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细胞核:细胞的中央司令部

【摘要】:细胞核细胞中的中央司令部如果说人脑是人体的指挥部的话,那么,在细胞这个小环境中,细胞核就是指挥细胞运作的中央司令部。人一生下来是男还是女,大眼睛还是小眼睛,单眼皮还是双眼皮,这些都与遗传基因有关系,而在细胞中基因的携带者就是细胞核,它能对细胞的基因进行控制,算得上是细胞的中央总司令。至此,细胞核的机能仍未明了。这些结果显示了细胞核在遗传上的重要性。

细胞核 细胞中的中央司令部

如果说人脑是人体的指挥部的话,那么,在细胞这个小环境中,细胞核就是指挥细胞运作的中央司令部。而一般在这种重要的地方,通常会储存着极为重要的信息,那么细胞的中央司令部会储存一些什么信息呢?

人一生下来是男还是女,大眼睛还是小眼睛,单眼皮还是双眼皮,这些都与遗传基因有关系,而在细胞中基因的携带者就是细胞核,它能对细胞的基因进行控制,算得上是细胞的中央总司令

最早发现细胞核的是弗朗兹·鲍尔,他在1802年对其进行了最早的描述。到了1831年,苏格兰植物学家罗伯特·布朗又在伦敦林奈学会的演讲中,对细胞核做了更为详细的叙述。布朗以显微镜观察兰花时,发现花朵外层细胞有一些不透光的区域,并称其为“areola”或“nucleus”。不过他并未提出这些构造可能的功用。在1838年马蒂亚斯·许莱登提出一个观点,认为细胞核能够生成细胞,并称这些细胞核为“细胞形成核”。不过弗朗兹·迈恩对此观念强烈反对,他认为细胞是经由分裂而增值,并认为许多细胞并没有细胞核。至此,细胞核的机能仍未明了。

兰花

在1876~1878年间,奥斯卡·赫特维希的有关海胆卵细胞受精作用的研究显示,精子的细胞核会进到卵子的内部,并与卵子细胞核融合。这个实验首度阐释了生物个细胞核示意图体由单一有核细胞发育而成的可能性。

细胞核示意图

但是这个发现与恩斯特·海克尔的理论不同,海克尔认为物种会在胚胎发育时期重演其种系发生历程,其中包括从原始且缺乏结构的黏液状“无核裂卵”,一直到有核细胞产生之间的过程。因此细胞核在受精作用中的必要性受到了漫长的争论。

赫特维希后来又在其他动物的细胞,包括两栖类与软体动物中确认了他的观察结果。而爱德华·施特拉斯布格也从植物得到相同结论。这些结果显示了细胞核在遗传上的重要性。1873年,奥古斯特·魏斯曼提出了一项观点,认为母系与父系生殖细胞在遗传上具有相等的影响力。到了20世纪初,有丝分裂得到了观察,而孟德尔定律也重新见世,这时候细胞核在携带遗传讯息上的重要性已逐渐明朗,这样它的重要性也开始被所有人所注意到。(www.chuimin.cn)

光学显微镜看染色切片的时候,细胞核会以其强嗜碱性而成为细胞内最醒目的结构,人体绝大多数种类的细胞具有单个细胞核,少数无核、双核或多核,而核的形态在细胞周期各阶段不同,但其结构都包括核被膜,染色质,核仁与核基质四部分。

核被膜使细胞核成为细胞中一个相对独立的体系,使核内形成一相对稳定的环境;同时,核被膜又是选择性渗透膜,起着控制核和细胞质之间的物质交换作用。染色质是遗传物质DNA和组蛋白在细胞间期的形态表现,并且是进行RNA转录的部位。核仁是形成核糖体前身的部位,主要进行核糖体RNA的合成。核基质包括核液与核骨架两部分,其生化构成与其他可能的作用正在研究中,这四部分相互合作,形成了控制细胞的“总司令”。

显微镜下的细胞核

名声显赫的“英国的克隆绵羊“多莉”就是将一只母羊卵细胞的细胞核除去,然后,在这个去核的卵细胞中,移植进另一个母羊乳腺细胞的细胞核,最后由这个卵细胞发育而成的,而结果是“多莉”的遗传性状与提供细胞核的母羊一样。这一实例充分说明了细胞核在控制细胞的遗传性和细胞代谢活动方面的重要作用,这对人们研究基因遗传这项重大的科学课题提供了部分证据。

生命的外部表性来自于基因,基因的携带者就是细胞核,可见微小的细胞中更加微小的细胞核是多么的重要和神奇。

木乃伊身上的细胞

德国柏林的博物馆内存放着一具2340年前古埃及王子的木乃伊。有研究者发现,这具木乃伊身上的某些细胞仍然有生命力。这个发现使得从事细胞核移植研究的人们大感兴趣。他们认为,把这具木乃伊的一个有生命力的细胞的细胞核,移植到取自某位现代妇女的一个去掉核的卵细胞中,然后再把这个卵细胞送回那位妇女的子宫,经过十月怀胎,分娩出的婴孩就应携带着那位古埃及王子的全部遗传信息。这个大胆的设想,究竟会不会变为现实呢?