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细胞生物学综述 细胞是生命的基本单位,细胞的特殊性决定了个体的特殊性,因此,对细胞的深入研究是揭开生命奥秘、改造生命和征服疾病的关键。细胞生物学已经成为当代生物科学中发展最快的一门尖端学科,是生物、农学、医学、畜牧、水产和许多生物相关专业的一门必修课程。50年代以来诺贝尔生理与医学奖大都授予了从事细胞生物学研究的科学家。 1. 什么是细胞生物学 细胞生物学是一门新兴学科,是当前生命科学中四大前沿学科之一。它的内容处处体现着现代生物学各分支学科的交叉与整合。是生物科学的核心学科。特别是在分子生物学概念和方法引进之后,细胞生物学由光学显微镜下结构和功能的简单描述进入细胞分子生物学水平。 潘大仁在其书中谈到:“研究细胞及其本生命活动规律的科学称为细胞生物学(cell biology )” 。[1]换种说法就是细胞学(cell biology) 在显微、亚显微和分子水平三个层次上,研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学。细胞生物学由Cytology发展而来,Cytology是关于细胞结构与功能(特别是染色体)的研究。目前,人们已经把细胞整体水平、超微水平和分子水平三方面的研究有机的结合起来,以动态的观点研究细胞和细胞器的结构和功能,探索细胞基本生命活动的规律。[1] 细胞生物学的发展经历了以下四个时期: 1)1665-1830S,细胞的发现,进入显微生物学阶段。 2)1830-1930S,细胞学说的提出,Cytology的诞生。 3)1930-1970S,电镜技术的应用,Cytology发展为细胞生物学。 4)1980S以来,进入分子细胞生物学阶段。2.?????细胞生物学的研究内容?(1)?细胞结构与功能??????一般认为:细胞(cel[]是由膜包围的原生质(protoplasm)团,通过质膜与周围环境进行物质和信息交流,细胞是构成有机体的基本单位.具有自我复制的能力,是有机体生长发育的基础;细胞是代谢与功能的基本单位,具有一套完整的代谢和调节体系;细胞是遗传的基本单位,具有发育的全能性。总之,细胞是一切生命活动的基本单位,没有细胞就没有完整的生命。[2]?
生命活动的基础是细胞内高度有序的动态的复合结构体系,在亚细胞水平可以将细胞结构大致归纳为三大基本结构体系:由蛋白质与核酸构建的遗传信息结构体系(包括染色体、核仁、核糖体);由蛋白质与脂类构建的膜结构体系(包括细胞膜、核膜与各种细胞器膜);由蛋白质与蛋白质构建的细胞骨架体系(包括细胞质骨架和核骨架)。由这些基本结构体系形成的细胞器与各级结构在细胞内有组装、去组装、重组装与重建等过程。有不少细胞结构可以在体外进行组装与重组装。体外装配实验模式的建立对研究细胞结构体系组装机制提供了很好的基础手段。近年在这一领域进展最快的是细胞核体外组装,细胞骨架组装、人工染色体与人工膜组装等。[3]?(2)?细胞增殖?
????????细胞增殖(cell?proliferation)是指细胞通过分裂,便于细胞与亲代细胞具有相似的遗传特性,并使细胞数目增加的过程。?
????????构成生物有机体的细胞虽然种类繁多.生命过程有长有短。但最终命运只有两种:其一是经过细胞分裂,由原来的一个亲代细胞变为两个子代细胞;其二是细胞死亡,生命活动消失。?
????????细胞增殖是生物繁育和生长的基础;是衰老、死亡细胞更新的基础;是细胞分化形成组织、器官、系统的基础;而且机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等都要依赖细胞
增殖。[4]?(3)?细胞分化?
多细胞动物有几十种至几百种不同类型的细胞,每一种类型的细胞在形态、结构、功能以及生化特性方面都各不相同。多细胞动物的所有不同类型的细胞都有同一来源,即都是从受精卵发育而成的。受精卵通过细胞分裂产生的子细胞,为人适应特殊化的功能,合成了特异的蛋白质,并且在形态结构方面也相应地发生了改变,因此出现了各种不同类型的细胞。[3]?(4)?细胞衰老?
????????细胞衰老(cell?senescence)是指细胞在形态与生化成分上的改变,进而引发生物体生理功能障碍的现象。它是一个缓慢过程,随细胞年龄的增高而加剧[4]。细胞的衰老主要体现在细胞膜化学成分的改变、细胞器数目形状的改变、以及细胞核和细胞代谢功能的改变。?
????????细胞哀老是一个复杂的生理过程,许多学者在这方而作过广泛的研究。提出了许多假说,这些假说只是从不同侧面和深度探索细胞衰老的原因,虽然各自都有一定的科学根据,但大都不能解释衰老的全部机制。提出的假说分别都有:自由基说,端粒丢失说,衰老的基因说,DNA修复能力下降假说。?(5)?细胞凋亡?
????????Kerr于1965年最早发现细胞凋亡现象。他观察到在局部缺血的情况下,大鼠肝细胞边疆不断地转化
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