- 相關(guān)推薦
細胞分裂
細胞分裂(cell division)
是生物體生長和繁殖的基礎(chǔ),通常由一個母細胞產(chǎn)生兩個或若干子細胞。產(chǎn)生兩個不同子細胞的分裂被稱為不對稱細胞分裂,也稱為異裂。根據(jù)類型?蓞^(qū)分為有絲分裂(mitosis)和無絲分裂,在真核生物中以有絲分裂尤為重要,它不改變?nèi)旧w的倍數(shù)細胞分裂的另外一種形式是減數(shù)分裂(meiosis)。減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體倍數(shù)減半的生殖細胞,即配子,這是有性生殖的必要條件。如果細胞分裂失去控制,常常導(dǎo)致特定細胞團的增生,異生或腫瘤。嚴重的情況下發(fā)生惡性腫瘤,其中上皮組織來源的被稱為癌癥。
原核細胞的分裂
原核細胞和真核細胞的細胞分裂方式有很大的不同。原核細胞的分裂方式簡單,細胞周期短,在適宜條件下可大量繁殖(如細菌每20分鐘就可分裂一次),其分裂方式為一分二或二分裂,習(xí)慣上又稱無絲分裂或直接分裂。
真核細胞的分裂
真核細胞的分裂較原核細胞復(fù)雜的多,根據(jù)細胞在分裂過程中所表現(xiàn)的形式不同,大體分為三種類型,無絲分裂,有絲分裂和減數(shù)分裂。
無絲分裂
又稱直接分裂,無絲分裂曾一度被認為只在低等生物中普遍,因為這種分裂方式是細胞核和細胞質(zhì)直接分裂,遺傳物質(zhì)不能平均分配。是發(fā)現(xiàn)最早的一種細胞分裂方式。早在1841年,R.Remak首先在雞胚血細胞中觀察到這種分裂方式。因為在分裂過程中沒有出現(xiàn)紡綞絲和染色體的變化,所以1882年,F(xiàn)lemming提出無絲分裂的概念。
有絲分裂
最初稱這種分裂方式為核分裂,因為在分裂過程中出現(xiàn)紡綞絲和染色體等一系列變化,然后才出現(xiàn)細胞的真正分裂,所以又稱為間接分裂或有絲分裂。1882年弗萊明提出,還由于這種分裂方式是多細胞生物體的體細胞的分裂方式,故又稱體細胞分裂。?有絲分裂是一連續(xù)的復(fù)雜動態(tài)過程,為敘述方便,根據(jù)形態(tài)學(xué)上的變化,按這些過程的先后順序分為前期(Interphase)、前中期(prophase)、中期(Metaphase)、后期(Anaphase)和未期(Telophase)。下面以動物細胞的分裂為例,說明各期特點
胞質(zhì)分裂
除特殊組織細胞外,多數(shù)細胞在染色體解旋和核膜形成的同時,便進行細胞體的分裂,或稱胞質(zhì)分裂。但也有胞質(zhì)分裂與核分裂不同步的。動物細胞的胞質(zhì)分裂,是以縊縮和起溝的方式進行的,縊縮的動力推測是由于在細胞質(zhì)周邊有一個微絲(microfilaments, actin)以及肌球蛋白(myosin)(一種細胞骨架)組成的“收縮環(huán)”,它的緊縮使細胞產(chǎn)生縊束,在縊束處起溝,使細胞一分為二。植物細胞的胞質(zhì)分裂,因帶有細胞壁的緣故,另具特點。是靠形成細胞板來完成的。在分裂未期,赤道面處的紡綞絲保留下來,并增加微管(一種細胞骨架)數(shù)量,向四周擴展,形成桶狀結(jié)構(gòu)—成膜體(phragmoplast)。來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體的含有多糖的小泡移向成膜體,小泡膜融合在一起而成為細胞板(cell plate)。一些充滿果膠類物質(zhì)的小泡,繼續(xù)向細胞板間添充,形成中膠層及初生壁成分。最后細胞板兩層膜和親體細胞的質(zhì)膜融合,將細胞一分為二。真菌細胞的分裂同時具有上述兩種特征。如裂殖酵母(fission yeast, Schizosaccharomyces pombe)分裂時,微絲環(huán)緊縮發(fā)生在分裂末期。胞質(zhì)分裂完成后細胞板(此處稱為ceptum)開始形成。在細胞板周圍也有類似于桶狀的微管結(jié)構(gòu), 稱為post-anaphase array (PAA)。在細胞板形成過程中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的同源結(jié)構(gòu)均在細胞中央集結(jié)。
減數(shù)分裂
減數(shù)分裂是真核細胞中一種特殊類型的細胞分裂,出現(xiàn)在進行有性生殖的生物的生殖細胞中,是1883年Beneden最先闡述的,指通過兩個細胞周期使染色體數(shù)目減少一半的細胞分裂方式。由于發(fā)生在生殖細胞成熟過程中,所以又有成熟分裂(maturation division)之稱。通過減數(shù)分裂使親代與子代之間的染色體數(shù)目保持恒定,保證了物種的相對穩(wěn)定性;另外在減數(shù)分裂過程中,發(fā)生非同源染色體的重新組合,以及同源染色體間的部分交換,從而使配子的遺傳基礎(chǔ)多樣化,這就為生物的變異及其對環(huán)境條件的適應(yīng)性提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此,減數(shù)分裂是生物有性生殖的基礎(chǔ),是生物遺傳、生物進化和生物多樣性的重要基礎(chǔ)保證。;由有絲分裂向減數(shù)分裂的轉(zhuǎn)變:精原細胞和卵原細胞是進行有絲分裂的,為什么到了初級性母細胞就改為減數(shù)分裂了呢?是什么因素控制調(diào)節(jié)這種分裂方式的轉(zhuǎn)變的呢?這些問題尚不清楚,推測可能是多因素的綜合作用結(jié)果,不過根據(jù)有些學(xué)者初步實驗,可以斷定這種轉(zhuǎn)變是發(fā)生在前減數(shù)分裂的G2期。減數(shù)分裂前間期的G2期。;減數(shù)分裂過程的分析:第一次減數(shù)分裂或減數(shù)分裂Ⅰ(first meiotic division,meiosisⅠ)包括:前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、未期Ⅰ和胞質(zhì)分裂Ⅰ六個階段。然后,通過一個短暫的間期進入減數(shù)分裂Ⅱ。第二次減數(shù)分裂或減數(shù)分裂Ⅱ(second meiotic division,meiosisⅡ)包括:前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、未期Ⅱ)減數(shù)分裂Ⅰ有其鮮明特點,主要表現(xiàn)在前期Ⅰ染色體配對和基因重組。減數(shù)分裂Ⅱ與一般有絲分裂雷同。前期Ⅰ根據(jù)染色體的形態(tài)變化可劃分為以下幾個時期:
1. 細線期
2. 偶線期(合線期)
3. 粗線期
4. 雙線期
影響細胞分裂的因素
能夠影響細胞分裂的因素很多,而且極為復(fù)雜,目前還沒達到對其全面認識的水平,下面僅就已取得的資料作一介紹。(1)細胞的表面積與體積之比以及細胞核與細胞質(zhì)體積之間的平衡:細胞通過它的表面不斷地與周圍環(huán)境或鄰近細胞進行物質(zhì)交換,這么它就必須有足夠的表面積,否則它的代謝作用就很難進行.但細胞的體積由于生長而逐漸增大時,表面積與體積的比例就會變得越來越小,物質(zhì)交換適應(yīng)不了細胞的需要,這可以引起細胞的分裂,以恢復(fù)適宜的比例.同樣的,細胞核中的遺傳信息指引和控制范圍有限,細胞核對太大范圍的細胞質(zhì)的調(diào)控作用就會相對減少.有人曾做過這樣的實驗:當人工培養(yǎng)的變形蟲快要分裂的時候,把它的細胞質(zhì)切去一大塊,這個變形蟲就不再分裂.等它長大起來又要分裂的時候又切去一塊,它也不再分裂.但如果讓其繼續(xù)生長,體積達到一定大小時,它又會分裂起來.(2)抑素(3)cAMP (4)激素 (5)接觸抑制(contact inhibition) en:Cell division