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  • 1 # 何以笙丶丶

    19世紀有三大發現:細胞學說、進化論和能量轉換定律。經過100多年的努力,在生命科學領域內,這三大發現都有不同程度的進展。達爾文的進化論進入了分子進化研究階段;生物能力學出現了Mirchell學說(雖然這個學說有待進一步完善);而細胞生物學的研究卻顯得有些緩慢。在最近的10多年間,由於採用了分子生物學的一些成果、技術和方法,使細胞的分子生物學研究,尤其是關於細胞週期的研究蓬勃地開展了起來。

    有人認為,細胞週期的分子生物學研究將對21世紀的生命科學產生革命性的影響,因為細胞週期研究已顯露出與胚胎髮育,腫瘤的發生與發展,細胞分化和增殖,神經細胞的生存,細胞生長因子的作用,生物膜的降解、生成以及代謝平衡等重大生命科學有密切的關係。

    我們知道,新陳代謝是生命的基本特徵之一,生活在自然界的各種生物都將隨著時間的流逝而趨於衰老,作為生物體基本單位的細胞也是如此。每個細胞都有一定的生命期限,活細胞長到一定階段,不是繁殖,就是死亡。細胞的繁殖是透過分裂的方式進行的,母細胞平均分裂成兩個和自身相同的子細胞,子細胞逐漸長大,重複母細胞的生命過程,由此生命得以世代繁衍,生生不息。細胞的這種生長與分裂的週期就叫做細胞週期,具體地講,細胞週期就是指一個活細胞從上一次分裂結束開始,到下一次分裂為止所經歷的過程。

    個細胞週期可人為地劃分為幾個時期(見圖)。開始人們按照細胞所處的形態學變化,將細胞週期劃分為間期與分裂期;而現代分析細胞週期的各期是以細胞核的遺傳物質DNA的複製和分裂作為主要標界的,並按時間順序將細胞週期確定為四個期:DNA合成前期(G1期),DNA合成期(S期),DNA合成後期(G2期)和分裂期(M期)。以M期和G1期之間有時還有一個靜止期稱為G0期。在G1期,經上一次分裂形成的子細胞開始生長,逐步達到母細胞原有的體積,功能也趨於完善。在此階段,除DNA外,三種不同的RNA以及細胞所需的各種蛋白質和酶類都進行合成。處於G1期的細胞可分為三種不同的型別:(1)進入G0期,不能繼續增殖分裂,透過分化、衰老至死亡的細胞,如神經細胞;(2)暫時進入G0期,不繼續增殖,僅在需要進再進入增殖週期的細胞,如肝細胞,只有當肝組織內細胞大量損傷,需要補充時才進行增殖;(3)繼續進行增殖,離開G1期進入其他各期並完成分裂的細胞,如消化道粘膜道細胞,因經常脫落、損傷,需不斷更新而具有很強的繁殖能力。S期以DNA複製為主要標誌,在此期染色體透過精確複製使細胞內的DNA變為完全相同的兩套,另外,還有些RNA和蛋白質也在此期合成。關於G2期,至今還不甚瞭解。有實驗證明,此期合成代謝雖不旺盛,但卻是進入分裂期所必須的階段。M期是細胞分裂期,前述各期所進行的各種合成代謝都是為此期所作的準備。進入M期,從染色體凝縮、分離,到染色質與胞質都平均分配成兩份,進而形成兩個完全相同的子細胞為止,又可分為前、中、後、末四個期,其間染色質及其他細胞結構都有複雜而明顯的形態學變化。然後,一個完整的細胞週期便告結束。

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