什么叫生物学,什么叫生物学父亲

首页 > 经验 > 作者:YD1662023-06-14 22:06:42

生物膜结构

细胞器:精巧的微环境

真核细胞用生物膜分割包围形成了细胞器(Organelle),比如细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体,还有植物细胞特有的叶绿体和液泡。

神奇的是,不同细胞器的膜结构,也不完全相同,都被进行了特异性的改造。比如,细胞核的核膜上就有特殊的“核孔”结构,方便生物大分子的进出。

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细胞核:最大、最重要的细胞器

更有趣的是,膜结构并非是一个静止的墙,而是始终处于流动之中。这样可以完成一些诸如“胞吞”或“细胞自噬”等高难度动作。

细胞的分工:分化之树

我们看到,细胞内部实现了高度的区域化分工,而细胞本身也存在分工。比如,人体约有50万亿个细胞,大致可分为200多种类型,这么多类型是从哪来的呢?

“细胞分化”(Cell Differentiation)

虽说每个细胞都具有相同的基因组,但是只允许表达某一部分基因(“选择性阅读”),从而变成了不同种类的细胞。

正是基于这一原理,国际上兴趣了一个大科学计划——“人类细胞图谱”(Human Cell Atlas, HCA),将采用分子表达谱来对细胞进行分类。

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“人类细胞图谱”(Human Cell Atlas, HCA)

从一颗受精卵细胞,逐渐分化成各类细胞的过程,画出来就是一棵树状图,类似于家谱图一样,被称为细胞谱系(Cell Lineage)——

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干细胞(血胚细胞)的分化图谱

这一棵树上,凡是具有分化能力(“干性”)的细胞,广义上都可称为“干细胞”(“树干”之“干”)。

细胞的分化程度越高,细胞的可塑性就越小。不过,1996年的克隆羊表明,高度分化的细胞也具有“全能性”。而且,2006年,将体细胞的基因表达程度进行了改写,使之成为一种类似于胚胎干细胞的多能干细胞(IPS Cell),这也引发了一个新的领域——“细胞重编程”(Cell Reprogramming)。

现在,人们越来越认识到,细胞分化是一个动态可逆的过程。所以说,细胞的命运不是绝对的,而是相对的。

生命的本质:无标度网络

生命是典型的复杂系统,那么其复杂性必然来自于两个方面:

整体大于部分之和。——亚里士多德

比如,在基因层级,人们现存知道,基因并不是“单干”的,它们之间通常有着密切的关系和互作,各基因共同形成一个复杂的基因调控网络——

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