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细胞生命起点:分化与分裂生物学纪事

【摘要】:一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态直到死亡。细胞分裂是活细胞繁殖其种类的过程,是一个细胞分裂为两个细胞的过程,分裂前的细胞称母细胞,分裂后形成的新细胞称子细胞。无丝分裂又称直接分裂。细胞的分化是生物界普遍存在的生命现象,经细胞分化,多细胞生物形成不同的细胞和组织。细胞的正常分化能抑制细胞癌变,癌症是危害人类健康的难治之症之一。

分化与分裂 细胞生命历程的起点

每当春暖花开的时候,沉闷了一整个冬天的树枝开始长出了新芽,随后,当温暖的阳光开始慢慢包围这些新芽,它们便花红柳绿的开始展现自己的风姿。妩媚一阵之后,便开始寻找各种方法传宗接代。然而在这个过程中,你是否想过它们为什么会有这种变化?为什么一颗绿芽会变成果实累累的树木呢?也许,细胞的分化和分裂可以告诉你答案。

树叶枯黄凋零,花儿也耷拉了脑袋,临近秋天大自然开始寂静下来。植物们好像进入了休眠期。而动物也是一样,每年都有生老病死,如此循环反复。是什么让这一切发生了呢?那就要说说细胞的分化和分裂。细胞分化是一种持久性的变化,细胞分化不仅发生在胚胎发育中,而是在一生都进行着,以补充衰老和死亡的细胞.如多功能造血干细胞分化为不同细胞的分化过程。一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态直到死亡。

细胞分化是稳定的不可逆的。一旦细胞受到某种刺激发生变化,开始向某一方向分化后,即使引起变化的刺激不再存在,分化仍能进行,并可通过细胞分裂不断继续下去。

在人的一生中,皮肤、小肠和血液等组织需要不断地更新,这个任务是由干细胞完成的,干细胞是一类具有分裂和分化能力的细胞。

胚胎

细胞有丝分裂的中期和后期

1855年德国学者魏尔肖(R.Virchow)提出“一切细胞来自细胞”的著名论断,即认为个体的所有细胞都是由原有细胞分裂产生的,现在除细胞分裂外还没有证据说明细胞繁殖有其他途经。

细胞分裂是活细胞繁殖其种类的过程,是一个细胞分裂为两个细胞的过程,分裂前的细胞称母细胞,分裂后形成的新细胞称子细胞。通常包括核分裂和胞质分裂两步。在核分裂过程中母细胞把遗传物质传给子细胞,在单细胞生物中细胞分裂就是个体的繁殖,在多细胞生物中细胞分裂是个体生长、发育和繁殖的基础。

现在我们对原核细胞的分裂还了解不多,一般讲细胞分裂多指真核细胞的分裂。(www.chuimin.cn)

细胞核分裂的状况可分为三种:即有丝分裂、减数分裂和无丝分裂。

有丝分裂是真核细胞分裂的基本形式。减数分裂是在进行有性生殖的生物中导致生殖母细胞中染色体数目减半的分裂过程。它是有丝分裂的一种变形,由相继的两次分裂组成。无丝分裂又称直接分裂。其典型过程是核仁首先伸长,在中间缢缩分开,随后核也伸长并在中部从一面或两面向内凹进横缢,使核变成肾形或哑铃型,然后断开一分为二。差不多同时细胞也在中部缢缩分成两个子细胞,由于在分裂过程中不形成由纺锤丝构成的纺锤体,不发生由染色质浓缩成染色体的变化,故名。

细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础,细胞分裂是细胞分化的基础,但仅有细胞分裂,生物体不能进行正常的生长发育。细胞的分化是生物界普遍存在的生命现象,经细胞分化,多细胞生物形成不同的细胞和组织。

1978年我国发育生物学家童第周成功地将黑斑蛙成熟的细胞核移入去核的受精卵细胞内,培育出了蝌蚪。60年代的爪蟾和80年代小鼠的核移殖,90年代末多莉羊的诞生都证明了分化细胞具有完整的基因组DNA。这时期人们对细胞的分裂和分化的研究达到了一定的高度,并用它创造出了很多医学奇迹。

现在人们以细胞作为载体大大加快了转基因动物生产的速度,提高成功率。从细胞的分化和分裂研究培育出特定的组织和器官用于医学治疗。细胞的正常分化能抑制细胞癌变,癌症是危害人类健康的难治之症之一。未来对细胞的分化与分裂的研究,将对癌症的攻克带来巨大的效应。

细胞分裂过程

细胞分裂过程

细胞分裂控制寿命

人体细胞的分裂控制着人的寿命。美国科学家成功地培育出许多这样的分裂细胞而一点也不损害细胞的质量。美国科学家研究发现在癌细胞分裂中大量地产生一种酶——端粒酶。科学家成功地将这种十分活跃的端粒酶进行了培育,使其不再自然分裂。培育成视网膜色素细胞和皮肤纤维细胞,延长它们的繁殖时间和生命期限,保证了它们的质量和“新鲜”。目前,美国科学家已培育出大量的这种细胞,这就是称之为“延长人寿命的秘密”,但是,这种细胞的培育还只限于实验,没有正式用在活的机体和人体上。