細(xì)胞生命歷程與腫瘤

劉芊芊

（鄭州市第一中學(xué)，河南 鄭州 450000）

細(xì)胞生命歷程與腫瘤

劉芊芊

（鄭州市第一中學(xué)，河南 鄭州 450000）

自然界中存在的生命形式，除病毒外，幾乎均為細(xì)胞生物，因此細(xì)胞作為生命的基礎(chǔ)，其意義是極為重大的。而宏觀上的生命進(jìn)程其實(shí)是建立在細(xì)胞的微觀生命進(jìn)程上的，二者在時(shí)間與表現(xiàn)形式上既有聯(lián)系又有區(qū)別。總體上宏觀生命的表現(xiàn)與軀體大多數(shù)細(xì)胞的生命表現(xiàn)相一致。因此了解細(xì)胞的生命歷程對于我們了解更加熟悉的宏觀生命具有積極意義，同時(shí)也有助于研究與細(xì)胞生命過程異常相關(guān)的一些疾病有關(guān)，其中最為密切的就是腫瘤。

細(xì)胞、生命歷程、腫瘤

細(xì)胞正常的生命歷程：細(xì)胞從“出生”到“死亡”的一生：細(xì)胞生長，細(xì)胞分裂增殖、細(xì)胞分化、細(xì)胞死亡，以及異常的細(xì)胞癌變。

1 細(xì)胞生長

一個(gè)細(xì)胞生命的開始是通過其他類似的細(xì)胞分裂或其他細(xì)胞分化而開始，新產(chǎn)生的細(xì)胞大部分是不進(jìn)行細(xì)胞體積上的增長的，只有身體中特定部位的細(xì)胞會首先進(jìn)行一系列體積增大的變化，如神經(jīng)元細(xì)胞需要通過細(xì)胞體積的增加而逐漸形成樹突軸突等結(jié)構(gòu)。

2 細(xì)胞分裂

細(xì)胞分裂是生物生長最主要的方式，生物生長一般包括兩個(gè)方面：細(xì)胞數(shù)量和體積上的生長，其中造成生物體積差異的主要因素是細(xì)胞數(shù)量的不同。細(xì)胞分裂幾種常見的類型為有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂。分裂方式取決于細(xì)胞類型。

2.1 原核細(xì)胞

原核細(xì)胞屬于進(jìn)化上較為低級的細(xì)胞形式，原核細(xì)胞與真核細(xì)胞在細(xì)胞組成的諸多方面都有不同，包括細(xì)胞壁成分，細(xì)胞器種類（原核細(xì)胞無有膜細(xì)胞器），遺傳物質(zhì)所在部位等。原核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)存在于擬核中，擬核是未成形的細(xì)胞核，真核細(xì)胞中遺傳物質(zhì)存在于細(xì)胞核中，且真核動物細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中存在中心體，中心體是動物細(xì)胞有絲分裂的關(guān)鍵，原核細(xì)胞只能進(jìn)行無絲分裂。無絲分裂又可稱為二分裂，分裂方式簡單，但容易造成分配不均、遺傳變異等。

2.2 真核細(xì)胞

真核細(xì)胞的分裂方式十分復(fù)雜，同時(shí)包括無絲分裂、有絲分裂和減數(shù)分裂。

2.2.1 無絲分裂

無絲分裂在真核細(xì)胞中是存在的，，在1841年，R.Remark首先在雞胚血細(xì)胞中觀察發(fā)現(xiàn)了真核中的無絲分裂，而當(dāng)時(shí)并未命名為無絲分裂，直到1882年，F(xiàn)lemming提出了無絲分裂的概念。

2.2.2 有絲分裂

這是真核細(xì)胞最為重要的分裂方式，是真核細(xì)胞生物生長發(fā)育的基礎(chǔ)。有絲分裂的特征為在分裂過程中，出現(xiàn)紡錘體和染色體的一系列變化，之后才出現(xiàn)細(xì)胞的分裂。

總體上，有絲分裂按時(shí)間順序及分裂特征可以分為分裂間期和分裂期，分裂期又可以分為前期、中期、后期、末期。

分裂間期，作為細(xì)胞分裂的起始階段，分裂間期主要的作用是為接下來的細(xì)胞分裂期進(jìn)行物質(zhì)積累，包括蛋白質(zhì)和RNA的合成以及DNA的復(fù)制。

分列前期是細(xì)胞進(jìn)入分裂期的第一個(gè)階段，可以觀察到染色體、細(xì)胞核的一系列變化。染色體方面，首先在光學(xué)顯微鏡下可以發(fā)現(xiàn)，染色質(zhì)濃縮聚集，染色加深，由于在分裂間期DNA進(jìn)行復(fù)制，至分裂前期時(shí)，每條染色體已經(jīng)形成姐妹染色單體，DNA模板和新復(fù)制形成的DNA通過中節(jié)相連，稱之為二分體。核膜核仁逐漸消失（是為接下來染色體在赤道板排列做準(zhǔn)備），中心體逐漸聚集，至分裂前期末，可以見到紡錘絲及紡錘體的形成（中心體存在于動物細(xì)胞及部分低等植物細(xì)胞中，動物細(xì)胞的紡錘體是中心體形成的，而高等植物不是）?？傮w，分裂前期細(xì)胞內(nèi)由于染色體已經(jīng)復(fù)制而細(xì)胞還未分裂，此時(shí)細(xì)胞內(nèi)DNA的數(shù)量呈現(xiàn)四倍體。

分裂中期：有絲分裂中期最大的特點(diǎn)為染色體排列在赤道板上，前期中已經(jīng)逐漸消失的核膜和逐漸形成的紡錘體已完全成形。細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)十分清晰赤道板兩側(cè)物質(zhì)基本均勻。

分裂后期的最重要變化是姐妹染色單體的分離，表現(xiàn)為在紡錘絲的牽引下，位于赤道板兩側(cè)的姐妹染色單體逐漸分離（中節(jié)分開），此時(shí)細(xì)胞質(zhì)還未分裂，細(xì)胞內(nèi)染色體加倍，為染色體四倍體。動物細(xì)胞中央已經(jīng)開始有細(xì)胞膜凹陷。

分裂末期：有絲分裂進(jìn)行到分裂末期已經(jīng)接近完成，末期進(jìn)行的主要“善后工作”，包括新形成的核膜核仁，以及胞質(zhì)的分離，動物細(xì)胞胞質(zhì)分裂的方式為從細(xì)胞膜中央凹陷處逐漸分離，植物細(xì)胞為赤道板部位出現(xiàn)細(xì)胞壁。動物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)分離主要是通過縊縮和起溝的方式進(jìn)行，在這個(gè)過程中起作用的成分推測為細(xì)胞質(zhì)周邊的微絲和肌球蛋白。

2.2.3 減數(shù)分裂

減數(shù)分裂是真核細(xì)胞中生殖細(xì)胞形成的主要方式，其重要的特點(diǎn)是細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)復(fù)制一次細(xì)胞分裂兩次，因此最終形成細(xì)胞內(nèi)遺產(chǎn)物質(zhì)的數(shù)量是減半的，也就是其名稱的由來。減數(shù)分裂的意義在于通過此種方式使得親代與子代在遺傳物質(zhì)上保持穩(wěn)定，即保證了子代遺傳物質(zhì)數(shù)量上的穩(wěn)定，又同時(shí)遺傳了不同親代的遺傳物質(zhì)。所以可以說減數(shù)分裂的是有性生殖的基礎(chǔ)，是生物質(zhì)遺傳、進(jìn)化和生物多樣性的重要基礎(chǔ)。

總體上，減數(shù)分裂有有絲分裂的主要區(qū)別在于染色體復(fù)制的次數(shù)與細(xì)胞分裂的次數(shù)，以及四聯(lián)體的形成等。

減數(shù)分裂的主要過程：

減數(shù)分裂大體分為兩個(gè)階段，也就是細(xì)胞共分裂兩次。一階段二階段減數(shù)分裂前期與有絲分裂的前期相類似，同樣都是DNA，RNA和蛋白質(zhì)等的復(fù)制。主要的不同點(diǎn)在于減數(shù)分裂會形成四聯(lián)體，同時(shí)同源染色體的非姐妹染色單體在形成四聯(lián)體的同時(shí)可能出現(xiàn)交叉互換，交叉互換是基因重組的重要組成方式。

減數(shù)分裂的中期和有絲分裂的過程比較相似

減數(shù)分裂的后期，出現(xiàn)同源染色體分離，非同源染色體自由組合，這一方式是基因重組的另一種方式。

第一階段減數(shù)分裂的末期形成初級精母細(xì)胞或初級卵母細(xì)胞和第一極體，第二階段減數(shù)分裂末期形成次級精母細(xì)胞并形成精細(xì)胞，或者次級卵母細(xì)胞和第二極體。這其中相較于有絲分裂不同點(diǎn)為：減數(shù)分裂細(xì)胞質(zhì)的分裂在雌性細(xì)胞中是不均勻的，第一、二極體中包含很少的細(xì)胞質(zhì)，而次級卵母細(xì)胞和卵細(xì)胞中含有較多量的細(xì)胞質(zhì)。次級精母細(xì)胞和精子主要組成是細(xì)胞核物質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)的成分很少。因此形成的受精卵中的細(xì)胞核主要來源與精子和卵細(xì)胞，細(xì)胞質(zhì)來源于卵細(xì)胞。

3 細(xì)胞分化

細(xì)胞分化是指在多核細(xì)胞生物中，干細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞分裂時(shí)，子細(xì)胞基因選擇性表達(dá)（如DNA甲基化等），所導(dǎo)致的細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能以及細(xì)胞表面蛋白標(biāo)志物產(chǎn)生穩(wěn)定性差異的過程，細(xì)胞分化在正常情況下是不可逆，而在異常情況如細(xì)胞癌變發(fā)生時(shí)會產(chǎn)生去分化這一現(xiàn)象。細(xì)胞分化能力最強(qiáng)的細(xì)胞為受精卵，其可以分化為全身所有類型的細(xì)胞，如肌肉細(xì)胞、骨骼細(xì)胞等。細(xì)胞分化和細(xì)胞分裂是生物體生長發(fā)育的基礎(chǔ)。

4 細(xì)胞死亡

細(xì)胞的死亡可以分為兩種方式。細(xì)胞凋亡（即細(xì)胞的程序性死亡）和細(xì)胞壞死。

細(xì)胞凋亡是細(xì)胞主動的程序性的死亡，其具有生物學(xué)意義，如人尾部的退化。而細(xì)胞壞死則是當(dāng)細(xì)胞暴露在不良因素中而引起的細(xì)胞被動性死亡。細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死在光學(xué)顯微鏡下具有形態(tài)學(xué)的差異。細(xì)胞凋亡過程中，細(xì)胞縮小，DNA被核酸內(nèi)切酶切割成小的片段，且有生物膜包裹細(xì)胞成分形成的凋亡小體，凋亡細(xì)胞周圍沒有炎癥，而細(xì)胞壞死不具有凋亡小體，同時(shí)壞死細(xì)胞周圍通常有炎性反應(yīng)。

5 細(xì)胞癌變

細(xì)胞癌變是一種特殊類型的變化，其本質(zhì)上是細(xì)胞遺傳物質(zhì)的異常，細(xì)胞基因中正常存在原癌基因和抑癌基因，原癌基因和抑癌基因的相互平衡是細(xì)胞正常生長卻又不會過度分裂的重要保證，細(xì)胞癌變一般是由于原癌基因從抑制狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，這種轉(zhuǎn)變主要是抑癌基因作用的喪失。

癌變細(xì)胞的基本特點(diǎn)為：

細(xì)胞分裂分化不受控制，可以無限增殖和去分化；

轉(zhuǎn)移性：細(xì)胞表面糖蛋白數(shù)量降低，導(dǎo)致細(xì)胞粘附力下降

細(xì)胞異型性：指細(xì)胞的形態(tài)由于細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分的異常（基因異常導(dǎo)致細(xì)胞表達(dá)蛋白質(zhì)的異常進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞組成成分的異常）所導(dǎo)致的細(xì)胞形態(tài)的變化

細(xì)胞表面蛋白標(biāo)志物變化

細(xì)胞作為人體的基本組成結(jié)構(gòu)，其正常的生理狀態(tài)是人體健康的基礎(chǔ)，因此了解細(xì)胞層面上一些生理病理上的特點(diǎn)，對于我們進(jìn)一步掌握疾病診斷、治療和預(yù)后等具有積極意義，希望今后在此方面能有更多更好的發(fā)展。

[1]王 晨.細(xì)胞的生命歷程[J].試題與研究:高考,2016(24).

[2]張 眾,Xiao Gary,等.細(xì)胞生命進(jìn)程中microRNA調(diào)控的意義[J].臨床與實(shí)驗(yàn)病理學(xué)雜志,2012,28(5):477-481.

[3]薛金星.中學(xué)教材全解·高中生物必修1—分子與細(xì)胞(人教實(shí)驗(yàn)版).西安:陜西人民教育出版社.2014:14.

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ISSN.2095-8242.2017.053.10476.02

本文編輯：趙小龍