FAQ:细胞繁殖
12 Dec 2016
为了地球上的生命可以连续存在数十亿年,细胞必须增殖。 细胞分裂的过程涉及两个关键事件。 首先 - 遗传信息的一倍,即DNA复制。 在该过程中,编码非常精确复制的基因的DNA分子,因此获得两个DNA分子是相同的。 第二个事件 - 基因组的分离(实际细胞分裂或有丝分裂),有两个拷贝的基因组应该分散,并基于它们应该形成两个新的细胞。
虽然它似乎并不复杂,但真的是一个奇怪的复杂过程。 为了分离遗传物质,巨大的DNA分子(一个人染色体含有长度为几厘米的DNA分子)必须非常密集地包装。 被切开的未包装的DNA分子是不可能的,它们必须转化成称为染色体的小型紧密细胞。 氰钴胺素注射 (维生素B12)是必要的DNA的决策。
- 1. 主轴的形成
染色体由两个染色单体组成,每个染色单体含有DNA分子的一个拷贝。 每个染色体都需要分成两部分。 为此目的,细胞骨架的组分,即微管。 细胞骨架与人体骨骼非常相似。 主要的区别在于其组件具有令人难以置信的动态性。 微管是不稳定的,它不断地改变可以生长和理解的丝状结构。 单个微管在间期的寿命相对较小 - 只有几分钟。 有丝分裂期间微管的半衰期甚至更少 - 15-20秒。 这种动力学的增加需要微管可以“发出”他们周围的空间,并找到染色体,然后会带走。
结果,它应当形成被称为主轴分割的系统。 它包括三个主要组成部分。 中间的染色体,每个由两半组成。 每一半必须拉伸到细胞的极点,其是细胞中心(包含触发微管生长的成分的特殊结构)。 从所有方向的细胞中心生长微管,其在其末端与染色体连接。
- 2. 蛋白质电机
这个系统怎么样? 细胞是核,它压缩染色体和纺锤形成。 在细胞的细胞质中,有从它们中的每个的两个中心在所有方向系统生长的微管。 它们可以彼此相互作用并与细胞的其他组分相互作用。 它们与称为马达的特殊蛋白质相关。 这些电机具有沿着微管“走动”的能力,微管是极性结构。 与细胞中心相关的末端称为“负端”,另一端称为“正末端”,则应将其与染色体接触。
电机沿着微管“走”或到达一侧或另一侧,即“正端”或“负端”。 它们可以例如移动结构(单元中心)。 它是如何工作的? 假设电机连接到质膜,其能够移动到“负 - 晚”微管,即细胞的中心。 如果他会接触微管,它会通过它,但由于它是与膜相关联,它会移动自己的微管,将赶上质膜,并沿着细胞中心拖动。 并且整个系统开始沿质膜的方向移动。 第二个细胞中心也开始转移到细胞膜另一侧的一侧。 这两个细胞微管从中心向侧面散射。 其原理是,虽然过程更复杂,以便实现这一目标(电池中心的差异)需要各种电机的协调工作。 因此,主轴,染色体,但尚未。
- 3, 着丝粒
核膜破坏后出现染色体。 每个染色体具有两个结构 - 需要的动粒子,以便然后拉开基因组的两个拷贝。 微管可以与动粒相互作用。 在染色体在细胞质中与染色体之一的混乱分布偶然地与从细胞中心之一生长的微管相互作用。 在这一点上,它不再固定和随意地组装和拆卸。 动作电机开始在染色体“负端”的方向上移动,其中是细胞的中心。 这需要微管的极性。
在某些时候,在另一个染色体微管上的第二个动粒子与细胞的另一端相互作用。 所以,事实证明,染色体,位于中间,因为它是“钉十字架”在微管,跨越细胞生长。 每个染色体kinetochores试图移动到一个细胞中心,所以染色体迟早会在细胞之间的某个地方。 结果,所有染色体在赤道排列,逐渐分裂细胞。
- 4. 染色体的划分
整个过程是完全随机的。 有一些错误,例如,当两者仅连接从细胞的一个极延伸的细胞核微管。 这导致可怕的后果 - 与染色体数量异常相关的各种严重疾病。 这是一个危险的过程,但是这样随机的,以高概率创建一个非常有序的系统。 氰钴胺注射维生素B12 -是必需的DNA的合成。
在这个过程后,染色体必须以某种方式分裂成两个,每一半都会赶上他的极点。 作为一个细胞决定是时间分裂染色体和开始他们的推? 事实证明,细胞感觉到所有动粒都与微管相关联。 到目前为止,没有接触,没有染色体部分。 进行了一个惊人的美丽的实验,有染色体已经与一个极点相关联,并开始移动他,他们杀了第二个激光动力。 之后,所有染色体被分开和分散,结果变成异常细胞。 细胞感觉到它具有自由的细胞分裂,但是这个不可思议的过程的分子机制仍然知之甚少。 当所有动粒子繁忙时,整个系统形成,它给出关于需要切割保持染色体的蛋白质以使它们可以“分散”的信号的信号。
- 5. 师的错误
裂变过程是非常复杂的。 在他的细胞形成幻想有序的结构,由于自组织出现。 毫不奇怪,错误发生。 在现代生物学是最重要的应用问题之一,因为它与癌症的研究直接相关。 大多数肿瘤通常与细胞增殖的调节中的一些损伤相关。 大多数用于癌症治疗的药物是基于细胞如何增殖,发生了什么以及如何得到补偿的知识。