人体内时刻进行着细胞分裂。|Andrzej Wojcicki/Science Photo Library/Getty Images
作者|刘天同 清华大学医学院
你知道自己多久换一套皮肤吗?对,你没听错,不是王者农药的的皮肤,就是你身体表面如假包换的皮肤。答案是,一个月。
不光如此,此时此刻你的胃,跟一星期前已经不是一个胃了;你肺里的气管,跟两个月前也已经不是同一套气管了。
事实上,人体内大多数器官和组织,时刻都在发生细胞分裂,用新生细胞替代衰老细胞。据估计,人体内有30万亿个细胞,每天会发生两万亿次细胞分裂。也就是说,如果细胞分裂一次要收你一块钱,一天就能收光4.5个马云的身家资产。
那么问题来了,细胞分裂时,里面的家当怎么分?科学家发现,每一次细胞分裂,都是一次秉持儒家思想的分家——不患寡而患不均,非常讲究公平。
细胞分裂时,家当怎么分?
18世纪中期,人们逐渐意识到,新细胞不是凭空长出来的,而是由先前存在的细胞分裂而来。
别看细胞的直径只有头发丝粗细的十分之一,其内部复杂程度之高,堪称一个"小宇宙"。在宇宙中心是细胞核,周围还有大大小小的星系——细胞器。
细胞的内部有很多家当,比如细胞核和线粒体等各种细胞器。|维基百科
细胞带着这么多家当,一分为二时,里面的"家当"怎么分呢?
不想不知道,其实大多数细胞分裂的时候都很有原则。首先,最基本的家当携带我们遗传物质的染色体——必须分得均匀。细胞有一组独特而巧妙的机制,保证每一条染色体都被复制成两份(虽然小细节上经常出错),在细胞分裂时被精准地拽进两个子细胞。
然而,人类的染色体一共就只有23对,怎么想都很难分错。可是细胞分裂不止要分染色体,还要把一大堆过日子必需的家具——细胞器给分清楚,才能保证分裂产生的两个子细胞都能正常独立存活。
比如非常重要的线粒体也得分得均匀。线粒体是真核细胞的"锅炉房",通过"燃烧"(氧化分解)葡萄糖,为细胞的各种活动提供能量。而且它们还是一种实现了"独立自主"的细胞器,每一个线粒体内部都有自己专用的DNA,负责编码各种与氧化供能相关的蛋白质。
线粒体的内部结构。它为细胞的各种活动提供能量。|genebase
在细胞分裂时,与染色体类似,线粒体也不能凭空合成,只能把先前存在的线粒体当做模板,复制出一份儿来,然后两个子细胞一人一半。
问题是,保守估计,人身上每个细胞里有10万~60万个线粒体。这么庞大的数量,能保证分得均匀吗?神通广大的细胞还真有办法。
细胞内的"锅炉房":炸了炸了
正如人体需要骨骼支撑一样,细胞也有自己的骨骼——细胞骨架。它们帮助维持细胞形态,运输细胞内的各种物质。每一次细胞分裂想顺利完成,细胞骨架功不可没。
细胞骨架是由不同蛋白质纤维构成的复杂网状体系,这些纤维粗细不一,像有序交织在一起的滑轨一样,引导细胞内各种结构的运动。
显微镜下看到的细胞骨架。它们如人体骨骼一样,维持着细胞的形态,引导细胞内各种结构的运动。| Harvard University
线粒体在细胞内的运动,依赖于一种很细.............
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人体内时刻进行着细胞分裂。|AndrzejWojcicki/SciencePhotoLibrary/GettyImages 作者|刘天同清华大学医学院 你知道自己多久换一套皮肤吗?对,你没听错,不是王者农药的的皮肤,就是你身体表面如假包换的皮肤。答案是,一个月。 不光如此,此时此刻你的胃,跟一星期前已经不是一个胃了;你肺里的气管,跟两个月前也已经不是同一套气管了。 事实上,人体内大多数器官
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