当前课程知识点:普通生物学 > 第一章 细胞生物学基础 > 第五节 细胞的分裂与分化 > 1.5.6细胞死亡
但凡生命最终都会死亡
这是不可抗拒的自然规律
细胞作为生命活动的基本单位
自然也不例外
就单细胞生物而言
比如说草履虫和酵母菌
细胞死亡就是个体的死亡
对于多细胞生物来说
细胞的死亡呢
是维持机体正常生长发育
以及生命活动的必要条件
它的重要性呢并不亚于细胞增殖
多细胞生物器官在发生的过程中
不仅需要细胞增殖和细胞分化
有时还需要主动地
删除掉一些细胞一些组织
细胞的死亡呢
它是受细胞内遗传机制决定的
死亡程序控制的
要求特定基因的表达
是主动的而非被动的过程
所以呢
我们称它为程序性细胞死亡
细胞的死亡方式主要有三种
细胞凋亡细胞坏死
自噬性细胞死亡
这三种死亡方式
具有不同的形态和分子特征
发挥不同的功能
但都是受到细胞内基因的控制的
我们将重点介绍
细胞凋亡的过程和特点
细胞凋亡呢是由基因控制的
蛋白酶降解级联反应所介导的
主动的细胞生理性自杀过程
在什么样的情况下
会启动这个程序呢
通常情况下细胞的增殖与存活
需要信号调控
如果缺少存活因子
细胞便会激活胞内自杀程序
细胞凋亡的过程呢分为三个阶段
起始凋亡小体的形成
以及吞噬阶段
什么是凋亡小体呢
凋亡起始后
细胞的染色质断裂
成为大小不等的片段
与某些细胞器
比如说像线粒体等等聚集在一起
被反折的细胞质膜包裹
形成球形的结构
例如这张电镜照片中的
球形或半球形的
深色膜状结构
就是凋亡小体
它们通常是在凋亡过程
起始几分钟内形成
随后凋亡小体
逐渐会被周围的细胞
或吞噬细胞所吞噬
进一步在溶酶体内
被消化分解
如同这张电镜照片看到的
这是吞噬细胞
中央是被吞噬的凋亡细胞
这张照片也显示了
细胞凋亡的一个最重要的特征
那就是
发生凋亡后细胞膜始终保持完整
细胞内含物不泄漏到细胞外
因此不引起细胞的炎症反应
由于在凋亡的过程中
没有发生核膜破裂
凋亡的整个过程呢很干净
所以不容易被觉察和发现
此外呢细胞凋亡过程非常迅速
从起始到凋亡小体的出现
不过数分钟
大约30分钟到几个小时之后呢
凋亡的细胞就会被吞噬
因此在组织学水平上
难以观察到
这也是为什么迟迟未引起
早期学者们注意的原因所在
那么我们如何来鉴定凋亡的细胞呢
这有多种方法
其中一个方法呢就是运用
琼脂糖凝胶电泳的方法
如果出现这种t梯状DNA条带
就可以断定该细胞已经发生了凋亡
那么为什么生物体要启动凋亡
细胞凋亡有哪些生物学意义呢
它的生物学意义
主要体现在三个方面
第一呢 是控制细胞的数量
维持组织器官细胞数目相对平衡
例如在脊椎动物神经系统的
发育过程中
初期产生的神经元数目
往往会超过机体的需要量
以这张示意图为例
有6个神经元细胞
只有3个靶细胞
这 6个神经元细胞
都试图与靶细胞建立联系
最终呢只有3个与靶细胞建立了联系
他们就存活了下来
另外3个神经元
则因为无法与靶细胞建立起联系
就发生了凋亡
这是为什么呢 原因就在于
靶细胞会分泌一种存活因子
叫神经生长因子
神经元细胞只有接受了足够量的
存活因子的才能存活下来
但是神经生长因子的分泌量是有限的
或许呢三个细胞分泌的神经生长因子
只够3个神经细胞存活
另外3个神经细胞就凋亡了
动物机体就是通过这种方式
来调节神经元的数目
使得神经元的数目
与需要神经元支配的靶细胞数量相适应
从而构建正确的神经网络联系
第二个生物学意义
是塑造个体及器官形态
例如在脊椎动物的肢体发育过程中
会通过指(或趾)间的细胞发生
凋亡来形成正常的肢体
例如人的胚胎发育过程中手指
本来是相互连接在一起的
后来指间的细胞凋亡了
于是呢5个手指就分开了
这里显示的图片是鼠趾间的
细胞发生凋亡
图片中亮绿色代表的是
正在凋亡的细胞
就是左侧这张图
它的五个趾是并拢的
右侧图显示是凋亡一天之后的
趾的情况 那么五个趾已经完全分开了
另外一个例子是关于鸡和鸭的
趾的形态构建 从图片中可以看到
鸡趾间无蹼适应陆栖步行
而鸭前三趾有蹼适于在水中划行
这种趾的结构是如何形成的呢
也是与细胞凋亡有关
在鸡的胚胎过程中
趾骨之间的细胞凋亡较多
而鸭的胚胎趾骨之间
细胞凋亡较少结果就形成了
鸡趾间无蹼鸭前三趾之间是有蹼的
还有一个例子是关于蛙的个体发育
在蛙的个体发育过程中
会经历一个变态的过程
幼体蝌蚪是有尾部的
而成体的蛙是没有尾部的
那么尾部为什么会消失呢
这也是细胞凋亡导致
细胞凋亡的第三个生物学意义
是生理性保护作用
通过细胞凋亡可以清除正常发育中
多余的细胞无用的细胞
突变的细胞有害细胞或衰老细胞
以免对周围正常的组织产生损害
现在我们再简单介绍一下
另外两种细胞死亡方式
先介绍细胞坏死
细胞坏死
是细胞程序性死亡的另一种形式
当细胞受到损伤
如严重的物理或化学因素
或严重的病理性刺激的情况下
细胞就会发生坏死
它的特点是什么呢
它的特点是细胞的膜系统破坏
DNA降解 而且通常引起炎症反应
这一点与细胞凋亡形成鲜明的对比
这是在电镜下拍摄的
坏死细胞的照片
可以看到细胞膜已经破裂
与凋亡细胞相比差异非常明显
而凋亡细胞的细胞膜依然完整
并且有凋亡小体
第三种细胞死亡方式是
自噬性细胞死亡
首先解释下什么是细胞的自噬
细胞自噬是细胞通过溶酶体与双层膜包裹
的自身物质融合
从而降解细胞自身物质的过程
在介绍溶酶体的功能时
我曾经提过溶酶体
可以降解细胞内衰老的
或者是功能丧失的细胞器
以及各种细胞结构
这个降解的过程就是细胞自噬的过程
具体的过程是这样的
首先要形成双层膜包被的自噬体
膜来自哪里呢
来自内质网或细胞质
这个双层膜呢将细胞内待降解的细胞器等等
包裹形成自噬体或者是自噬泡
然后溶酶体识别并与自噬体结合
形成自噬体溶酶体
最终内容物被降解
这是自噬细胞的电镜照片
其中双层膜包裹的泡状结构就是自噬体
细胞自噬是促使细胞存活的
自我保护机制
由于细胞自噬导致的细胞死亡
称为自噬性细胞死亡
这种方式呢被认为是与细胞凋亡不同的
另外一种细胞死亡方式
与凋亡不同的是
它是被细胞自身的溶酶体降解的
不需要借助吞噬细胞来清除
在某些昆虫幼虫的变态过程中
有些幼虫细胞的死亡
就是在细胞凋亡和细胞自噬的
共同作用下被清除的
总之细胞的增殖细胞的分化
和细胞的死亡过程
这些过程呢都是建立在物质代谢
和能量转换的基础之上
并受控于生物体的信息系统
它们紧密关联
在时间和空间上
整合成了一个有序的
严格控制的整体
-绪论
--绪论
-人物访谈——走进精准医学
-第一节 细胞概述
-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述
-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输
-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输
-第三节 真核细胞的结构
-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构
-第四节 细胞的能量代谢
-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢
-第五节 细胞的分裂与分化
-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化
-第一节 遗传的分子基础
-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础
-第二节 基因的表达调控
-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控
-第三节 生物技术及其应用
-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用
-第四节 人类基因组及其遗传疾病
-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病
-第一节 高等植物体的细胞与组织
-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织
-第二节 植物的生长
-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长
-第三节 植物的生殖和发育
-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育
-第四节 植物的营养与运输
-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输
-第五节 植物生长发育的调控
--3.5.6 乙烯
-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控
-第一节 动物的组织
--4.1.5 软骨
--4.1.6 硬骨
--4.1.7 血液
-第一节 动物的组织--作业
-第二节 消化系统
-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统
-第三节 呼吸系统
-第三节 呼吸系统--作业
-第四节 循环系统
-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统
-第五节 内环境的控制
-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制
-第六节 内分泌系统
-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统
-第七节 神经系统与神经调节
-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节
-第八节 生殖与胚胎发育
-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育
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