细胞的分裂和分化

普通生物学中关于细胞的分裂和分化的思维导图。

细胞的分裂和分化

• 细胞分裂
  • 细胞周期与有丝分裂
    • 细胞周期
      • 间期
        • G1期
        • S期
          • DNA合成期
        • G2期
      • 分裂期M期
        • 前期
          • 染色体出现且变短变粗(着丝粒，动粒，纺锤体，中心体，中心体是形成微管的中心，星状丝)，(2个染色单体)，核仁解体，消失
        • 前中期
          • 核膜破碎，核纤层解聚，染色体凝集，缩短变粗，纺锤体在细胞中央，动粒微管长度基本相等
        • 中期
          • 染色体都排列在纺锤体中央，赤道板 微管有3种类型1.星体微管(中心体向外)2.动粒微管(连接中心体和染色体)3.极微管(两级向赤道板交汇)
        • 后期
          • 染色体分开，动粒微管变短，极微管延长，纺锤体两极的距离也加长了
        • 末期
          • 抵达两极时，动粒微管消失，极微管进一步延伸，染色体间距离进一步拉大。 核膜重新出现，染色体伸展延长成染色质 核仁开始出现
      • 胞质分裂
        • 动物
          • 细胞表面 微丝环带，环沟
        • 植物
          • 细胞内部 成膜体(纺锤体残余的微管) 细胞板→小泡中→多糖→初生细胞壁和果胶质的胞间层 ↓膜→新的质膜 →胞间连丝
      • 其中的变化
        • 核被膜得变化
          • 时期
            • 前期
              • 末期
          • 核纤层
          • 核被膜
          • 核孔
          • 爪蟾卵的粗提取物可以观察核被膜在活体外的解体和组装
        • 纺锤体
          • 由许多纤维组成
          • 微管组织中心
        • 染色体行为
          • 前期
            • 两个染色单体组成
          • 晚前
            • 着丝粒两侧分别出现动粒
          • 前中期
            • 2（染色单体动粒+动粒微粒)
          • 中期
            • 排列在赤道板上(拉力平衡)
          • 后期
            • 着丝粒分裂→意味着DNA复制已经完成，该区复制可能发生在M期（假说） 两个染色单体分离开→移向两级→事件
          • 秋水仙素作用
        • 细胞器
          • 大多都在有丝分裂间期
            • 叶绿体，线粒体→自身分裂
            • 其他→小泡（囊泡）
    • 分子机制控制细胞周期
      • 循环:G1期→S期→G2期 ↑ 胞质分裂←有丝↓
      • G0期
        • 在G1期中心粒完成复制→两对。酶和细胞器和微管蛋白大量合成之后
        • 三种情况
          • 进去出不来→人的神经细胞
          • 进去过→肝细胞和淋巴细胞
          • 直接不进去→植物jinjian，分生细胞，造血干细胞
      • 存在化学信号（调控）
        • 实验发现→先后时期细胞，先期细胞进入后期细胞
      • 细胞周期的捡控点
        • G1→至少3种 G2→1个 M期→着丝点的分裂（姐妹染色单体的分离）←动粒信号→APC（延迟末期的信号）（粘着蛋白的解聚）
      • 时钟
        • 细胞周期蛋白和周期蛋白依赖性激酶
      • 因素影响
        • 内部
          • 动粒的信息
        • 外部
          • 生长因子
            • 例子血小板衍生的生长因子
            • 密度制约的抑制作用
              • 贴壁依赖性（体内体外都适用）
              • 癌细胞没影响
      • 染色体
        • 间期一般在光镜下看不到，中期和后期很清晰，可用着丝粒（重复序列，且是最后复制的部分）计算染色体数目，主溢痕
        • 染色体数目
        • 染色体组型
          • 一套染色体
        • 染色体带型
          • G带→富含AT→水解酶吉姆萨染色 R带→富含GC→热碱吉姆萨染色
          • 原始→Q带→奎纳克林
          • 稳定的，可以区分不同的染色体， 相对保守 其变化也往往是某些遗传疾病和肿瘤等的特征和病因
• 减数分裂和有丝分裂的对比
  • 分裂
    • 减数分裂
      • 有丝分裂
    • DNA复制一次
      • 同
    • 但是分裂两次
      • 分裂一次
    • 产生4n
      • .产生2 2n
    • 联会及 联会复合体 非姐妹染色单体交叉互换
      • 没有联会
    • ↑两个同源染色体分别进入两个子细胞
      • 得到与亲本相同的一组染色体
• 个体发育中的细胞
  • 细胞分化
    • 单细胞真核生物的细胞是最复杂的细胞
    • 是在个体发育过程中，新生的细胞产生形态结构和功能上的稳定性差异，形成不同类型细胞的过程
    • 植物为例
      • 分生组织（幼嫩细胞分化成各种类型的特化细胞）
  • 细胞凋亡
    • 指细胞在发育过程中发生程序性死亡
    • 例脊椎动物肢体发育过程
    • 那些凋亡的神经元正是没有和靶细胞建立起联系的神经元
  • 一般全能性和干细胞
    • 已经分化了的某些动植物细胞中，细胞核仍然具有全能性
    • 例，受伤面上薄壁组织恢复细胞分裂，形成愈伤组织
    • 干细胞→随着胚胎发育，细胞逐渐丧失了发育成个体的能力，仅有少数细胞仍然有分化成其他细胞类型以及构建组织和器官的能力，这类细胞
    • 分类
      • 全能干细胞
      • 多能干细胞
        • 骨髓中
          • 淋巴干细胞
            • t细胞
            • b细胞
          • 髓样干细胞
            • 红细胞
            • 白细胞
            • 血小板
            • 异变→白血病 只有通过移植骨髓才可能治疗
      • 组织干细胞
  • 细胞衰老
    • 有效次数后，增殖抑制状态
    • 现象
      • 核被膜内折，染色体固缩，线粒体和内质网减少，膜流动性降低等
• 减数分裂
  • 将染色体数由2n减为n
    • 分裂过程
      • 减1
        • 前期
          • 细线
            • 染色体由两条姐妹染色单体组成
          • 偶线
            • 同源染色体联会，联会复合体出现 联会复合体的功能：使两个同源染色体稳定在一定距离中，这是染色体配对的必要条件；可能在适当条件下激活染色体的交换 (注：联会复制出于偶，熟于粗，消于双线)
          • 粗线
            • 同源染色体配对完成→二价体 非姐妹染色单体交叉互换
          • 双线
            • 联会复合体消失，非姐妹染色体间出现交叉结（交叉互换的结果）
          • 浓缩 （也称终变期）
            • 螺旋化程度更高，分裂进入中期
          • 特点→时间很长
        • 分裂期之后两个同源染色体分开时，交叉也消失，核被膜，核仁解体，中心粒完成复制，两个中心体分别移向两级，纺锤体形成。 （注→植物减数分裂过程中不形成中心体）
        • 中期
        • 后期
        • 末期
        • 间期一
          • 时间极短，无DNA合成
      • 减2
        • 前期
        • 中期→后期
          • 后期重要变化 →含有两条染色单体的染色体的着丝粒一分为二并彼此分开，走向两级。只含有一条核蛋白纤丝
        • 末期
    • 不同生物减数分裂发生事件不同
      • 终末的减数分裂
        • 发生在形成配子之前 动物的二倍性细胞通过减数分裂产生单倍性的配子
      • 起始的减数分裂
        • 衣藻绿藻等 减→n→有丝→n（两个n）→2n
      • 中间类型的减数分裂
        • 植物
        • 合子经过有丝分裂而成为二倍体的孢子体植物→产生孢子母细胞→减→单倍体的配子体植物（花粉粒或胚囊）
    • 丰富基因组合
      • 父本母本2的23次方，再加上交叉互换