第一节 细胞分裂
新细胞来自其他活细胞,这个过程被称为细胞分裂(cell division)或细胞增殖,这是生命最重要的特征之一。在单细胞生物中,细胞增殖可产生新一代生物;在多细胞生物中,受精卵的无数次分裂可产生惊人的复杂性和组织性。细胞分裂并不会随着生物体的成熟而停止,而是会在某些组织中继续进行。生物体需要大量的新细胞来替换老化和死亡的细胞。数以百万计的细胞生活在人体的骨髓或肠壁中,它们每时每刻都在进行分裂。
细胞增殖最直观的表现是细胞分裂,即一个亲代细胞变成两个子代细胞,导致细胞数量的增加。所有种类的细胞在分裂前都必须经过一定的物质准备。物质准备和细胞分裂是一个高度控制和连续的过程。上一代的子细胞经过物质准备和细胞分裂,新一代的子细胞被创造出来,循环继续。
大多数细胞周期包括四个协调的过程:细胞生长、DNA复制、倍增的染色体分配到子细胞中、细胞分裂。在细菌中,细胞生长和DNA复制发生在细胞周期的大部分时间,倍增的DNA和质膜一起分配到子细胞中。在真核细胞中,细胞周期更为复杂,由四个独立的阶段组成。虽然细胞生长通常是一个连续的过程,但DNA合成只发生在细胞周期的一个阶段,复制的染色体随后通过细胞分裂前的连续过程分配给子细胞核。细胞周期的每一步都有一个精确的调节机制,这种调节机制不仅可以协调细胞周期中的不同事件,还可以将调节细胞增殖的细胞外信号与细胞周期联系起来,使整个细胞周期呈现出高度的时空有序性。细胞如果受到自身或环境的某些因素的影响,使正常的细胞周期调节系统受阻,细胞周期过程就可能出现异常,细胞增殖就可能失去控制,导致肿瘤等疾病的发生。(https://www.daowen.com)
真核细胞的分裂方式包括无丝分裂(amitosis)、有丝分裂(mitosis)和减数分裂(meiosis)三种,这三种分裂方式都有各自的特点,它们在分裂过程中和分裂后的子代细胞的遗传特征不同,但彼此之间有一定的关系。
无丝分裂也称直接分裂,是最早被发现的细胞分裂方式之一。在细胞分裂过程中,细胞核伸长并在中间断裂,然后细胞质分裂成两半,形成两个子细胞。无丝分裂时,细胞核的核膜没有消失,没有纺锤体形成和染色体组装的过程,子代细胞核来自亲代细胞核的断裂,因此两个子细胞中的遗传物质可能不是均匀分布的。无丝分裂在低等生物中很常见,在高等生物中也可存在于各种正常组织中,如上皮组织、疏松结缔组织、肌肉组织、肝细胞等。在人类创伤、癌症和衰老的组织细胞中也可以观察到无丝分裂的存在。研究表明,无丝分裂和有丝分裂可以相互转化。