modelio formulavimas
1.5.3 Parametrų įvertinimas
1.5.4 Modelio prognozės
1.5.5 Valdymo strategijos
1.6 Drėgna laboratorija: bakterijų populiacijos dinamikos logistinis augimo modelis
1.6.1 Įvadas
1.6.2 Populiacijų modeliavimas
1.6.3 Eksperimentas
1.6.4 Modelio kalibravimas ir analizė
1.6.5 2 eksperimento dalis: laikmenos keitimo poveikis

2 skyriaus diferencialinės lygtys: modelio formulavimas, netiesinė regresija ir modelio pasirinkimas
2.1 Biologinis pagrindas
2.2 Matematinis ir R fonas
2.2.1 Diferencialinėmis lygtimis pagrįsta modelio formuluotė
2.2.2 Paprastųjų diferencialinių lygčių sprendimai
2.2.3 Parametrų erdvės tyrimas
2.2.4 Netiesinis montavimas
2.3 Modelio pasirinkimas
2.4 1 atvejo tyrimas: kaip lapų skilimo greitis skiriasi priklausomai nuo antropogeninio azoto nusėdimo
2.4.1 Fonas
2.4.2 Duomenys
2.4.3 Modelio formulavimas
2.4.4 Parametrų įvertinimas
2.4.5 Modelio įvertinimas
2.5 2 atvejo tyrimas: modelių, skirtų naviko augimo tempams apibūdinti, tyrimas
2.5.1 Fonas
2.5.2 Duomenys
2.5.3 Modelio formulavimas
2.5.4 Parametrų įvertinimas
2.5.5 Modelio įvertinimas: aprašomoji galia
2.5.6 Modelio įvertinimas: nuspėjamoji galia
2.6 3 atvejo tyrimas: plėšrūnų atsakas į grobio tankį skiriasi priklausomai nuo temperatūros
2.6.1 Fonas
2.6.2 Funkcinio atsako duomenų analizė: parametrų nustatymas
2.6.3 Funkcinių reakcijų kaip temperatūros funkcijos tyrimas
2.7 Drėgna laboratorija: katecholio oksidazės fermentų kinetika
2.7.1 Veiklos apžvalga
2.7.2 Fermentų katalizuojamos reakcijos kinetikos įvadas
2.7.3 Modelio išvedimas
2.7.4 KM ir Vmax įvertinimas
2.7.5 Mūsų fermentas: katecholio oksidazė
2.7.6 Eksperimentas: pradinių Michaelis-Menten modelio įkainių rinkimas
2.7.7 Inhibitorių poveikis fermentų kinetikai
2.7.8 Eksperimentas: dviejų katecholio oksidazės inhibitorių, feniltiokarbamido ir benzenkarboksirūgšties, poveikio matavimas

3 skyriaus diferencialinės lygtys: skaitiniai sprendimai, modelio kalibravimas ir jautrumo analizė
3.1 Biologinis pagrindas
3.2 Matematinis ir R fonas
3.2.1 Skaitiniai diferencialinių lygčių sprendimai
3.2.2 Kalibravimas: modelių pritaikymas prie duomenų
3.2.3 Jautrumo analizė
3.2.4 Viską sudėti: Ebolos viruso užkrečiamų ląstelių dinamika
3.3 Atvejo analizė: Gripas: klasikinio SIR modelio pritaikymas 2009 m. gripo pandemijai
3.3.1 Fonas
3.3.2 SIR modelis
3.3.3 Bendras atvejų skaičius
3.3.4 Epidemijos slenkstis
3.3.5 Visuomenės sveikatos intervencijos
3.3.6 2009 m. H1N1 gripo pandemija

3.4 2 atvejo tyrimas: Prostatos vėžys: imunoterapijos optimizavimas
3.4.1 Fonas
3.4.2 Modelio formulavimas
3.4.3 Modelio įgyvendinimas
3.4.4 Parametrų įvertinimas
3.4.5 Skiepijimo protokolai ir modelių prognozės
3.4.6 Jautrumo analizė
3.4.7 Kitų gydymo strategijų modeliavimas
3.5 3 atvejo analizė: Kvorumo nustatymas
3.5.1 Įvadas
3.5.2 Modelio formulavimas
3.5.3 Parametrų įvertinimas
3.5.4 Modelių modeliavimas
3.5.5 Jautrumo analizė
3.6 Drėgna laboratorija: hormonai ir homeostazė – stabilios gliukozės koncentracijos kraujyje palaikymas
3.6.1 Veiklos apžvalga
3.6.2 Įvadas į gliukozės kiekio kraujyje reguliavimą ir jo svarbą
3.6.3 Modelio kūrimas
3.6.4 Eksperimentas: Gliukozės koncentracijos kraujyje matavimas po gliukozės nurijimo
3.6.5 Analizė
3.6.6 Mintys, į kurias reikia atsižvelgti atliekant galimus tolesnius eksperimentus

4 skyrius Techninės pastabos dėl laboratorinės veiklos
4.1 Įvadas
4.2 Gyventojų skaičiaus augimas
4.3 Fermentų kinetika
4.3.1 Pastabos apie kitus fermentus ar panašius eksperimentus
4.4 Gliukozės kiekio kraujyje stebėjimo laboratorijos instruktoriaus pastabos
4.4.1 Gliukozės stebėjimo patarimai
4.4.2 Kita laboratorijos veikla


Kintamosios srovės grandinės kompleksinė varža, 3 dalis: viską suderinti

Šios serijos 1 dalyje Tai tik praeinantis etapas, mes apibrėžėme dažniausiai pasitaikančių kintamosios srovės signalų sinusinę bangą, pavaizdavome, kaip kintamosios srovės grandinėse kintamosios srovės įtampa ir srovė kinta kaip sinusinė bangos forma, ir išnagrinėjome fazių kampų sampratą, aprašydami įtampos išlygiavimą (arba jo nebuvimą). sinusinė banga ir srovės sinusinė banga.

2 dalyje Gražiai reaguoja, mes šiek tiek ištyrėme įtampos ir srovės dinamiką kondensatoriuose ir induktoriuose, kad suprastume, kaip šie komponentai nustato fazių kampus tarp įtampos ir srovės sinusinių bangų. Aprašėme reaktyvumo sąvoką ir iliustravome talpinių ir indukcinių varžų skaičiavimus.

Grįžtant prie bendro vaizdo taškų, išdėstytų 1 ir 2 dalyse:

  1. Įtampa ir srovė, taikoma kintamosios srovės grandinėms, yra pavaizduotos sklandžiai besikeičiančiomis vienodo dažnio sinusinėmis bangomis, vaizduojančiomis reguliarius krypties pasikeitimus ir sklandžiai besikeičiančius kiekvienos jų dydžius.
  2. Taikomos įtampos ir srovės sinusinės bangos dažnai nesutampa viena su kita, todėl dvi atvaizdai nebesvyruoja kartu, tarsi viena sinusinė banga būtų pasislinkusi į priekį arba už kitos laike ar faze.
  3. Nuokrypio tarp įtampos ir srovės sinusinės bangos signalų dydis grandinėje apibūdinamas fazės kampu tarp dviejų signalų, laipsniais.
  4. Fazių kampų poslinkiai tarp įtampos ir srovės atsiranda dėl kintamosios srovės grandinės komponentų pasipriešinimo srovės srautui, ypač indukcinei reaktyvinei ir talpinei reaktyviajai varžai, matuojama omų vienetais.
  5. Indukcinės ir talpinės reaktyvinės varžos kompleksiškai derinamos su varža grandinėje, kad nustatytų bendrą grandinės varžą.
  6. Kompleksinė varža apibūdinama tiek dydžiu omuose, tiek fazės kampu laipsniais, ir yra du pagrindiniai trumpieji sudėtingos varžos vaizdavimo raštu metodai (stačiakampės ir polinės formos).
  7. Impedanso dydis ir fazės kampas turi įtakos kintamosios srovės grandinių elgsenai, ypač energijos perdavimo ir rezonanso atžvilgiu, pavyzdžiui, RF antenų grandinėse, generatorių grandinėse, derinimo tinkluose, maitinimo grandinėse ir daugelyje kitų.

1 dalyje aptarėme 1–3 punktus. 2 dalyje daugiausia dėmesio skyrėme 4 punktui. Dabar užbaigsime šią seriją 5, 6 ir 7 punktų detalizavimu. Tai tikrai viską sujungia!

Kompleksinė varža: Galite prisiminti, kad varža (Z) yra apibrėžiama kaip priešprieša srovės srautui kintamosios srovės grandinėje. Impedansas sujungia paprastos varžos ir reaktyvumo poveikį dėl grandinės talpinių ir indukcinių komponentų. Tačiau ryšys tarp varžos, talpinės reaktyvumo ir indukcinės reaktyvumo yra sudėtingesnis nei paprastas kiekvieno veiksnio pridėjimas. Išsamiau apsvarstykime varžos ir reaktyvumo sąveiką, kaip suprasti ir apskaičiuoti grandinės varžą.

Pirma, varža grandinėje su kondensatoriais ir (arba) induktoriais paveiks fazės kampą tarp įtampos ir srovės. „Gryni“ tik talpos arba tik induktyvumo atvejai, kuriuos aptarėme 2 dalyje, yra tik idealūs modeliai, užtikrinantys puikų 90 laipsnių fazės kampą tarp įtampos ir srovės sinusinių bangų. Visos tikros grandinės turės tam tikrą pasipriešinimą dėl laidų ir komponentų, taip pat dažnai turi komponentų rezistorius, kurie visi keičia fazės kampą, kai jie derinami su kondensatoriais ir (arba) induktoriais. Taigi fazių skirtumas tarp įtampos ir srovės gali būti mažesnis nei 90 laipsnių, o tikslus fazės kampas priklauso nuo santykinių varžos ir reaktyvumo verčių kintamosios srovės grandinėje.

Atsparumas turi įtakos fazės kampui tarp įtampos ir srovės kintamosios srovės grandinėse, kuriose yra talpinių ir indukcinių komponentų.

Antra, varža ir reaktyvumas sujungiami kaip vektoriai, o ne per paprastą pridėjimą. Netrukus išnagrinėsime „vektoriaus pridėjimą“ naudodami toliau pateiktus grafikus.

Trečia, indukcinė ir talpinė reaktyvumas turi priešingą poveikį fazės kampui. Atminkite, kad indukcinė varža paverčia įtampą srove, o dėl talpinės reaktyvinės varžos srovė tampa įtampa.Kai indukciniai ir talpiniai komponentai sujungiami nuoseklioje grandinėje, šios priešingos reaktyvinės varžos iš dalies arba visiškai paneigia viena kitą, taip nustatydamos nuosekliosios grandinės reaktyviąją varžą ir paveikdamos bendrą grandinės varžą.

Indukcinė ir talpinė reaktyvinė varža nuoseklioje kintamosios srovės grandinėje kompensuoja vienas kitą.

Serijinės grandinės varža: Šiuo metu mes svarstysime tik serijinės grandinės atvejus. Lygiagrečios grandinės reikalauja šiek tiek pasukti serijinį korpusą, ir mes jas apsvarstysime vėliau šiame straipsnyje. Paimkime serijinės grandinės problemos pavyzdį, gautą iš papildomos klasės klausimų rinkinio, ir išspręskime ją naudodami vektorinį grandinės grafiką su paaiškinimu.

K. Kokia varža grandinės, kurią sudaro 400 Ω rezistorius, nuosekliai sujungtas su induktoriumi, kurio varža yra 300 Ω?

Kaip minėjome aukščiau, atsparumas ir reaktyvumas pridedami kaip vektoriai. Tai galime pavaizduoti grafiškai, naudodami bendrą stačiakampę koordinačių plokštumą ir nubraižydami varžos ir reaktyvumo vektorių. Pagal standartinį susitarimą varžos vertę pavaizduosime išilgai X ašies (horizontalioji ašis), o reaktyvumą – išilgai Y (vertikali ašis).

Šiame pirmame pavyzdyje turime 400 Ω varžą, todėl nubrėžsime vektorių nuo pradžios (0, 0) išilgai horizontalios varžos ašies iki 400 arba koordinačių plokštumos padėties (400, 0).

Atsparumo vertė nubrėžta kaip vektorius.

Toliau turime nubraižyti 300 Ω indukcinę reaktyvumą. Norėdami pridėti šiuos du vektorius, turime pradėti šį indukcinį reaktyvumo vektorių jau nubraižyto pasipriešinimo vektoriaus viršūnėje arba taške (400, 0). Pagal standartinį susitarimą visa indukcinė varža yra brėžiama teigiamoje vertikalioje ašyje arba „aukštyn“ koordinačių plokštumoje.

Kadangi indukcinė varža yra 300 Ω, mes nubrėžiame vektorių tiesiai iš (400, 0) padėties į 300 vienetų aukštesnę padėtį. Taškas, kurį pasiekėme, yra koordinatė (400, 300).

Prie varžos vektoriaus pridedamas indukcinis reaktyvumo vektorius.

Dabar užbaigiame vektorinę diagramą, sujungdami pradinę vietą su vektoriaus gaunama padėtimi arba vektoriumi, besitęsiančiu nuo (0, 0) iki (400, 300).

Gautas varžos vektorius vaizduoja dydį ir fazės kampą.

Kalbant apie tokias stačiakampes koordinates, kaip šis, šiam impedanso paveikslui pavaizduoti naudojame šį trumpinį:

Z = 400 + j300 Ω

Norėdami išreikšti kompleksinę varžą (Z) stačiakampe forma, pirmiausia nurodykite varžos vertę (400) ir reaktyvumo vertę (+300) pažymėkite mažąja raide "j“, kaip parodyta aukščiau. Apsvarstykite j kaip specialus žymeklis, nurodantis, kad po jo esanti reikšmė yra reaktyvumas.

Gautas vektorius stačiakampės koordinačių sistemos paveikslėlyje parodo nuosekliosios grandinės kompleksinę varžą. Jį galime išreikšti aukščiau esančiu stačiakampiu trumpiniu arba konvertuoti į poliarinė forma žymėjimas. Atkreipkite dėmesį, kad gauto vektoriaus ilgis parodo impedanso dydį omais, o jo kampas, matuojamas prieš laikrodžio rodyklę nuo horizontalios varžos ašies, reiškia fazės kampą tarp įtampos ir srovės. Norėdami tinkamai nustatyti sudėtingą grandinės varžą poline forma, turime apskaičiuoti ir dydį (ilgį), ir kampą.

Pasinaudokite vidurinės mokyklos matematika su Pitagoro teorema, kuri tinka visiems stačiakampiams trikampiams, tokiems kaip mūsų vektorinių brėžinių rezultatas. Kraštinė, priešinga stačiajam kampui (90 laipsnių kampas), visada yra hipotenuzė, ir ji visada yra ilgiausia stačiojo trikampio kraštinė. Tai pusė, vaizduojanti varžos dydį. Tą pusę pavadinsime „C“. Kitas dvi puses pavadinsime „A“ ir „B“. Teoremoje teigiama, kaip aš tikiu, kad dabar prisiminsite…

A 2 + B 2 = C 2

Jūs žinote pusių A ir B reikšmes iš varžos ir reaktyvumo, kurią nubraižėte, todėl galite išspręsti šią C pusės problemą, šiek tiek algebriškai pertvarkydami lygtį, kad gautumėte

Impedanso vektoriaus dydžio skaičiavimas ir fazinio kampo skaičiavimas.

Prijunkite A ir B reikšmes, kad išspręstumėte kaip

Tai reiškia, kad grandinės varžos dydis yra 500 Ω.

Fazės kampo skaičiavimas yra šiek tiek sudėtingesnis, todėl reikia labai paprastos trigonometrijos. Bet tai tikrai gana paprasta. Mes naudosime trigonometrijos koncepciją liestinė kuris susieja aptariamą kampą su dviem trikampio kraštinėmis, kurias nubrėžėme kaip pasipriešinimo ir reaktyvumo vektorius. Tiksliau, mes naudojame atvirkštinę liestinę arba „arktangentą“. (Kartais tai skaičiuotuvuose vaizduojama kaip įdegis -1.)

Pirmiausia apskaičiuojame fazinio kampo liestinės vertę kaip „priešingą pusę gretimoje pusėje“. Pusė, priešinga norimam kampui, yra ta pusė, kurią nubrėžėme kaip indukcinę reaktyvumą, lygią 300 Ω. Kraštinė, esanti šalia norimo kampo (ir tai nėra hipotenuzės pusė), yra vektorius, kurį nubraižėme atsparumui, lygus 400 Ω. Taigi,

Fazės kampo liestinė = 300 / 400 (dalis: reaktyvumas / varža).
Fazės kampo liestinė = 0,75

Dabar galime nustatyti kampą laipsniais, imdami atvirkštinę liestinę arba arctangentą, lygią 0,75. Daugumoje skaičiuotuvų su trigonometrinėmis funkcijomis tai yra „Shift“ klavišas, po kurio seka „tan“ klavišas. (Įsitikinkite, kad pasirinktas „laipsnių“, o ne „radianų“ režimas.)

Fazės kampas = 37 laipsniai

Dabar galime teigti, kad grandinės kompleksinė varža (Z) polinėje formoje yra 500 Ω esant 37 laipsnių kampui. Kadangi šis fazės kampas yra dėl indukcinės reaktyvumo, žinome, kad įtampa nukreipia srovę 37 laipsniais. Taip pat galime atpažinti šį indukcinį atvejį, nes kampas yra teigiama reikšmė. Atsižvelgdami į įtampos ir srovės bangos formos santykio diagramas, kurias naudojome 1 dalyje, 37 laipsnių fazės kampas atrodo taip:

Įtampa nukreipia srovę 37 laipsniais, o tai rodo fazės kampo skaičiavimas
Z = 400 + j300 Ω

Polinė impedanso forma nurodo dydį omis ir fazės kampą laipsniais.

Dabar panagrinėkime talpinės reaktyvumo ir varžos serijos grandinės atvejį. Jis labai panašus į indukcinės reaktyvumo atvejį.

K. Kokia varža grandinės, kurią sudaro 300 Ω rezistorius, nuosekliai sujungtas su kondensatoriumi, kurio varža yra 400 Ω?

Vėlgi, mes sukuriame vektorinę diagramą, kuri padės mums išlaikyti teisingą scenarijų. 300 Ω varža pavaizduota kaip vektorius nuo pradžios išilgai varžos ašies. Tada nubraižome 400 Ω talpinę reaktyvumą, pradedant nuo varžos vektoriaus galvos.

Tačiau šį kartą nubraižome reaktyvumo vektorių žemyn vietoj aukštyn. Standartiškai visos talpinės reaktyvinės varžos nurodomos –Y kryptimi ir neigiamais fazių kampais. Stačiakampio formos scenarijus yra toks:

Z = 300 – j400 Ω

Sujungę gautą vektorių nuo pradžios iki reaktyvinio vektoriaus galo, vėl turėsime dydį ir fazės kampą, kurį reikia apskaičiuoti, kad konvertuotume į polinę formą.

Varžos ir talpinės reaktyvumo vektorinė diagrama bei gaunamos varžos vektorius.

Didumas apskaičiuojamas tuo pačiu metodu kaip ir anksčiau, tik šį kartą reikia įtraukti neigiamą reikšmę (-400).

Vėlgi, mes turime 500 Ω dydžio varžą. Tačiau fazės kampas skirsis…

Fazės kampo liestinė = -400 / 300
Fazės kampo liestinė = -1,333

Vėlgi, naudodami arctangento funkciją, randame:

Fazės kampas = -53 laipsniai

Taigi, Z = 500-Ω esant -53 laipsniams yra šios sudėtingos varžos polinės formos apibrėžimas. Tai reiškia, kad srovė nukreipia įtampą 53 laipsniais (ICE), o reaktyvinė varža turi būti talpinė.

Stačiakampėje koordinačių plokštumoje indukcinė varža brėžiama teigiama Y kryptimi, o talpinė – neigiama Y kryptimi, ir tai rodo stačiakampės formos žymėjimo varžos dalies (j) ženklas arba fazės ženklas. kampas polinės formos žymėjime.

Kaip apie scenarijų, kai serijinėje grandinėje yra varža (R) ir indukcinė (L), ir talpinė (C) reaktyvinė varža, vadinamoji RLC serijos grandinė? Dar vienas pavyzdys, iliustruojantis RLC atvejį:

K. Kokia varža grandinės, kurią sudaro 4Ω rezistorius, nuosekliai sujungtas su 4Ω varžos induktoriumi ir 1Ω varžos kondensatorius?

Vėlgi galime pradėti nuo stačiakampių koordinačių, nubraižydami 4Ω varžos vektorių.

Tačiau, norėdami pavaizduoti vertikalia kryptimi, turime apskaičiuoti vieną reaktyvumo vertę. Čia atsiranda indukcinės ir talpinės reaktyvumo neigimas. Galite tiesiog atimti talpinę reaktyvumą iš indukcinės reaktyvumo ir nubraižyti rezultatą – teigiamą (aukštyn, indukcinė) arba neigiamą (žemyn, talpinė). Taip pat galite grafiškai pavaizduoti indukcinės reaktyviosios varžos vertę nuo varžos vektoriaus viršūnės, o tada nubraižyti talpinę reaktyvumo vertę žemyn nuo indukcinio reaktyvumo vektoriaus galvos.

Indukcinė ir talpinė reaktyvumas vertikalioje ašyje kompensuoja vienas kitą.

Šiame pavyzdyje poslinkio reaktyvumo rezultatas yra: X = 4Ω – 1Ω arba X = 3Ω. Tai grynoji indukcinė reaktyvumas (teigiama reikšmė), ir turėtume užpildyti vektorių diagramą vektoriumi iki gaunamo taško (4, 3). Stačiakampio formos žymėjimas čia yra toks:

Atsižvelgdami į gautą varžos vektorių, galime apskaičiuoti jo dydį ir fazės kampą taip pat, kaip ir anksčiau poliarinei formai.

(dydis)

Arktanas (3/4) = 37 laipsniai (fazės kampas)

Z = 5Ω esant 37 laipsnių.

Turėdami nuosekliosios grandinės varžą po diržu, esate pasirengę apsvarstyti lygiagrečių grandinių posūkius.

Lygiagrečios grandinės varža: Išnagrinėsime keletą lygiagrečių grandinių pavyzdžių, bet pirmiausia turime pristatyti sąvoką priėmimas. Priėmimas yra atvirkštinė varža, ir jūs galite galvoti apie tai kaip apie tai, kaip lengvai grandinė leis tekėti srovei.

Apsvarstykite talpinę grandinę, kurioje aukšto dažnio kintamoji srovė lengvai praleidžiama (maža varža), o žemo dažnio kintamoji varža yra didelė. Grandinės įleidimo matas būtų visiškai priešingas – aukštų dažnių įleidimas yra didelės vertės, o žemų dažnių – mažos vertės.

Priėmimas žymimas „Y“ ir gali būti apskaičiuojamas kaip Y = 1/Z. Priėmimo vienetas yra siemens (S).

Panašiai yra komponentų atvirkštiniai pasipriešinimo ir reaktyvumo matai, kurių kiekvienas yra siemens vienetais. Atvirkštinis pasipriešinimas vadinamas laidumas (G), apskaičiuotas kaip G = 1/R. Reaktyvumo atvirkštinė vertė (X) vadinama susceptancija (B), o B = 1/X.

Priėmimas (Y) yra atvirkštinė varža. Y=1/Z
Laidumas (G) yra atvirkštinis pasipriešinimo koeficientas. G=1/R
Susceptancija (B) yra atvirkštinė reaktyvumo vertė. B=1/X

Šie atvirkštiniai matai, paprastai vadinami įleidimu, yra naudingi lygiagrečioms grandinėms. Kodėl? Priėmimai lygiagrečiai sumuojami paprasčiausiai. Taigi, norėdami nustatyti lygiagrečios grandinės varžą, galime atlikti šiuos veiksmus:

  1. Apverskite varžos ir reaktyvumo reikšmes į laidumą ir jautrumą
  2. Sudėkite šiuos priėmimus kartu
  3. Sumuotas vertes grąžinkite į varžą

Voila! Paprasta! Na, yra vienas niuansas dėl fazės kampo arba stačiakampės formos "j“ dalis. Kiekvieną kartą, kai apverčiate reaktyvumo vertę, kampo ženklas (ženklas j) pasisuka į priešingą ženklą. Tai yra, + tampa – arba – tampa + bet kokius invertuojančius arba grįžtančius skaičiavimus tarp reaktyvumo ir jautrumo.

Pabandykime pateikti pavyzdį, kad tai būtų aišku.

K. Kokia varža grandinės, sudarytos iš 300 Ω rezistoriaus lygiagrečiai su induktoriumi, kurio reaktyvumas yra 400 Ω?

Pirma: konvertuokite varžą į įleidimą.

G = 1/R [Laidumas yra atvirkštinis pasipriešinimo koeficientas]
G = 1/300-Ω
G = 0,0033 S

BL = 1/XL [Susceptancija yra atvirkštinė reaktancija]
BL = 1/j400 [Reagavimas turėtų apimti j, teigiamas arba neigiamas]
BL = –j0.0025 [Apversdami reaktyvumą, pakeiskite j ženklas]

Antra: Sudėkite anksčiau apskaičiuotus įleidimo lygius.

Y = 0,0033 – j0,0025 S

Trečia: apskaičiuokite įlaidą (Y) poline forma, naudodami tą patį metodą, kaip ir impedansui.


Kampas Y = Arktanas (-0,0025 / 0,0033)
Kampas Y = -37 laipsniai.

Y = 0,00414 esant -37 laipsniams S

Ketvirta: grąžinkite įleidimą (Y) į varžą.

Z = 1/Y
Z = 1/0,00414 ties – (-37 laipsniai) [Apverskite kampo ženklą]

Z = 240 esant 37 laipsnių Ω

Ir štai jūs turite! Galite pamatyti, kaip ta pati technika veiks lygiagrečiai rezistoriui ir kondensatoriui, tik ženklas j arba kampas bus priešingas aukščiau pateiktam lygiagrečiojo induktoriaus pavyzdžiui.

Be to, sudėtingesniais atvejais, kai keli serijiniai komponentai yra išdėstyti lygiagrečiai su kitais serijiniais komponentais, naudokite serijos skaičiavimo metodą, kad gautumėte bendrą kiekvienos serijos komponentų rinkinio varžą, o tada sujunkite serijų rezultatus lygiagrečiu metodu.

Suvestinės skaičiavimo taisyklės

  1. Serijinės varžos sumuojamos.
  2. Indukcinė ir talpinė reaktyvinė varža panaikina arba kompensuoja viena kitą naudojant paprastą atimtį.
  3. Priėmimas yra atvirkštinė arba abipusė varžos vertė. Y=1/Z
  4. Lygiagretūs įleidimai sumuojami.
  5. Ženklas j arba fazės kampo ženklas pasikeičia kiekvieną kartą konvertuojant tarp varžos ir įleidimo.

Impedanso atitikimo apvyniojimas

Nors mes nesigilinsime į varžos suderinimo niuansus, tikriausiai žinote, kad varžos suderinimas yra labai svarbus norint išnaudoti visas siųstuvo ir antenos sistemos galimybes. Varžos nesutapimas perdavimo linijoje sukelia galios atspindžius, kurie sumažina efektyvų galios perdavimą. Norite, kad siųstuvo, maitinimo linijos ir antenos maitinimo taško varža būtų labai suderinta, kad būtų išvengta didelių SWR verčių, rodančių tokius atspindžius.

Dabar galite suprasti, kad varžos suderinimas turi apimti daugiau nei tik užtikrinimą, kad varžos dydis būtų tiksliai suderintas. Taip, daugumoje siųstuvų ir bendraašių kabelių antenų sistemų naudojame 50 Ω varžą ir siekiame, kad antenos maitinimo taško varža būtų artima tokio dydžio. Tačiau varžos suderinimas taip pat apima fazės kampą arba reaktyvumą j impedanso dalis. Idealiu atveju norėtume, kad antenos maitinimo taško varža būtų daugiausia varžinė ir turėtų mažai reaktyviųjų komponentų. Tai yra, varža su maža arba nuline verte j yra lengviausia suderinti. Suderinimas yra paprastesnis, jei fazių kampų skirtumas yra mažas arba jo nėra.

Baigsime diskusiją vienu galios perdavimo principu, kuris gali būti suvokiamas turint omenyje sudėtingos varžos prigimtį. Kai maitinimo šaltinio (siųstuvo) išėjimo varža turi reikšmingą reaktyvųjį komponentą (didelį j dalis, rodanti fazinio kampo skirtumą), apkrovai (antenai) tiekiama didžiausia galima galia, jei apkrovos varža lygi kompleksinis konjugatas maitinimo šaltinio varža. Klausiate, kas yra sudėtingas konjugatas?

Didžiausia galima galia perduodama apkrovai, jei šaltinio ir apkrovos impedansai yra sudėtingi konjugatai.

Sudėtingas konjugatas yra skaičių pora, kurių kiekviena panaši į kompleksinio impedanso stačiakampio žymėjimo formą, su identiškomis reikšmėmis, bet priešingais ženklais. j dalis. Pavyzdžiui:

Z = 53 + j12 Ω

Sudėtingas šios varžos konjugatas būtų

Z = 53 – j12 Ω

Varžos suderinimo įtaisai, tokie kaip vadinamieji antenų imtuvai, gali naudoti suderinamus kondensatorių ir induktorių tinklus, kad atliktų sudėtingą konjuguotos varžos suderinimą, kad padėtų perduoti galią. Galbūt supratote, kad sudėtingi konjugatai užtikrina fazių kampų skirtumų kompensaciją, optimizuodami galios perdavimą tam tikroms varžos sąlygoms.

Sudėtinga varža yra viena iš sunkiausių radijo mokslo sąvokų. Tikiuosi, kad mūsų diskusija 1, 2 ir 3 dalyse padėjo jums geriau suprasti, kaip veikia sudėtinga varža ir kodėl ji svarbi elektros ir RD sistemoms. Sėkmės studijose! 73.


Biologijos tarpinio egzamino klausimai

Archėjos: prokariotiniai, vienaląsčiai organizmai, neturi membrana apriboto branduolio, dauginasi nelytiškai, daugelis yra autotrofiniai chemosintezės būdu, kai kurie yra heterotrofiški dėl absorbcijos, unikali rRNR bazių seka, savita plazmos membrana ir ląstelės sienelės chemija

Junginys yra medžiaga, susidedanti iš dviejų ar daugiau skirtingų elementų, sujungtų fiksuotu santykiu.

Fluoras dedamas į žmonių mitybą siekiant sumažinti dantų ėduonies atsiradimą, jo dedama į geriamąjį vandenį ir odontologijos produktus.

Elektronas yra subatominė dalelė, turinti vieną neigiamą krūvį.

neutronas yra elektriškai neutralus. Jei atomas būtų beisbolo stadiono dydžio, branduolys būtų musės dydžio centre, o elektronai būtų tarsi du mažyčiai uodeliai, zujantys aplink stadioną.

Elektronai juda aplink branduolį tik tam tikruose energijos lygiuose, vadinamuose elektronų apvalkalais.

Būtent elektronų skaičius atokiausiame apvalkale, vadinamame valentiniu apvalkalu, lemia chemines atomo savybes.

Esant poliniam kovalentiniam ryšiui, bendrų, neigiamai įkrautų elektronų traukimas arčiau labiau elektroneigiamo atomo daro tą atomą iš dalies neigiamą, o kitą atomą iš dalies teigiamą.

Kai dviejų priešingų krūvių jonų trauka sulaiko jonus kartu, tai vadinama jonine jungtimi.

Pradinės medžiagos yra reagentai, o produktai yra medžiagos, susidarančios cheminės reakcijos metu.

Adhezija – trauka tarp skirtingų molekulių rūšių.

Temperatūra – šilumos intensyvumo matas laipsniais, atspindintis vidutinę molekulių kinetinę energiją

Tirpiklis – tirpalo tirpiklis. Vanduo yra universaliausias žinomas tirpiklis.

Angliavandeniliai: junginiai, sudaryti tik iš anglies ir vandenilio

Anglies skeletas: Anglies skeletas yra anglies atomų grandinė, kurios ilgis gali skirtis ir būti tiesios, šakotos arba išsidėsčiusios žiedais.

Šios penkios grupės yra polinės, todėl jų turintys junginiai paprastai yra hidrofiliniai (mėgsta vandenį) ir tirpsta vandenyje.

• Apsvarstysime tris lipidų tipus:
1. riebalai,
2. fosfolipidai ir
3.steroidai.

• Riebalai yra didelis lipidas, sudarytas iš dviejų rūšių mažesnių molekulių:
•glicerolio ir
•riebalų rūgštys.

• Riebalų rūgštis gali susieti su gliceroliu dehidratacijos reakcija.
•Riebaluose yra vienas glicerolis, susietas su trimis riebalų rūgštimis.
•Riebalai dėl savo struktūros dažnai vadinami trigliceridais.
- sočiųjų ir nesočiųjų (parodyta vandeniliniu ryšiu, kuris sulenkia riebalų rūgštis)

•labai įvairus, žmogaus organizme turintis dešimtis tūkstančių skirtingų baltymų, kurių kiekvienas turi specifinę struktūrą ir funkciją.

• Baltymai susideda iš skirtingų tik 20 aminorūgščių monomerų rinkinio.
•tarnauja kaip katalizatoriai ir

• reguliuoti praktiškai visas chemines reakcijas ląstelėse.

• Kiti baltymų tipai apima
•perneša į ląstelių membranas įterptus baltymus, kurie perkelia cukraus molekules ir kitas maistines medžiagas į jūsų ląsteles;
•apsauginiai baltymai, tokie kaip imuninės sistemos antikūnai,
• signalinius baltymus, tokius kaip daugelis hormonų ir kitų cheminių pasiuntinių, padedančių koordinuoti kūno veiklą,
• Kiti baltymų tipai apima (tęsinys)

receptorių baltymai, įmontuoti į ląstelių membranas, kurie priima ir perduoda signalus į jūsų ląsteles,

• raumenų ląstelėse randami susitraukiantys baltymai,

•struktūriniai baltymai, tokie kaip kolagenas, kurie sudaro ilgas stiprias jungiamojo audinio skaidulas ir

•Polipeptidinėje grandinėje yra šimtai ar tūkstančiai aminorūgščių, susietų peptidiniais ryšiais.

Skenuojantis elektroninis mikroskopas (SEM) – ištirkite detalų ląstelių paviršių. 100 kartų geriau nei LM. Padenkite organizmo paviršių auksu, kuris žudo organizmą

Perdavimo elektronų mikroskopas (TEM) – gali ištirti vidinės ląstelės struktūros detales. Dėmės sunkiųjų metalų atomais, kurie naikina organizmą

Padidinimas – kiek didesnis organizmas projektuojamas

Ląstelės skirstymas į skirtingas lokalizuotas aplinkas, kad ląstelės viduje galėtų veikti kelios nesuderinamos funkcijos vienu metu

Forma Apvali <Stačiakampė>
(netaisyklingos formos) <(fiksuota forma)>

Vacuole 1+ (maža) <Vienas, didelis centrinis>
vakuolės <vakuolė – užima 90% ląstelės>

Centrioliai Esami visuose <Yra tik apatiniuose>
gyvūnų ląstelės <augalų formos>

Chloroplastai Nėra <Dabar>
Citoplazmos dabartis <Dabartis>

Tinklinis> ir grubus
Ribosomos yra <Present>
Mitochondrijų dabartis <Dabartis>
Plastidų nėra <Present>
„Golgi“ aparato dovana <Dabartis>
Plazminė membrana dabar <Taip +ląstelės sienelė>

Branduolys – iškili branduolio struktūra, kurioje pagal DNR nurodymus sintetinama ribosominė RNR (rRNR).

Branduolinis apvalkalas – dviguba dviejų sluoksnių membrana, kuri apgaubia branduolį, kontroliuoja medžiagų srautą į branduolį ir iš jo

rRNR – sudaro ribosomų subvienetus.

-Laisvai plaukiojančios ribosomos yra struktūriškai identiškos, tačiau jos gamina baltymus, skirtus naudoti citozolyje

Pūslelės – jungia endomembraninės sistemos maišelius, pagamintus iš membranos, pernešančios tarp jų membranos segmentus

Endoplazminis tinklas – didžiausias endomembraninės sistemos komponentas, tai platus suplotų maišelių ir kanalėlių tinklas. Jis padalija ląstelę į funkcinius skyrius

Smooth ER – sintetina lipidus ir apdoroja toksinus

Grubus ER – imasi nurodymų iš mRNR gaminti membraną, ribosomos ant jos paviršiaus gamina membraną ir sekrecinius baltymus

„Golgi“ aparatas – plokščių rietuvių krūvos veikia kaip ER produktų rūšiavimo skyrius. Taip pat tarnauja kaip siuntimo centras į kitus organelius ir ląstelės paviršių

Lizosomos – membrana uždaras virškinimo fermentų maišelis, taip pat ardo pažeistas organeles. Užtikrina rūgščią aplinką fermentams ir saugiai apgyvendina juos nuo likusių ląstelių

Vakuolės – didelės pūslelės, turinčios įvairias funkcijas, pavyzdžiui, susitraukimą. Augalų ląstelėse yra didelė centrinė vakuolė, kuri kaupia molekules, atliekas ir skatina augimą


Žiūrėti video įrašą: Biologija Mitozė ir Mejozė (Gruodis 2022).