Kriyojenik elektron mikroskobu (kriyo-EM), kriyojenik sıcaklıklara soğutulmuş ve vitröz bir su ortamına gömülü numunelere uygulanan bir elektron mikroskobu (EM) tekniği. Bir ızgaraya bir sulu numune çözeltisi uygulanmakta ve sıvı etan içinde dalma ile dondurulmaktadır. Tekniğin gelişimi 1970'lerde başlarken, dedektör teknolojisindeki ve yazılım algoritmalarındaki son gelişmeler, yakın atomik çözünürlükte biyomoleküler yapıların belirlenmesine olanak sağlamıştır. Bu, kristalizasyona ihtiyaç duymadan makromoleküler yapı tayini için X ışını kristalografisi veya NMR spektroskopisi seçeneğine alternatif olarak yaklaşıma büyük dikkat çekmiştir.
2017 yılında Jacques Dubochet, Joachim Frank ve Richard Henderson; "çözeltideki biyomoleküllerin yüksek çözünürlüklü yapı tayini için kriyo-elektron mikroskobunun geliştirilmesi" nedeniyle Nobel Kimya Ödülü ile ödüllendirilmiştir.
Geçirimli elektron kriyomikroskopisi
Geçirimli elektron kriyomikroskopisi (kriyo-TEM), yapısal biyolojide kullanılan bir geçirimli elektron mikroskobu tekniğidir.
- Elektron kristalografisi, bir TEM kullanarak katılarda atomların düzenini belirleme yöntemidir.
- MicroED, 3 boyutlu kristallerden elektron kırınımı kullanarak proteinlerin ve küçük moleküllerin yapısını belirleme yöntemidir.
- Elektron kriyotomografisi (kriyo-ET), örneklerin eğildiği gibi görüntülendiği yerlerin özel bir uygulamasıdır.
Kriyojenik elektron mikroskobunun tarihçesi
1960'larda, bilim insanları yüksek enerjili elektron huzmeleri nedeniyle numuneye zarar veren elektron mikroskobu kullanılarak yapı belirleme yöntemleri sorunuyla karşı karşıya kalıyorlardı, bu nedenle kriyojenik elektron mikroskobunun, düşük sıcaklıkların ışın hasarını azaltacağı beklendiğinden bu sorunun üstesinden geleceği düşünülüyordu. 1980 yılında Erwin Knapek ve Jacques Dubochet, kriyojenik sıcaklıklarda ışın hasarı üzerine yorumlarda bulunarak şunları yayınladılar:
Karbon film üzerine monte edilmiş ince kristallerin 4K'da oda sıcaklığından 30 ila 300 kat daha fazla ışın dirençli olduğu bulundu ... Sonuçlarımızın çoğu, 4K bölgesindeki kriyoproteksiyonun kuvvetle sıcaklığa bağımlı olduğu varsayılarak açıklanabilir.
Ancak, bu sonuçlar tekrarlanamamıştı ve kirlilik direncinin başlangıçta beklenenden daha az önemli olduğunu bildiren sadece 2 yıl sonra Nature uluslararası bilim dergisinde değişiklikler yayınlanmıştı. 4K'da kazanılan koruma, "standart L-valine örnekleri için on kat"a daha önce belirtilenden daha yakındı.
2017 yılında üç bilim insanı Jacques Dubochet, Joachim Frank ve Richard Henderson, biyomolekülleri görüntüleyebilecek bir teknik geliştirdikleri için Kimyada Nobel Ödülü'ne layık görüldü.
2018 yılında kimyagerler elektron difraksiyonunun, iğneye benzer kristaller oluşturan küçük moleküllerin yapılarını, aksi takdirde bileşiğin daha büyük kristallerini büyüterek X-ışını kristalografisinden tespit edilmesi gereken yapıları kolayca belirlemek için kullanılabileceğini anladılar.
Taramalı elektron kriyomikroskopisi
(kriyo-SEM), taramalı elektron mikroskobu tekniğidir ve taramalı elektron mikroskobunun kriyojenik bir odadaki soğuk aşamasıdır.
Kaynakça
- ^ Cheng Y, Grigorieff N, Penczek PA, Walz T (Nisan 2015). "A primer to single-particle cryo-electron microscopy". Cell. 161 (3). ss. 438-449. doi:10.1016/j.cell.2015.03.050. (PMC) 4409659 $2. (PMID) 25910204.
- ^ a b Cressey D, Callaway E (Ekim 2017). "Cryo-electron microscopy wins chemistry Nobel". Nature. 550 (7675). s. 167. Bibcode:2017Natur.550..167C. doi:10.1038/nature.2017.22738. (PMID) 29022937.
- ^ Nannenga, Brent L; Shi, Dan; Leslie, Andrew G W; Gonen, Tamir (3 Ağustos 2014). "High-resolution structure determination by continuous-rotation data collection in MicroED". Nature Methods. 11 (9). ss. 927-930. doi:10.1038/nmeth.3043. (PMC) 4149488 $2. (PMID) 25086503.
- ^ a b Jones, Christopher G.; Martynowycz, Michael W.; Hattne, Johan; Fulton, Tyler J.; Stoltz, Brian M.; Rodriguez, Jose A.; Nelson, Hosea M.; Gonen, Tamir (2 Kasım 2018). "The CryoEM Method MicroED as a Powerful Tool for Small Molecule Structure Determination". ACS Central Science. 4 (11). ss. 1587-1592. doi:10.1021/acscentsci.8b00760. (PMC) 6276044 $2. (PMID) 30555912.
- ^ de la Cruz, M Jason; Hattne, Johan; Shi, Dan; Seidler, Paul; Rodriguez, Jose; Reyes, Francis E; Sawaya, Michael R; Cascio, Duilio; Weiss, Simon C (2017). "Atomic-resolution structures from fragmented protein crystals with the cryoEM method MicroED". Nature Methods. 14 (4). ss. 399-402. doi:10.1038/nmeth.4178. (PMC) 5376236 $2. (PMID) 28192420.
- ^ Dubochet J, Knapek E (Nisan 2018). "Ups and downs in early electron cryo-microscopy". PLoS Biology. 16 (4). ss. e2005550. doi:10.1371/journal.pbio.2005550. (PMC) 5929567 $2. (PMID) 29672565.
- ^ Knapek E, Dubochet J (Ağustos 1980). "Beam damage to organic material is considerably reduced in cryo-electron microscopy". Journal of Molecular Biology. 141 (2). ss. 147-61. doi:10.1016/0022-2836(80)90382-4. (PMID) 7441748.
- ^ Newmark P (30 Eylül 1982). "Cryo-transmission microscopy Fading hopes". Nature. 299 (5882). ss. 386-387. Bibcode:1982Natur.299..386N. doi:10.1038/299386c0.
- ^ Gruene T, Wennmacher JT, Zaubitzer C, Holstein JJ, Heidler J, Fecteau-Lefebvre A, De Carlo S, Müller E, Goldie KN, Regeni I, Li T, Santiso-Quinones G, Steinfeld G, Handschin S, van Genderen E, van Bokhoven JA, Clever GH, Pantelic R (Ekim 2018). "Rapid structure determination of microcrystalline molecular compounds using electron diffraction". Angewandte Chemie. 57 (50). ss. 16313-16317. doi:10.1002/anie.201811318. (PMID) 30325568.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Kriyojenik elektron mikroskobu kriyo EM kriyojenik sicakliklara sogutulmus ve vitroz bir su ortamina gomulu numunelere uygulanan bir elektron mikroskobu EM teknigi Bir izgaraya bir sulu numune cozeltisi uygulanmakta ve sivi etan icinde dalma ile dondurulmaktadir Teknigin gelisimi 1970 lerde baslarken dedektor teknolojisindeki ve yazilim algoritmalarindaki son gelismeler yakin atomik cozunurlukte biyomolekuler yapilarin belirlenmesine olanak saglamistir Bu kristalizasyona ihtiyac duymadan makromolekuler yapi tayini icin X isini kristalografisi veya NMR spektroskopisi secenegine alternatif olarak yaklasima buyuk dikkat cekmistir 50000 buyutme oraninda amorf buz icerisinde suspanse edilen GroEL nin CryoTEM goruntusuKriyojenik transmisyon elektron mikroskobu cryo TEM bir Iron Mountain biyofilminden gelen saglam bir ARMAN hucresinin goruntusu Goruntu genisligi 576 nm dir 2017 yilinda Jacques Dubochet Joachim Frank ve Richard Henderson cozeltideki biyomolekullerin yuksek cozunurluklu yapi tayini icin kriyo elektron mikroskobunun gelistirilmesi nedeniyle Nobel Kimya Odulu ile odullendirilmistir Gecirimli elektron kriyomikroskopisiGecirimli elektron kriyomikroskopisi kriyo TEM yapisal biyolojide kullanilan bir gecirimli elektron mikroskobu teknigidir Elektron kristalografisi bir TEM kullanarak katilarda atomlarin duzenini belirleme yontemidir MicroED 3 boyutlu kristallerden elektron kirinimi kullanarak proteinlerin ve kucuk molekullerin yapisini belirleme yontemidir Elektron kriyotomografisi kriyo ET orneklerin egildigi gibi goruntulendigi yerlerin ozel bir uygulamasidir Kriyojenik elektron mikroskobunun tarihcesi1960 larda bilim insanlari yuksek enerjili elektron huzmeleri nedeniyle numuneye zarar veren elektron mikroskobu kullanilarak yapi belirleme yontemleri sorunuyla karsi karsiya kaliyorlardi bu nedenle kriyojenik elektron mikroskobunun dusuk sicakliklarin isin hasarini azaltacagi beklendiginden bu sorunun ustesinden gelecegi dusunuluyordu 1980 yilinda Erwin Knapek ve Jacques Dubochet kriyojenik sicakliklarda isin hasari uzerine yorumlarda bulunarak sunlari yayinladilar Karbon film uzerine monte edilmis ince kristallerin 4K da oda sicakligindan 30 ila 300 kat daha fazla isin direncli oldugu bulundu Sonuclarimizin cogu 4K bolgesindeki kriyoproteksiyonun kuvvetle sicakliga bagimli oldugu varsayilarak aciklanabilir Ancak bu sonuclar tekrarlanamamisti ve kirlilik direncinin baslangicta beklenenden daha az onemli oldugunu bildiren sadece 2 yil sonra Nature uluslararasi bilim dergisinde degisiklikler yayinlanmisti 4K da kazanilan koruma standart L valine ornekleri icin on kat a daha once belirtilenden daha yakindi 2017 yilinda uc bilim insani Jacques Dubochet Joachim Frank ve Richard Henderson biyomolekulleri goruntuleyebilecek bir teknik gelistirdikleri icin Kimyada Nobel Odulu ne layik goruldu 2018 yilinda kimyagerler elektron difraksiyonunun igneye benzer kristaller olusturan kucuk molekullerin yapilarini aksi takdirde bilesigin daha buyuk kristallerini buyuterek X isini kristalografisinden tespit edilmesi gereken yapilari kolayca belirlemek icin kullanilabilecegini anladilar Taramali elektron kriyomikroskopisi kriyo SEM taramali elektron mikroskobu teknigidir ve taramali elektron mikroskobunun kriyojenik bir odadaki soguk asamasidir Kaynakca Cheng Y Grigorieff N Penczek PA Walz T Nisan 2015 A primer to single particle cryo electron microscopy Cell 161 3 ss 438 449 doi 10 1016 j cell 2015 03 050 PMC 4409659 2 PMID 25910204 a b Cressey D Callaway E Ekim 2017 Cryo electron microscopy wins chemistry Nobel Nature 550 7675 s 167 Bibcode 2017Natur 550 167C doi 10 1038 nature 2017 22738 PMID 29022937 Nannenga Brent L Shi Dan Leslie Andrew G W Gonen Tamir 3 Agustos 2014 High resolution structure determination by continuous rotation data collection in MicroED Nature Methods 11 9 ss 927 930 doi 10 1038 nmeth 3043 PMC 4149488 2 PMID 25086503 a b Jones Christopher G Martynowycz Michael W Hattne Johan Fulton Tyler J Stoltz Brian M Rodriguez Jose A Nelson Hosea M Gonen Tamir 2 Kasim 2018 The CryoEM Method MicroED as a Powerful Tool for Small Molecule Structure Determination ACS Central Science 4 11 ss 1587 1592 doi 10 1021 acscentsci 8b00760 PMC 6276044 2 PMID 30555912 de la Cruz M Jason Hattne Johan Shi Dan Seidler Paul Rodriguez Jose Reyes Francis E Sawaya Michael R Cascio Duilio Weiss Simon C 2017 Atomic resolution structures from fragmented protein crystals with the cryoEM method MicroED Nature Methods 14 4 ss 399 402 doi 10 1038 nmeth 4178 PMC 5376236 2 PMID 28192420 Dubochet J Knapek E Nisan 2018 Ups and downs in early electron cryo microscopy PLoS Biology 16 4 ss e2005550 doi 10 1371 journal pbio 2005550 PMC 5929567 2 PMID 29672565 Knapek E Dubochet J Agustos 1980 Beam damage to organic material is considerably reduced in cryo electron microscopy Journal of Molecular Biology 141 2 ss 147 61 doi 10 1016 0022 2836 80 90382 4 PMID 7441748 Newmark P 30 Eylul 1982 Cryo transmission microscopy Fading hopes Nature 299 5882 ss 386 387 Bibcode 1982Natur 299 386N doi 10 1038 299386c0 Gruene T Wennmacher JT Zaubitzer C Holstein JJ Heidler J Fecteau Lefebvre A De Carlo S Muller E Goldie KN Regeni I Li T Santiso Quinones G Steinfeld G Handschin S van Genderen E van Bokhoven JA Clever GH Pantelic R Ekim 2018 Rapid structure determination of microcrystalline molecular compounds using electron diffraction Angewandte Chemie 57 50 ss 16313 16317 doi 10 1002 anie 201811318 PMID 30325568