摘要:本文简要描述了人类和动物细胞(真核细胞)分成两个相同部分的过程。重点是细胞核,特别关注中心体和染色体。在中心体内是一对称为中心粒的细胞器。当细胞即将分裂时,中心粒会自我复制。同时,染色体内的 DNA 会自我复制。中心粒对,现在是两对,然后用一对迁移分离 大约在核对面的一侧。然后,原始的和迁移的中心粒会在细胞核中发出称为微管的长链。同样,染色体发出被称为动粒的长链。微管和动粒相互垂直,它们以方格状的外观覆盖细胞核。然后,直径相对的中心粒形成中心体,将细胞核拉开。然后将两个核部分分开,每个部分占据细胞其余部分(细胞质)的一半,因此获得两个几乎相同的细胞。这篇论文的意义在于,它为读者提供了一个被称为细胞分裂的生命依赖过程的简明总结。
关键词
.细胞 分裂,细胞核,中心 体,染色体
一、简介
细胞分裂和复制对于人类和动物(“真核生物”)的生存能力至关重要。这是公认的事实。然而,从历史上看,曾经有一段时间甚至细胞的存在都是未知的。事实上,随着放大镜和后来的显微镜的出现,细胞的最初迹象出现了。
今天,随着电子技术的不断进步,可视化变得越来越复杂。我们现在可以看到原子核的微小几何形状。与许多这些发现和发现一样,提出的问题多于回答的问题。
本文的其余部分分为八个部分,其中第一个部分与细胞几何形状有关。他们描述了中心粒、中心体和动粒。最后三个部分描述了有丝分裂、细胞核的变化和细胞质的分裂——除了细胞核之外的细胞的其余部分。最后一节还提供了结束语。
2. 细胞几何
图 1显示了人体细胞的横截面示意图。参考文献 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 是整体蜂窝描述的良好来源。
我们的目的需要草图中的两个项目:中心粒和细胞核——细胞分裂的关键参与者。以下部分描述了中心粒和辅助组织。
3. 中心粒和中心体
图 2提供了中心粒的粗略表示。从远处看,它们似乎是垂直的空心圆柱体,直径约 200 至 300 微米,长 400 至 500 微米,壁厚约 10 微米。
然而,仔细观察会发现,中心粒壁由九个未覆盖(无膜)的相邻微管三联体“叶片”组成。以下部分描述了微管。
由于中心粒成对出现并具有垂直相交的轴,因此其中一个中心粒比另一个稍长,较短的中心粒连接到较长的中心粒的底部。几何形状导致这些被称为“母亲”和“女儿”中心粒。参见图 2和参考文献 [ 4 ]。参考文献 [ 4 ] 及其参考文献提供了有关中心粒的更多详细信息。
图 1。典型人体细胞的横截面草图。
图 2。中心粒对的粗略表示。
中心粒沉浸在许多蛋白质中。蛋白质在中心粒周围分层,形成一个称为“中心体”的小丘。中心体是微管发育的源泉。因此,中心体也被称为微管组织中心(MTOC)。
4. 微管
参考文献 [ 5 ] 提供了微管的概要描述。图 3展示了一个微管模型。
微管是所有细胞器中最具活力的。它们是空心圆柱体,外径为 25 μm,内径为 15 μm,长度不定,长度足以延伸超过半个细胞长度。
微管壁由α和β微管蛋白组成。微管蛋白是一种具有多种形式的蛋白质。出于结构建模目的,α 和 β 微管蛋白可以用边长为 5 μm 的立方体表示。在这种情况下,它们通常相互连接,与带有负电荷末端的 α 微管蛋白形成“二聚体”,如图 4 所示。
二聚体首尾相连,形成微管壁的细丝。然而,这些细丝并不是严格平行的,而是绕着微管轴盘绕,如图 3所示,从端视图中可以看出,有 13 根细丝形成微管壁。微管从中心体出现,并增加长度直到末端脱落,使微管变短。然后它继续从中心体(MTOC)中出现并再次变长。“离去”
图 3。微管模型。
图 4。α-β微管蛋白二聚体模型。
被称为“灾难”,而重新长度被称为“救援”。
5. DNA 和染色体
染色体是中心体的补充。染色体由 DNA(脱氧核糖核酸)组成,它可以扩展至极长(英里),也可以收缩到小于 1 纳米的厚度。当 DNA 完全收缩时,它形成成熟的染色体,准备在细胞即将分裂时分离。图 5提供了这些细胞器的表示。
如图5所示,染色体近似大写“H”的形式,有四个主要臂,这些臂的连接被称为“着丝粒”。“q 臂”比“p 臂”稍长。
6. 动粒
着丝粒是被称为“动粒”的微管状链的来源。事实上,动粒是微管的类似物,就像染色体是中心体的类似物一样。
因此,由于中心体也被称为微管组织中心(MTOC),因此染色体很可能被称为着丝粒组织中心“KTOC”。
7. 有丝分裂
根据字典定义:“有丝分裂”是一个发生在分裂细胞核中的过程 [ 6 ]。
当一个细胞即将分裂时,会发生两种自我复制的细胞器活动:
图 5。染色体的表示。
1)这对中心粒自我复制成两对,2)DNA自我复制使其体积加倍。
在细胞中的所有细胞器中,只有中心粒(在中心体中)和 DNA(在染色体中)具有自我复制的能力,而且它们基本上是同时进行的。
如图 6-9 所示,一旦创建了两对中心粒,它们就会分开,年轻的一对沿着细胞核的边界移开。它继续沿着边界移动,直到到达原子核的直径相对侧。
一旦中心粒在细胞核周围形成直径,它们就像中心体一样,将微管发射到细胞核表面,如图 10 所示。
同时,染色体发出动粒,如图 11 所示。
中心体发出的微管和染色体发出的动粒,它们的方向相互垂直。它们合在一起形成了一个穿过核的垂直网格,如图 12中象征性地表示的。垂直线是微管,水平线是动粒。动粒寻找微管并试图将自己附着在微管上。然后,中心体相等但相反的力将细胞核拉成两半。
8. 核反应
就在染色体的力倾向于将细胞核拉开之前,细胞核本身会在中心软化并变窄,如图 13 所示。
图 6。有丝分裂前与细胞核相邻的中心粒对。
图 7。原来的一对中心粒分成两对。
图 8。年轻的一对中心粒围绕核体迁移。
图 9。一对年轻的中心粒到达核的直径相对侧。
图 10。围绕细胞核延伸的微管。
图 11。染色体发射动粒。
图 12。将自身附着在微管上的动粒的符号表示。
图 13。核对中心体施加的相反张力的反应。
九、细胞质部及结束语
细胞质是除细胞核外的所有细胞内部。正是细胞质决定了人体器官、骨骼和皮肤所需的细胞类型。当细胞完全分裂或分离并复制成两个相同的细胞时,每个细胞都会带走一半的细胞质。
最后,前面对细胞分裂和复制的描述专门针对正常细胞而不是癌细胞。癌细胞可能有多个细胞核;因此,上述描述不适用于癌细胞。主要区别在于癌细胞通常具有两对以上的中心粒“多余中心粒”。
利益冲突
作者声明与本文的发表没有利益冲突。
参考
[ 1 ] Albert, B.、Bray, D.、Lewis, J.、Raff, M.、Roberts, K. 和 Wilson, JD (1994) 细胞分子生物学。第 3 版,加兰出版社,纽约。
[ 2 ] Harden, J.、Burton, G. 和 Kleinsmith, LJ (2015) Becker 的细胞世界。第 8 版,皮尔逊出版社,纽约。
[ 3 ] Sherman, IW 和 Sherman, VG (1983) 生物学——人类的方法。牛津大学出版社,纽约。
[ 4 ] Huston, RL (2016) 细胞分裂期间中心粒活动和错误活动的回顾。生物科学与生物技术进展,7, 169-182。
[ 5 ] Huston, RL (2016) 中心粒微管力学。生物科学与生物技术进展,7, 266-277。
[ 6 ] Merriam-Webster Inc. (1983) 韦氏第九新大学词典,马萨诸塞州斯普林菲尔德,Merriam-Webster。