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细胞分化现象及特点是什么(细胞分化的主要特征)

2023-04-17 10:40:16
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  细胞分化是指细胞在生长和发育过程中,根据自身的遗传信息和外部环境的要求,逐渐丧失其增殖能力,并开始在形态、功能和代谢方面表现出不同的行为和特性的过程。  

  下面我们就来详细介绍下。细胞分化特点包括稳定性、不可逆性、差异性、普遍性、细胞持久性等。细胞分化是指同一来源的细胞逐渐产生出形态结构、功能特征各不相同的细胞类群的过程,其结果是在空间上细胞产生差异,在时间上同一细胞与其从前的状态有所不同。

  一、细胞分化概念

  虽然每个细胞都含有一样的基因组序列,有着相同的遗传信息,但是基因是选择性表达的。生物体在个体发育的不同时期、不同部位,通过基因水平、转录水平等的调控,表达基因组中不同的部分,最终完成细胞分化和个体发育。

  在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫做细胞分化。

  细胞分化(cell differentiation)指的是生物体内的细胞逐渐产生出形态结构、功能特征各不相同的细胞类群的过程,本质则是细胞内的基因组的选择性表达方式,通过不同通道的开启或关闭,产生相应的蛋白质,细胞在分化的过程通常都是不可逆的。但是在某些条件下,分化了的细胞也可以发生可逆性变化,回到其未分化状态,该过程称为去分化(dedifferentiation)。

  二、细胞分化的实例

  如根尖的分生区细胞不断分裂、分化,形成成熟区的输导组织细胞、薄壁组织细胞、根毛细胞等;胚珠发育成种子,子房发育成果实;受精卵发育成蝌蚪,再发育成青蛙;骨髓造血、皮肤再生等都包含着细胞的分化。

  三、细胞分化的特点

  1.持久性:一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中,在胚胎期达到最大程度。

  2.差异性:高等生物比低等生物分化显著;动物比植物分化显著。

  3.稳定性和不可逆性:通常分化了的细胞会一直保持分化后的状态,直至最终凋零。一般情况下细胞分化是不可逆转的过程。如心肌细胞、红细胞不能转化为中胚层细胞,两者之间也不能相互转化。

  4.普遍性:生物界普遍存在。

  细胞分化是一种持久性的变化,细胞分化不仅发生在胚胎发育中,而是在一生都进行着,以补充衰老和死亡的细胞.如:多能造血干细胞分化为不同血细胞的细胞分化过程。一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。

  四、细胞分化的特征

  1.细胞分化的潜能随个体发育进程逐渐“缩窄”,在胚胎发育过程中,细胞逐渐由“全能”到“多能”,最后向“单能”的趋向,是细胞分化的一般规律;

  2.细胞分化具有时空性,在个体发育过程中,多细胞生物细胞既有时间上的分化,也有空间上的分化;

  3.细胞分化与细胞的分裂状态和速度相适应,分化必须建立在分裂的基础上,即分化必然伴随着分裂,但分裂的细胞不一定就分化。分化程度越高,分裂能力也就越差;

  4.细胞分化具有高度的稳定性,正常生理条件下,已经分化为某种特异的、稳定类型的细胞一般不可能逆转到未分化状态或者成为其他类型的分化细胞;

  5.细胞分化具有可塑性,已分化的细胞在特殊条件下重新进入未分化状态或转分化为另一种类型细胞的现象。

  五、细胞分化的本质

  细胞分化是基因选择性表达的结果。

  不同的组织都是由特殊类型的细胞组成的。每种细胞类型不但外形迥然不同,所产生的蛋白质也大有差别。由于基因控制着蛋白质的产生,而对于每个生物的每个细胞来讲应该含有一套完全相同的基因。那么为什么不同的组织会产生不同的蛋白质呢?这是因为虽然每个生物的所有细胞都含有同样的全套基因,但各个基因的表达有差别。当细胞开始分化时,不同细胞的不同基因会在不同时间内被激活,表达一段时间后,一批基因的活动可能停止而另一批基因还在继续,从而产生了各自细胞特定的蛋白质,进而产生了不同的组织。因此,虽然所有的细胞都具有同样的遗传信息,但由于不同的基因在表达,才有不同的分化。当然哪些基因表达且何时表达,取决于基因的选择性,细胞内的遗传物质没有变化。个体绝不是细胞的简单堆叠,而在于细胞的分化。所以说,细胞分化是个体发育的细胞学基础。

  六、细胞分化的意义

  经过细胞分化可以形成不同的细胞群,从而使不同的细胞具有不同的功能,使生物体的代谢更高效,从而使个体更能适应环境的生存。

  细胞分化是一种普遍的生命现象。由受精卵发育成为一个成熟个体的过程,实际上就是一个细胞由全能性向专能稳定性发展的过程。细胞的分工加强,生命活动的效能得到了提高。与此同时,已分化的细胞的发育潜能也逐渐受到抑制,细胞开始出现形态、结构和功能上的特异性,而且这种变化具有明显的区域性。形态结构相同的细胞通过细胞识别作用聚集、粘连在一起,最终形成了一个个具有较明显差异的细胞群。细胞由同型到异型的发展过程就是细胞的分化过程。

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