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細胞生物學

細胞生物學是以細胞為研究對象,研究細胞的結(jié)構(gòu)、功能和行為的學科。細胞生物學是現(xiàn)代生命科學的前沿分支學科之一,主要是從細胞的不同結(jié)構(gòu)層次來研究細胞的生命活動的基本規(guī)律。從生命結(jié)構(gòu)層次看,細胞生物學位于分子生物學與發(fā)育生物學之間,同它們相互銜接,互相滲透。

細胞是生命的基本單位,所有的生物體都是由細胞構(gòu)成的。細胞可分為原核細胞和真核細胞兩大類型,二者的細胞結(jié)構(gòu)和代謝各具特點。華美生物匯總了近幾年研究熱點,包括:細胞凋亡、焦亡、自噬、鐵死亡等。

1、真核&原核細胞結(jié)構(gòu)大不同

如前所述,細胞分為原核細胞和真核細胞兩種類型,由原核細胞構(gòu)成的生物稱為原核生物,包括細菌支原體、衣原體,等等。簡單來說,分原核真核的依據(jù)是有無核膜,無核膜原核,有核膜真核。關(guān)于真核細胞與原核細胞最根本的區(qū)別可以歸納為兩條:

● 細胞膜系統(tǒng)的分化和演變(如圖1所示):

真核細胞以膜系統(tǒng)的分化為基礎(chǔ),首先分化為兩個獨立的部分——細胞核、細胞質(zhì),細胞質(zhì)內(nèi)又以膜系統(tǒng)為基礎(chǔ)分隔為結(jié)構(gòu)更加精細、功能更加專一的單位(各種重要的細胞器)。細胞內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和職能的分工是真核細胞區(qū)別于原核細胞的重要標志。

真核細胞與原核細胞示意圖

圖1. 真核細胞與原核細胞示意圖

● 遺傳信息量和遺傳裝置的擴增與復雜化:

建立在細胞內(nèi)膜系統(tǒng)分化基礎(chǔ)上的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的區(qū)域化和專一化,是細胞進化過程中的一次重大飛躍,導致了遺傳裝置的擴增與基因表達方式的相應(yīng)變化。真核細胞的基因組一般遠大于原核細胞,作為遺傳信息載體的DNA也由原核細胞的環(huán)狀單倍性變?yōu)榫€狀多倍性。

2、細胞行為

細胞凋亡:是一種有序的或者程序性的細胞死亡方式,是細胞受到特定基因調(diào)控后的主動性死亡過程,也是正常的細胞生理應(yīng)答反應(yīng),凋亡的細胞最終將被體內(nèi)吞噬細胞處理。

細胞焦亡:細胞焦亡(Pyroptosis)又稱細胞炎性壞死,是一種程序性細胞死亡,表現(xiàn)為細胞不斷脹大直至細胞膜破裂,導致細胞內(nèi)容物的釋放進而激活強烈的炎癥反應(yīng)。

細胞壞死:是極端的物理、化學或其他嚴重的病理性因素誘發(fā)的細胞死亡,是病理性細胞死亡。壞死細胞的膜通透性增高,致使細胞腫脹,細胞器變形或腫大,早期核無明顯形態(tài)學變化,最后細胞破裂。

細胞自噬:是真核細胞內(nèi)一種應(yīng)激過程,涉及細胞內(nèi)眾多信號途徑及生物大分子以及受損細胞器的降解、循環(huán)。


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