細胞分化的實質
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細胞分化的實質是基因的選擇性表達。
細胞分化特點包括穩定性、不可逆性、差異性、普遍性、細胞持久性等。細胞分化是指同一來源的細胞逐漸產生出形態結構、功能特徵各不相同的細胞類羣的過程,其結果是在空間上細胞產生差異,在時間上同一細胞與其從前的狀態有所不同。
細胞分化概念
雖然每個細胞都含有一樣的基因組序列,有着相同的遺傳信息,但是基因是選擇性表達的。生物體在個體發育的不同時期、不同部位,通過基因水平、轉錄水平等的調控,表達基因組中不同的部分,最終完成細胞分化和個體發育。
在個體發育中,由一個或一種細胞增殖產生的後代,在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程,叫做細胞分化。
細胞分化(cell differentiation)指的是生物體內的細胞逐漸產生出形態結構、功能特徵各不相同的細胞類羣的過程,本質則是細胞內的基因組的選擇性表達方式,通過不同通道的開啓或關閉,產生相應的蛋白質,
細胞在分化的過程通常都是不可逆的。但是在某些條件下,分化了的細胞也可以發生可逆性變化,回到其未分化狀態,該過程稱爲去分化(dedifferentiation)。
細胞分化實例
如根尖的分生區細胞不斷分裂、分化,形成成熟區的輸導組織細胞、薄壁組織細胞、根毛細胞等;胚珠發育成種子,子房發育成果實;受精卵發育成蝌蚪,再發育成青蛙;骨髓造血、皮膚再生等都包含着細胞的分化。
細胞分化特點
持久性
一般來說,分化了的細胞將一直保持分化後的狀態,直到死亡。細胞分化貫穿於生物體整個生命進程中,在胚胎期達到最大程度。
差異性
高等生物比低等生物分化顯著;動物比植物分化顯著。
穩定性和不可逆性
通常分化了的細胞會一直保持分化後的狀態,直至最終凋零。一般情況下細胞分化是不可逆轉的過程。如心肌細胞、紅細胞不能轉化爲中胚層細胞,兩者之間也不能相互轉化。
普遍性
生物界普遍存在。
細胞分化是一種持久性的變化,細胞分化不僅發生在胚胎髮育中,而是在一生都進行着,以補充衰老和死亡的細胞。
如:多能造血幹細胞分化爲不同血細胞的細胞分化過程。一般來說,分化了的細胞將一直保持分化後的狀態,直到死亡。
細胞分化特徵
1、細胞分化的潛能隨個體發育進程逐漸“縮窄”,在胚胎髮育過程中,細胞逐漸由“全能”到“多能”,最後向“單能”的趨向,是細胞分化的一般規律;
2、細胞分化具有時空性,在個體發育過程中,多細胞生物細胞既有時間上的分化,也有空間上的分化;
3、細胞分化與細胞的分裂狀態和速度相適應,分化必須建立在分裂的基礎上,即分化必然伴隨着分裂,但分裂的.細胞不一定就分化。分化程度越高,分裂能力也就越差;
4、細胞分化具有高度的穩定性,正常生理條件下,已經分化爲某種特異的、穩定類型的細胞一般不可能逆轉到未分化狀態或者成爲其他類型的分化細胞;
5、細胞分化具有可塑性,已分化的細胞在特殊條件下重新進入未分化狀態或轉分化爲另一種類型細胞的現象。
細胞分化本質
細胞分化是基因選擇性表達的結果。
不同的組織都是由特殊類型的細胞組成的。每種細胞類型不但外形迥然不同,所產生的蛋白質也大有差別。由於基因控制着蛋白質的產生,而對於每個生物的每個細胞來講應該含有一套完全相同的基因。那麼爲什麼不同的組織會產生不同的蛋白質呢?
這是因爲雖然每個生物的所有細胞都含有同樣的全套基因,但各個基因的表達有差別。當細胞開始分化時,不同細胞的不同基因會在不同時間內被激活,表達一段時間後,一批基因的活動可能停止而另一批基因還在繼續,從而產生了各自細胞特定的蛋白質,進而產生了不同的組織。
因此,雖然所有的細胞都具有同樣的遺傳信息,但由於不同的基因在表達,纔有不同的分化。當然哪些基因表達且何時表達,取決於基因的選擇性,細胞內的遺傳物質沒有變化。個體絕不是細胞的簡單堆疊,而在於細胞的分化。
所以說,細胞分化是個體發育的細胞學基礎。
細胞分化意義
經過細胞分化可以形成不同的細胞羣,從而使不同的細胞具有不同的功能,使生物體的代謝更高效,從而使個體更能適應環境的生存。
細胞分化是一種普遍的生命現象。由受精卵發育成爲一個成熟個體的過程,實際上就是一個細胞由全能性向專能穩定性發展的過程。細胞的分工加強,生命活動的效能得到了提高。與此同時,已分化的細胞的發育潛能也逐漸受到抑制,細胞開始出現形態、結構和功能上的特異性,
而且這種變化具有明顯的區域性。形態結構相同的細胞通過細胞識別作用聚集、粘連在一起,最終形成了一個個具有較明顯差異的細胞羣。細胞由同型到異型的發展過程就是細胞的分化過程。
細胞分化的實質是:基因的選擇性表達。
在個體發育中,相同細胞的後代,在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程叫做細胞分化。細胞分化是一種持久性的變化,它發生在生物體的整個生命進程中,但是在胚胎時期達到最大限度。
從分子水平看,細胞分化意味着各種細胞內合成了不同的專一蛋白質,而專一蛋白質的合成是通過細胞內一定基因在一定的時期的選擇性表達實現的。
多細胞生物體一般是由一個受精卵通過細胞的增殖和分化發育而成。也就是說,僅僅有細胞的增殖而沒有細胞的分化,生物體是不能進行正常的生長髮育的`。經過細胞分化,在多細胞生物內就會形成各種不同的細胞和組織。
每個細胞都有一套完整的基因,但每個特定細胞的功能和形式都是由整個基因的一小部分表達出來的,所以細胞分化可以說是細胞對基因的選擇性表達。這種選擇性表達大多數學者認爲細胞打開了特定的不同DNA程序。
一般來說,體細胞是最終分化細胞,是細胞分化的最終結果,這些細胞不再具有分化能力;大量幹細胞具有多向分化的能力。在細胞分化之前,有一個分化決定,即在細胞分化成下一個細胞之前,它已經被決定分化成什麼樣的細胞。
一般來說,分化決定來自分化前細胞質中的蛋白質。然而,有證據表明,分化決定也與分化誘導信號有關。分化過程中,細胞中既有蛋白質DNA程序有關。
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