细胞生命活动

细胞生命活动与医学、发育、与遗传的关系

细胞是生物体结构和生命活动的基本单位。所有生物都具有特定的细胞结构，但各种生物的细胞结构是不同的,生物界除了病毒和噬菌体等最简单的生物体，所有的动物和植物，都是由细胞构成的。动物细胞结构一般包括细胞膜、细胞质和细胞核，动物的遗传物质存在于由核膜包围的细胞核中，外面由细胞质所围绕，细胞质中含有细胞器，细胞质外是细胞膜动物细胞的细胞质内存在多种具有重要功能的细胞器.在生物体的生命活动中，繁衍后代是最重要的基本特征。生物在繁殖过程必须通过一系列的细胞分裂，在此生命周期的过程中，染色体发生各种动态变化。细胞核的主要功能是储存和复制遗传信息，在一定程度上控制着整个细胞的生命活动。细胞核与细胞质，各细胞器之间存在着密切的关系。只有各部分协调配合，互相制约，才能完成整个生命活动。动物的细胞周期包括G1、S、G2和M期4个不同时期。有丝分裂和减数分裂作为细胞分裂的两种不同方式，DNA含量和染色体数目在分裂过程中发生一系列规律性变化。它们对维持物种的遗传稳定性、创造和增加物种的变异性具有十分重要的遗传学意义。

一、细胞生命活动

细胞的生命活动是一个复杂的调控过程，有些生命活动的机理还不完全清晰，由于插人的目的基因不同，载体构建栗用的顺式组件不同，组装的空间位置不同，采用的表达系统不同，目的基因表达水平和阳性克隆筛选率都会有很大差异。另外，由于所有的顺式元件存在种属和组织特异性，所构建的高效表达载体不一定在所有细胞株中均高效表达。再者，细胞生长状态的差异，转染方法的不同培养时阉的长短，筛选药物浓度的高低，对表达量都有很大影响。所以，需要综合评价一个表达载体和表达系统，排除一些不定因素，筛选出最佳组合应用以GS为筛选标志的表达载体可兼有筛选和扩增目的基因两种功能，是目前研究的重点。

以IRES连接的双顺反子表达载体已成为核表达载体的主体。在同一启动子操纵下，筛选基因或报告基因与目的基因转录在同一mRNA上通过IRES的作用，表达出两种蛋白，因而在理论上可认为，通过了筛选或表达了报告基因的克隆必为阳性克隆，即表达目的基因的克隆，有报道说这种双顺反子的共表达率为90％。这就大大提高了筛选率，简化了实验过程。

二、细胞生命活动和遗传

每一个细胞都是独立的个体,都具备潜在的各种生命活动的能力,即全能性.但它们组成一个整体时,在某种协调员如激素的运作下,又各司其职,具有协同性和统一性.它们的存在是按照群体的规则办事的结果,生物的生命活动又是细胞们按照生存法则协调统一的结果.离开群体,他们又不成为细胞.当然单细胞生物也如此,因为它们个体就是群体.个人和社会的关系也是如此.辨证的统一.

基因的功能就是编码程序的。我认为细胞本身有开放的基因管理，但至于那些开放那些不开放，又受外界条件的控制。从哲学的观点看，细胞自身的功能是内因，环境是外因，内因和外因就这样完美的在一个细胞上体现出来

将强启动子、增强子和可扩增的筛选标志组装在同一载体上，构建高效表达和筛选的表达载体并将其运用于最合适的表达系统中，是当今真核表达载体构建研究发展方向。

真核表达载体趋向于既有利于扩增目的基因又有利于筛选阳性克隆的载体的构建。许多有效的应用范围广的强启动子和增强子被人发现并应用于载体中，大大提高了目的基因的表达量，另外一些强的组成型启动子，如SV40早期启动子+PHTLv，已应用于大规模生产的细胞系中。

细胞核是遗传信息的储存场所，在这里进行基因复制、转录和转录、初产物的加工过

程，从而控制着细胞的遗传与代谢活动。细胞核是真核细胞内最大、最重要的结构。它使核物质春在于一定区域，为遗传物质的活动提供了稳定的内环境，是细胞遗传物质代谢的调控中心。

所有的真核细胞都有完整的细胞核。虽然哺乳动物血液中成熟的红细胞和高等植物成熟的筛管等没有细胞核，但它们最初也是有核的，只是在后来的发育过程中消失了。细胞核在细胞代谢。生长和分化中，起着非常重要的作用。失去细胞核的细胞，由于不能执行正常的生理功能，很快趋于死亡，如去掉细胞核的变形虫，虽然能够活几天，但不能取食，也不能生长，最终逃不了死亡的命运，死去细胞核的哺乳动物的红细胞，平均寿命只有120天。

在真核生物中有一些症状表现出受细胞核以外的基因控制。核外基因常常叫做细胞质基因，其遗传方式与细胞核基因完全不同。线粒体和叶绿体是真核生物细胞核外基因的主要载体。它们各自有自己的一组基因，分别相连在一起组成细胞器染色体。线粒体和叶绿体染色体是构成真核生物细胞器基因组的主要部分，它们与ATP合成和光合作用这些功能密切相关。此外，生物的一些重要性状受细胞质基因和和基因的共同控制。因此，细胞质基因的遗传研究是正确认识生命现象本质及改造和利用生物必不可少的一个部分。

三、细胞生命活动与发育

细胞增殖

细胞繁衍是以细胞分裂的方式进行的，在真核细胞分裂时，细胞内形成分裂结构。植物细胞通常由细胞壁包围，其细胞质内有叶绿体，并往往含有大液泡。多数动物细胞只是由细胞膜所包围。另外，还有一些与普通细胞结构有着显著不同的多细胞生物，如多核体和变形体。团藻类等的生物体就是由许多个体聚合而成的群体。在多细胞生物中，通常分化出许多种细胞，在细胞内具有为适应各种功能而分化的结构。同种的细胞聚合起来形成组织。这些形成组织的细胞称为组织细胞。以单个独立存在的细胞称为游离细胞，如单细胞生物、藻类的游动孢子及配子等。细胞的大小因生物和组织的不同而异。

细胞分化

所谓细胞分化，是指导致细胞形成不同结构，引起功能改变或潜在育方式改变的过程。一个细胞在不同的发育阶段上可以有不同的形态和机能，这是在时间上的分化；同一种细胞后代，由于所处的环境（如部位）不同而可以有相异的形态和机能，这是在空间上的分化。单细胞生物仅有时间上的分化，如噬菌体的溶菌型和溶原型。多细胞生物的细胞不但有时间上的分化，而且由于在同一个体上的各个细胞所处的位置不同，因而发生机能上的分工，于是又有空间上的分化，如一个植物个体在其顶端、根、茎、叶等不同部位具有不同的细胞。

1．细胞分化与基因组变化

染色体重复复制 DNA的差异扩增基因重排

2．极性与细胞分化

所谓极性是指植物的器官、组织、甚至单个细胞在不同的轴向上存在的某种形态结构以及生理生化上的梯度差异。极性无论在低等植物或高等植物中均普遍存在。极性一旦建立，在一般情况下不可逆转。在很多情况下，细胞的不均等分裂是细胞极性建立的标志。

3．TE细胞分化及其调控

作为维管系统的主要成分，管状分子（tracheary elements，TEs）在维管系统的形成中具有中心作用。在植物系统发育条件下，TEs由根和芽的原形成层或次生形成层细胞分化形成。在离体培养条件下，TEs则由愈伤组织薄壁细胞分化形成，这也是愈伤组织细胞分化器官的前提。

4．激素在细胞分化中的调控作用