細胞的分化與增殖
曉騫
“分化”一詞聽起來有些費解。在醫(yī)學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域,細胞分化是指隨著受精卵不斷的分裂增殖,其各子代細胞數(shù)量增加的同時,形態(tài)結(jié)構(gòu)、生化組成和功能方面都發(fā)生了明顯的差異,這種形成相對穩(wěn)定性差異的過程稱為“細胞分化”。在前面細胞增殖中提到,高等動物是從一個受精卵開始發(fā)育成機體的。受精卵能干什么呢?它一不能象紅細胞那樣攜帶氧氣,二不能象肌纖維那樣收縮和舒張,所以不是一個具體執(zhí)行某一種成體細胞能完成的功能。但是它具有比任何細胞都強大的分裂增殖能力,它的后代可以成為任何一種執(zhí)行某具體功能的細胞。當(dāng)然,這一過程不是一次分裂就達到的,每一次分裂都是意味著一次分化如此發(fā)展下去,直至達到機體細胞最高分化程度,如紅細胞、神經(jīng)細胞。
生命得以不斷地延續(xù)、繁衍,最重要的基礎(chǔ)就是要依靠細胞的生長和增殖。低等的單細胞生物,如變形蟲、衣藻等,須經(jīng)細胞增殖(細胞分裂)才能產(chǎn)生出新的子代,對于多細胞生物有機體,則是由受精卵經(jīng)過無數(shù)次的細胞分裂和分化發(fā)育,才形成新的個體??梢?,細胞的分裂增殖是生命得以延續(xù)的保證,是細胞生命活動的重要體現(xiàn)。
所謂細胞增殖即是指細胞通過分裂使細胞數(shù)目增加,使子細胞獲得和母細胞相同遺傳特性的過程。無論是有機體生長發(fā)育,還是成熟個體正常的生命活動的維持,都需要不斷增殖新的細胞。紅細胞,小腸絨毛膜上皮細胞不斷地更新,子宮內(nèi)膜的周期性脫落以及表皮的迅速更迭等,是成熟個體中細胞增殖的典型例子。此外,有機體創(chuàng)傷的修復(fù)也是通過細胞的生長、增殖進行的。
細胞的增殖具有三種不同的形式,即無絲分裂(amitosis)、有絲分裂(mitosis)和減數(shù)分裂(meiosis)。無絲分裂是一種直接進行細胞核與細胞質(zhì)分裂的方式;有絲分裂是真核細胞增殖的主要方式,分裂的結(jié)果是遺傳物質(zhì)平均分配到子細胞中;減數(shù)分裂是有性生殖個體在成熟過程中發(fā)生的一種特殊方式的細胞分裂,子細胞得到了親代細胞一半數(shù)目的遺傳物質(zhì)。
細胞生長和增殖的全過程稱為細胞增殖周期。有機體對這一周期性的增殖過程具有十分精確的調(diào)節(jié)能力,從而使細胞增殖過程表現(xiàn)出嚴格的時空順序。如果細胞增殖不能正常進行,有機體就會因失去平衡而產(chǎn)生各種疾病。如機體某一局部組織的細胞失去控制而無限地增殖,就可能形成惡性腫瘤,最終導(dǎo)致機體的死亡。因此,細胞增殖周期及其調(diào)節(jié)的研究不僅有助于認識許多重要理論問題,還將關(guān)系到從根本上了解和征服腫瘤。