المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية
آخر المواضيع المضافة
الجهاز التناسلي الذكري في الدجاج الجهاز التنفسي للدجاج محاسبة المسؤولية في المصرف (الإدارة اللامركزية والعلاقات الإنسانية ـــ الإدارة اللامركزية في المصرف) أثر نظرية الظروف الاستثنائية على تحصيل أموال الدولة وتطبيقاتها في القانون المدني أثر نظرية الظروف الاستثنائية على تحصيل أموال الدولة وتطبيقاتها في القانون الإداري دور التشريعات والسلطات الرقابية في تسعير المنتجات والخدمات المصرفية موضوع الملاحظة في الاستنباط القضائي ملكة الاستنباط القضائي الجهاز الهضمي للدجاج إستراتيجيات تسعير المنتجات والخدمات المصرفية في الاطار الرقابي (انواع المنتجات والخدمات المصرفية) طـرق تـحديـد سعـر الفـائـدة علـى القـروض السـكـنـيـة (العـقاريـة) تـحليـل ربحيـة العميـل من القـروض الاستـهلاكيـة (الشخصيـة) المـقـسطـة الدجاج المحلي العراقي معجزة الدين الاسلامي موضوع الإعجاز

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Electron Microscopy  
  
1904   02:30 مساءاً   date: 2-5-2016
Author : D. DeRosier
Book or Source : Nature 357, 196–199
Page and Part :


Read More
Date: 4-5-2016 1814
Date: 3-6-2021 1229
Date: 23-5-2016 1712

Electron Microscopy

 

 High-resolution electron microscopy presents to the molecular biologist advantages and disadvantages compared to both X-ray crystallography and NMR. The advantages are that (i) the macromolecule of interest need not necessarily be highly purified, provided that it can be unambiguously recognized, (ii) only small quantities (mg rather than mg amounts) are required, (iii( even very large macromolecules or complexes with no symmetry can be imaged easily, (iv( specimens can be imaged in their natural environment, and (v) unlike X-ray diffraction patterns, images contain both structure factor amplitudes and phases. The major disadvantages are that (i) the contrast of biological preparations in the electron microscope is inherently low, (ii) the specimen must be imaged in a high vacuum, and (iii) biological material is easily damaged by electron radiation. Electron microscopy has developed to the state where it can complement X-ray crystallography and NMR; this is especially true in the case of cryoelectron microscopy of frozen specimens with the application of computer image processing techniques. An example of how all three techniques may complement each other was the structural characterization of dihydrolipoyl transacetylase (1-3). X-ray crystallography provided the rigid core structure. NMR provided information about the flexible domains of this molecule, and electron microscopy integrated both packets of information into a detailed model.

 The transmission electron microscope (TEM) is the electron counterpart to the transmission light microscope. A high-velocity, homogeneous electron beam passes through a specimen and is imaged on a phosphorescent screen or a charge-coupled device (CCD). The mechanism of image formation, however, for the TEM is by scattering, which is quite different from that of the light microscope, which is by absorption. TEMs are divided into different classes, depending on the accelerating voltages. A conventional TEM (CTEM) accelerates electrons with typical voltages between 60 and 120 kV; an intermediate-high voltage TEM (IVEM) operates between 200 and 400 kV; and a high-voltage TEM (HVEM) operates above 500 kV. The principal advantages of higher voltage TEMs are (i) the capability of imaging thicker specimens, and (ii) increased resolution of biological crystals and ice-embedded particles.

 1. Thin-Section CTEM

The vast majority of biological specimens are much too thick as they occur in nature to be penetrated by the electron beam. A CTEM allows for quality imaging of specimens generally no thicker than 200 nm. Hence, the requirement for thin sections of biological material that are able to withstand both the high vacuum in the electron microscope and electron irradiation is apparent. Electron microscopy of thin sections of cells and tissues provides in situ visualization of cellular morphology and the spatial relationships of subcellular components. In order to preserve detailed structural information, the tissue must be well-fixed, dehydrated and embedded in plastic. The resolution achieved with tissue prepared this way is usually limited to 2–3 nm. Sections from the embedded tissue should be of a known and uniform thickness and free from breaks, folds, wrinkles, and chatter to produce standardized and reproducible observations (4). Because it is difficult to differentiate among the electron opacity of various cellular components, selective staining is necessary. Commonly used stains are heavy metals such as uranyl acetate and lead salts.

2. Freeze Fracturing and Etching

Thin-section techniques can be complemented by examining specimen surfaces by freeze fracturing/etching. The freeze fracture method involves the following steps: (i) cryofixation of the specimen by rapid freezing, (ii) fracturing of the specimen by cleaving it with a knife edge or breaking it, (iii) replication of the freeze-fracture plane by coating with heavy metals under high vacuum, (iv) removal of the specimen from the replica, and (v) observation of the replicas with a CTEM. The most important contribution of this technique has been the elucidation of the molecular architecture of biological membranes. During freeze fracturing, membranes are split through the hydrophobic moiety, thus exposing intramembraneous surfaces. The fracture plane often follows the contours of membranes and leaves either protrusions or depressions where it passes around organelles or vesicles (4). Smooth areas represent the lipid monolayer face, whereas particles represent integral membrane proteins.

 Freeze etching is a slight modification of freeze fracturing through the process of controlled sublimation of water vapor (transition from the solid state to the gas state, bypassing the fluid state( to expose membrane surfaces or macromolecules just below the fracture plane. By etching, extracellular and intracellular structures, such as the cytoskeleton, can be visualized which would otherwise be masked. The etching can either be “normal” (< ~ 100 nm) or “deep” (up to ~ 3 µm.(

Related techniques involve shadowing of macromolecules adsorbed or deposited onto a flat surface and dried by methods which minimized deformation during drying. Drying is best accomplished by sublimation as in freeze-etching and requires access to a freeze-fracture instrument; this is referred to as freeze drying and shadowing (5). A simpler method developed by Branton requires only a conventional vacuum evaporator (6). This technique involves (i) preparing the macromolecule in a high-concentration glycerol solution, (ii) spraying this solution onto mica, (iii) evaporating the solvent under vacuum, (iv) rotary shadowing with a metal such as platinum, (v) carbon coating the shadowed specimen, (vi) floating the carbon replica onto water, and (vii) picking up the replica on an electron microscope grid. Rotary shadowing is particularly useful for visualizing fibers or rod-shaped complexes such as actin/myosin. The double strands of spectrin (which forms rods ~200 nm long) were resolved using this technique with tantalum/tungsten shadowing, which produced small metal grains that increase the resolution (7).

References

1. D. DeRosier (1992) Nature 357, 196–199

2. A. Mattevi et al. (1992) Science 255, 1544–1547

3.M. A. Robin et al. (1992) Biochemistry 31, 3463–3471

4. M. A. Hayat (1989) Principles and Techniques of Electron Microscopy, CRC Press, Boca Raton, FL. 

5. J. Kistler, U. Aebi, and M. Kellenberger (1977) J. Ultrastruct. Res. 59, 76–86

6. J. M. Tyler and D. Branton (1980) J. Ultrastruct. Res. 71, 95–102

7. J. R. Glenney (1987) In Electron Microscopy in Molecular Biology (J. Sommerville and U. Scheer, eds.), IRL Press, Oxford, pp. 167–178. 




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.




العتبة العباسية تطلق مسابقة فن التصوير الفوتوغرافي الثانية للهواة ضمن فعاليات أسبوع الإمامة الدولي
لجنة البرامج المركزيّة تختتم فعاليّات الأسبوع الرابع من البرنامج المركزي لمنتسبي العتبة العباسيّة
قسم المعارف: عمل مستمر في تحقيق مجموعة من المخطوطات ستسهم بإثراء المكتبة الدينية
متحف الكفيل يشارك في المؤتمر الدولي الثالث لكلية الآثار بجامعة الكوفة