İçeriğe atla

Kalsiyum görüntüleme

Kalsiyum görüntüleme tekniği hücre, doku ya da ortamdaki kalsiyum (Ca2+) durumunu görüntülemek amacıyla kullanılan bir bilimsel teknik. Kalsiyum görüntüleme teknikleri floresan özelliği taşıyan, fakat Ca2+ ile bağlandığında floresan özelliği değişen kalsiyum belirteçlerinden faydalanır. İki temel tip kalsiyum belirteci mevcuttur: kimyasal belirteçler ve genetik olarak kodlanmış belirteçler. Kalsiyum görüntüleme, canlı hayvanlarda hücre içi kalsiyumu optik olarak görüntülemek için kullanılabilir.[1] Bu teknik geniş çapta hücre tipinin ve sinir devrelerindeki yüzlerce gliya hücrelerinin ve sinir hücrelerinin sinirsel aktivite görüntüleme çalışmalarına izin verir.

Kimyasal belirteçler

Kimyasal belirteçler kalsiyum iyonları ile şelat oluşturabilen küçük moleküllerdir. Tüm bu moleküller BAPTA olarak bilinen EGTA homoloğunu magnezyum (Mg2+) iyonlarına karşı yüksek kalsiyum (Ca2+) seçiciliğini temel alır.

Bu gruptaki göstergeler fura-2, indo-1, fluo-3, fluo-4, Kalsiyum Yeşil-1'i içerir.

Bu boyalar sık sık asetoksimetil ester olarak maskelenen şelatör karboksil gruplar ile kullanılır, böylece molekül lipofilik olur ve hücreye girişi kolaylaşır. Bu haldeki belirteç hücreye girdikten sonra hücresel esterazlar karboksil grupları serbest bırakır ve belirteç kalsiyuma bağlanabilir. Boyaların serbest asit formu (asetoksimetil ester modifikasyonu olmayan hali) mikroelektrot veya mikropipet yardımıyla hücrelere doğrudan enjekte edilebilir, böylece hücrelerin hangi bölümünün boya tuttuğuyla ilgili belirsizlikler giderilebilir (asetoksimetil ester ayrıca endoplazmik retikulum ve mitokondriye de girer). Ca2+ iyonunun floresan belirteci moleküle bağlanması floresanın kuantum veriminde artışa ya da ışıma/uyarım dalga boyunda kaymaya sebep olur. Tekil kimyasal Ca2+ floresan belirteçleri çeşitli hücresel hazırlıklarda sitozolik kalsiyum ölçümleri için kullanılır. İlk gerçek zamanlı (video hızı) Ca2+ görüntülemesi 1986 yılında kalp hücrelerinde yoğun video kameralar kullanılarak gerçekleştirilmiştir.[2] Tekniğin bir sonraki gelişiminde lazer tarayıcılı konfokal mikroskoplar kullanılarak hücre altı Ca2+ sinyallerinin Ca2+ kıvılcımları ve Ca2+ biplemesi ürettiği ortaya çıkmıştır. Kimyasal Ca2+ floresan belirteçlerin kombinasyonundan alınan göreceli yanıtlar ayrıca mitokondri gibi hücre içi organellerdeki geçici kalsiyum miktarını belirlemek için kullanılmıştır.[3]

Kalsiyum haritalama olarak da bilinen kalsiyum görüntüleme, ayrıca miyokardiyal doku üzerinde araştırma yapmak için de kullanılır.[4] Kalsiyum haritalama bütün olarak fare, sıçan ve tavşan gibi türlerin izole kalpleri üzerinde uygulanabilen bir tekniktir.

Genetik olarak kodlanmış kalsiyum belirteci

Bu belirteçler, yeşil floresan protein (GFP) veya onun türevlerinin (örneğin dairesel değiştirilmiş GFP, YFP, CFP), kalmodulin (CaM) ve CaM'e bağlanabilen miyozin hafif zincir kinazın M13 etki alanı ile iç içe geçmesi ile türetilmiş floresan proteinlerdir. Alternatif olarak, GFP türevleri kalsiyum bağlayıcı protein troponin C (TnC) ile iç içe geçer ve FRET (Förster Rezonans Enerji Transferi) mekanizmasını sinyal modülasyonu amacıyla kullanır.

Genetik olarak kodlanmış belirteçlerin hücreler üzerine yüklenmesine gerek yoktur, bunun yerine bu proteinleri okuyan genler kolayca hücre hatlarından hücre içine alabilir. Ayrıca boyanın tüm hücrelerde gösterilmesini ya da seçici olarak belli hücre alt tiplerinde gösterilmesini sağlayan transgenik hayvanların üretimi de mümkündür. GECIler nöron,[5] T-hücreleri,[6] kardiyomiyositler,[7] vb. çalışmalarda kullanılmaktadır.

GECİ Yıl Algılama Raporlama Öncü
Cameleons[8]1997 Kalmodulin FRET çifti: BFP veya CFP ve GFP veya YFP -
FIP-CBSM[9]1997 Kalmodulin FRET çifti: BFP ve RFP -
Pericams[10]2000 Kalmodulin cpGFP -
GCaMP[11]2000 Kalmodulin cpEGFP -
TN-L15[12]2004 Değiştirilmiş tavuk kası troponin C FRET çifti: YFP (Sitrin) ve CFP (Cerulean) -
TN-humTnC 2004 İnsan kardiyak troponin C FRET çifti: YFP (Sitrin) ve CFP (Cerulean) -
TN-XL[13]2006 Değiştirilmiş tavuk kası troponin C FRET çifti: sırası değiştirilmiş YFP (Sitrin) ve CFP (Cerulean) TN-L15
TN-XXL[14]2008 TN-XL modifiye csTnC FRET çifti: sırası değiştirilmiş YFP (Sitrin) ve CFP (Cerulean) TN-XL
Twitch'in[15]2014 Troponin C FRET çifti (değişik iki FP) -

Kullanımı

Belirteç türü ne olursa olsun görüntüleme prosedürü genellikle çok benzerdir. Belirteçle yüklü ya da GECI durumunda gösteren hücreler floresan mikroskobu ile gözlemlenebilir ve bir CCD kamera ile kaydedilebilir. Konfokal ve iki fotonlu mikroskoplar geliştirilmiş kesit alma yeteneği sağlayabilir, böylece kalsiyum sinyalleri mikro etki alanında ya da (örneğin) sinaptik butonlarda çözümlenebilir. Görüntüler floresan yoğunluğu değişimlerinin tek ya da çift dalgaboyunda oransal olarak (oransal belirteçler) gösterdiklerinin ölçülmesiyle analiz edilir. Türetilmiş floresan yoğunlukları ve oranları, bilinen Ca2+ düzeylerinin kalibre edilmiş oranlarına karşı çizilir ve Ca2+ konsantrasyonu öğrenilir. Işık alan mikroskopi yöntemleri[16] 3D birimlerde sinirsel aktivite kapasitesinin fonksiyonel okunumuna kadar genişler.

Kaynakça

  1. ^ Stosiek, Christoph; Garaschuk, Olga; Holthoff, Knut; Konnerth, Arthur (2003). "In vivo two-photon calcium imaging of neuronal networks". Proceedings of the National Academy of Sciences. 100 (12). ss. 7319-24. Bibcode:2003PNAS..100.7319S. doi:10.1073/pnas.1232232100. JSTOR 3139475. PMC 165873 $2. PMID 12777621. 
  2. ^ Cannell, M. B.; Berlin, J. R.; Lederer, W. J. (1 Ocak 1987). "Intracellular calcium in cardiac myocytes: calcium transients measured using fluorescence imaging". Society of General Physiologists Series. Cilt 42. ss. 201-214. ISSN 0094-7733. PMID 3505361. 
  3. ^ Ivannikov, Maxim V.; Macleod, Gregory T. (2013). "Mitochondrial Free Ca2+ Levels and Their Effects on Energy Metabolism in Drosophila Motor Nerve Terminals". Biophysical Journal. 104 (11). ss. 2353-61. doi:10.1016/j.bpj.2013.03.064. PMC 3672877 $2. PMID 23746507. 
  4. ^ Jaimes, Rafael; Walton, Richard D.; Pasdois, Phillipe Lionel Claude; Bernus, Olivier; Efimov, Igor R.; Kay, Matthew W (2016). "A Technical Review of Optical Mapping of Intracellular Calcium within Myocardial Tissue". American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. Cilt 310. ss. ajpheart.00665.2015. doi:10.1152/ajpheart.00665.2015. PMID 27016580. 
  5. ^ Kavalchuk, Yury; Homma, Ryota; Liang, Yajie; Maslyukov, Anatoliy; Hermes, Marina; Thestrup, Thomas; Griesbeck, Oliver; Ninkovic, Jovica; Cohen, Lawrence B. (19 Şubat 2015). "In vivo odourant response properties of migrating adult-born neurons in the mouse olfactory bulb". Nature Communications. Cilt 6. s. 6349. doi:10.1038/ncomms7349. ISSN 2041-1723. PMID 25695931. 
  6. ^ Mues, Marsilius; Bartholomäus, Ingo; Thestrup, Thomas; Griesbeck, Oliver; Wekerle, Hartmut; Kawakami, Naoto; Krishnamoorthy, Gurumoorthy (1 Haziran 2013). "Real-time in vivo analysis of T cell activation in the central nervous system using a genetically encoded calcium indicator". Nature Medicine. 19 (6). ss. 778-783. doi:10.1038/nm.3180. ISSN 1546-170X. PMID 23685843. 
  7. ^ Shinnawi, R; Huber, I; Maizels, L; Shaheen, N; Gepstein, A; Arbel, G; Tijsen, A; Gepstein, L (2015). "Monitoring human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes with genetically encoded calcium and voltage fluorescent reporters". Stem Cell Reports. 5 (4). ss. 582-596. doi:10.1016/j.stemcr.2015.08.009. PMC 4624957 $2. PMID 26372632. 
  8. ^ Miyawaki, A.; Llopis, J.; Heim, R.; McCaffery, J. M.; Adams, J. A.; Ikura, M.; Tsien, R. Y. (28 Ağustos 1997). "Fluorescent indicators for Ca2+ based on green fluorescent proteins and calmodulin". Nature. 388 (6645). ss. 882-887. doi:10.1038/42264. ISSN 0028-0836. PMID 9278050. 
  9. ^ Romoser, V. A.; Hinkle, P. M.; Persechini, A. (16 Mayıs 1997). "Detection in living cells of Ca2+-dependent changes in the fluorescence emission of an indicator composed of two green fluorescent protein variants linked by a calmodulin-binding sequence. A new class of fluorescent indicators". The Journal of Biological Chemistry. 272 (20). ss. 13270-13274. ISSN 0021-9258. PMID 9148946. 
  10. ^ Nagai, T.; Sawano, A.; Park, E. S.; Miyawaki, A. (13 Mart 2001). "Circularly permuted green fluorescent proteins engineered to sense Ca2+". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98 (6). ss. 3197-3202. doi:10.1073/pnas.051636098. ISSN 0027-8424. PMC 30630 $2. PMID 11248055. 
  11. ^ Nakai, J.; Ohkura, M.; Imoto, K. (1 Şubat 2001). "A high signal-to-noise Ca(2+) probe composed of a single green fluorescent protein". Nature Biotechnology. 19 (2). ss. 137-141. doi:10.1038/84397. ISSN 1087-0156. PMID 11175727. 
  12. ^ Heim, Nicola; Griesbeck, Oliver (2 Nisan 2004). "Genetically encoded indicators of cellular calcium dynamics based on troponin C and green fluorescent protein". The Journal of Biological Chemistry. 279 (14). ss. 14280-14286. doi:10.1074/jbc.M312751200. ISSN 0021-9258. PMID 14742421. 
  13. ^ Mank, Marco; Reiff, Dierk F.; Heim, Nicola; Friedrich, Michael W.; Borst, Alexander; Griesbeck, Oliver (1 Mart 2006). "A FRET-based calcium biosensor with fast signal kinetics and high fluorescence change". Biophysical Journal. 90 (5). ss. 1790-1796. doi:10.1529/biophysj.105.073536. ISSN 0006-3495. PMC 1367327 $2. PMID 16339891. 
  14. ^ Mank, Marco; Santos, Alexandre Ferrão; Direnberger, Stephan; Mrsic-Flogel, Thomas D.; Hofer, Sonja B.; Stein, Valentin; Hendel, Thomas; Reiff, Dierk F.; Levelt, Christiaan (1 Eylül 2008). "A genetically encoded calcium indicator for chronic in vivo two-photon imaging". Nature Methods. 5 (9). ss. 805-811. doi:10.1038/nmeth.1243. ISSN 1548-7091. PMID 19160515. 
  15. ^ Thestrup, Thomas; Litzlbauer, Julia; Bartholomäus, Ingo; Mues, Marsilius; Russo, Luigi; Dana, Hod; Kovalchuk, Yuri; Liang, Yajie; Kalamakis, Georgios (1 Şubat 2014). "Optimized ratiometric calcium sensors for functional in vivo imaging of neurons and T lymphocytes". Nature Methods. 11 (2). ss. 175-182. doi:10.1038/nmeth.2773. ISSN 1548-7105. PMID 24390440. 
  16. ^ Pégard, N.; Liu, H.; Antipa, N; Gerlock, M.; Adesnik, H.; Waller, L. (2016). "Compressive light-field microscopy for 3D neural activity recording". Optica. Cilt 3. ss. 517-524. 27 Aralık 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. 

Konuyla ilgili yayınlar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">DNA</span> Canlıların genetik bilgilerini barındıran molekül

Deoksiriboz nükleik asit veya kısaca DNA, tüm organizmaların ve bazı virüslerin canlılık işlevleri ve biyolojik gelişmeleri için gerekli olan genetik talimatları taşıyan bir nükleik asittir. DNA'nın başlıca rolü bilgiyi uzun süre saklamasıdır. Protein ve RNA gibi hücrenin diğer bileşenlerinin inşası için gerekli olan bilgileri içermesinden dolayı DNA; bir kalıp, şablon veya reçeteye benzetilir. Bu genetik bilgileri içeren DNA parçaları gen olarak adlandırılır. Bazı DNA dizilerinin yapısal işlevleri vardır, diğerleri ise bu genetik bilginin ne şekilde kullanılacağının düzenlenmesine yararlar.

<span class="mw-page-title-main">Glutamat</span>

Glutamat, glutamik asidin anyonudur ve sinirbilimde nörotransmitter olarak görev alır; bir sinir hücresinin başka hücrelere sinyal olarak gönderdiği kimyasallardan biridir. Omurgalı sinir sistemi içerisinde geniş farkla en fazla bulunan nörotransmitterdir. Omurgalı beyninde tüm uyarıcı fonksiyonlarda kullanılır, bu insan beynindeki sinaptik bağlantıların %90'ından fazlasına denk gelir. Bazı beyin bölgelerinde birincil nörotransmitterdir.

<span class="mw-page-title-main">Hücre iskeleti</span> Hücrelerin iç iskeletini oluşturan ipliksi protein ağı

Hücre iskeleti, bakteriler haricinde tüm hücrelerin sitoplazmasında bulunan, hücre çekirdeğinden hücre zarına uzanan ve protein filamentlerinin birbirine bağlayan kompleks ve dinamik bir ağıdır. Farklı organizmaların hücre iskeleti sistemleri benzer proteinlerden oluşur. Ökaryotlarda hücre iskeleti matrisi, hücrenin gereksinimlerine bağlı olarak hızlı büyüme veya küçülme yeteneğine sahip üç ana proteinden oluşan dinamik bir yapıdır.

<span class="mw-page-title-main">Kalp kası</span> kalp kasından oluşan kalp duvarının orta tabakası

Kalp kası omurgalılar'ın üç tip kas dokusundan biridir; diğer ikisi iskelet kası ve düz kas'tır. Kalp duvarı'nın ana dokusunu oluşturan istemsiz, çizgili bir kas'tır. Kalp kası (miyokard), kalp duvarının dış tabakası (perikard) ile iç tabaka (endokardiyum) arasında, koroner dolaşım yoluyla kanın sağlandığı kalın orta tabakayı oluşturur. Interkalatlı disklerle birleştirilen ve hücre dışı matrisi oluşturan kollajen lifleri ve diğer maddelerle kaplanan bireysel kalp kas hücrelerinden oluşur.

Ortak ata, evrimsel süreçte, birden fazla canlı türünün ortak genetik öncülü olan canlı. Modern biyolojide, Dünya üzerinde yaşayan ya da soyu tükenmiş birçok canlının, diğer alt canlı türlerinin ortak atası olduğu kabul edilir. Ayrıca tüm canlıların "evrensel bir ortak ata"dan ya da "ortak gen havuzu"ndan geldiği kabul edilir. Evrensel ortak ata kavramı, ilk kez 1859'da Charles Darwin'in Türlerin Kökeni kitabında ortaya atılmıştır.

<span class="mw-page-title-main">RAD51</span>

RAD51, bir insan genidir, bu genin ürünü olan ve aynı isme sahip olan protein DNA çift iplikçikli kesiklerini tamir eder. Bu protein RAD51 protein ailesinin üyelerinden biridir. RAD51 protein ailesi üyeleri bakteriyel RecA ve maya Rad51 ile homologdur. Protein, mayadan insana kadar çoğu ökaryotta korunmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Werner Arber</span>

Werner Arber İsviçreli mikrobiyolog ve genetikçi. Amerikalı araştırmacılar Hamilton Smith ve Daniel Nathans ile birlikte, Werner Arber 1978 yılı Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nü restriksiyon endonükleaz enzimlerini keşfi nedeniyle kazanmıştır. Bu araştırmacıların çalışmaları rekombinant DNA teknolojisinin gelişimine öncülük etmiştir.

<span class="mw-page-title-main">John Kendrew</span> araştırmacı

Sir John Cowdery Kendrew, İngiliz biyokimyager ve kristalografi araştırmacısı. Max Perutz ile birlikte Cavendish Laboratuvarındaki hem-içeren proteinlerle ilgili çalışmaları nedeniyle 1962 Nobel Kimya Ödülünü almaya layık görülmüştür.

Başkalaşım kümesi 80 ; T hücrelerinin uyarımı ve yaşaması için yardımcı uyarıcı bir uyartı sağlayan, B hücreleri ile monositlerde bulunan bir proteindir. T lenfositinin yüzeyinde bulunan iki ayrı protein için liganddır, bu proteinler ise CD28 ve CTLA-4 proteinleridir. CD80 başlıca T hücrelerine CD86 ile birlikte çalışır.

<span class="mw-page-title-main">Viral giriş</span>

Viral giriş, viral hayat döngüsündeki enfeksiyon aşamasının en erken evresidir, virüs konak hücre ile temasa geçer ve viral materyaller hücreye girer. Viral girişteki aşamalar şu şekillerdedir. Virüsler arasında çeşitlilik olmasına rağmen, viral girişin birkaç ortak şekli vardır.

<span class="mw-page-title-main">Auramin-rodamin boyama</span>

Auramin-rodamin boyama (AR), Truant Auramin-rodamin boyama olarak da bilinir, asit has basiliyi, floresan mikroskopiyi kullanarak, görüntülemek için kullanılan bir histolojik teknik. Özellikle Mycobacterium cinsinin görüntülenmesinde kullanılır. Boyama sonrası Asit has organizmalar kırmızımsı-sarı floresan bir görünüm kazanırlar. Auramin-rhodamin boyama sadece asit has organizmalara özel bir uygulama değildir. Alternatifi olan Ziehl-Neelsen boyama daha zahmetli ve hassas bir yöntem olduğundan auramin-rhodamin boyama görüntüleme için sık kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Purkinje hücreleri</span>

Purkinje hücreleri ya da Purkinje nöronları beyincikte yer alan bir sınıf Gabaerjik nöronlar. Çek anatomist Jan Evangelista Purkyně'nin 1839 yılındaki keşfi sayesinde kaşifinin ismini almıştır.

Piramidal hücreler (piramidal nöronlar) beyinde serebral korteks, hipokampusve amigdala bölgelerinde bulunan bir tür çok kutuplu sinir hücresi. Piramidal nöronlar, memelilerin prefrontal korteksinde ve kartikospinal yolda birincil uyarma birimidir. Piramidal nöronlar ayrıca kuduz enfeksiyonunda, ölüm sonrası karakteristik işareti olan Negri gövdelerinin bulunduğu iki tip hücreden biridir. Piramidal nöronları ilk keşfeden ve çalışan Santiago Ramón y Cajal'dir. O zamandan beri, piramidal hücre çalışmaları nöroplastisiteden bilişselliğe kadar uzanan konular üzerine odaklanmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Floresan in situ hibridizasyon</span> kromozomun belli bölgelerini işaretlemek amacıyla floresan problar kullanan bir genetik inceleme tekniği

Floresan In Situ Hibridizasyon (FISH), bir genetik inceleme tekniği olarak kromozomun belli bölgelerini işaretlemek amacıyla floresan problar kullanan bir genetik inceleme tekniğidir. Biyomedikal araştırmacılar tarafından 1980'li yılların başlarında geliştirilmiştir ve belli kromozomlardaki DNA dizisinin varlığı ya da yokluğunu saptama amacıyla kullanılmıştır. Floresan probun kromozomda bağlandığı konumu incelemek amacıyla floresan mikroskopi ile incelenir. FISH sıklıkla genetik danışma, tedavi düzenlenmesi ve mikroorganizmalarının varlığını belirlemek amacıyla kullanılır. Ayrıca belirli RNA hedeflerinin doku örneklerinde,dolaşan tümör hücrelerinde tespit edilmesinde kullanılabilir. Genel olarak, hücrelerdeki gen ekspresyonunun yer ve zaman olarak belirlenmesini sağlar.

<span class="mw-page-title-main">Kriyojenik elektron mikroskopisi</span>

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.

<span class="mw-page-title-main">ANO1</span> Homo sapiens türünde protein kodlayıcı gen

Anoktamin 1 (ANO1), transmembran üyesi 16A (TMEM16A) olarak da bilinen, insanlarda ANO1 geni tarafından kodlanan bir proteindir. Anoktamin 1, klorür kanalı ve bikarbonat kanalı olarak davranış sergileyen voltaj bağımlı kalsiyumla aktifleşen bir anyon kanalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Maitotoksin</span> kimyasal madde

Maitotoksin, dinoflagellat bir tür olan Gambierdiscus toxicus tarafından üretilen son derece güçlü bir toksindir. Maitotoksin o kadar güçlüdür ki, farelerde 130 ng/kg intraperitoneal enjeksiyonun ölümcül olduğu gösterilmiştir. Maitotoksin, adını Tahiti'de "maito" adı verilen ve ilk kez izole edildiği ciguateric balık Ctenochaetus striatustan almıştır. Daha sonra, maitotoksinin aslında dinoflagellat Gambierdiscus toxicus tarafından üretildiği gösterilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Yeşil floresan protein</span>

Yeşil floresan protein (GFP), mavi ila ultraviyole aralığında ışığa maruz kaldığında parlak yeşil floresan sergileyen 238 amino asitten oluşan bir proteindir. Yeşil renkte parlayan benzer proteinler birçok deniz organizmasında bulunur, ancak GFP etiketi geleneksel olarak bu özel proteine atıfta bulunur. Bu protein ilk olarak denizanası Aequorea victoria'dan izole edilmiştir ve bazen -hassasiyet gerektiğinde- avGFP olarak adlandırılır.

Biyosensör biyolojik bir bileşeni fizikokimyasal bir detektörle birleştiren, kimyasal bir maddenin saptanması için kullanılan analitik bir cihazdır. Hassas biyolojik element örneğin doku, mikroorganizmalar, organeller, hücre reseptörleri, enzimler, antikorlar, nükleik asitler, vb. incelenen analit ile etkileşime giren, bağlanan veya onu tanıyan biyolojik olarak türetilmiş bir malzeme veya biyomimetik bileşendir. Biyolojik olarak hassas elementler biyolojik mühendislik ile de oluşturulabilir. Bir sinyali diğerine dönüştüren <i id="mwGA">dönüştürücü</i> veya detektör elemanı analitin biyolojik elementle etkileşiminden kaynaklanan optik, piezoelektrik, elektrokimyasal, elektrokemilüminesans vb. gibi fizikokimyasal şekilde çalışır ve ölçmek için kullanılır. Biyosensör okuyucu cihazı sonuçların kullanıcı dostu bir şekilde görüntülenmesinden öncelikli olarak sorumlu olan ilgili elektronik veya sinyal işlemcilerle bağlantı kurar. Bu bazen sensör cihazının en pahalı kısmıdır ancak dönüştürücü ve hassas eleman içeren kullanıcı dostu bir ekran yapılabilir. Okuyucular genellikle özel olarak tasarlanmış ve biyosensörlerin farklı çalışma prensiplerine uyacak şekilde üretilmişlerdir.

<span class="mw-page-title-main">Biyolojide kalsiyum</span>

Kalsiyum iyonları (Ca2+) organizmaların hücre fizyolojisi ve biyokimya’sına katkıda yapar. İkinci haberci olarak görev yaptıkları sinyal iletim yollarında, nöronlardan nörotransmitter salınımında, tüm kas hücre tiplerinin kasılmasında ve döllenme’de önemli rol oynar. Pek çok enzim, Koagülasyon faktör'lerinin birçoğu dahil olmak üzere, kofaktör olarak kalsiyum iyonlarına gerek duyar. Hücre dışı kalsiyum aynı zamanda uyarılabilir hücre zarları arasındaki potansiyel farkının korunması ve ayrıca uygun kemik oluşumu için de önemlidir.