神奇复杂的细胞(中)复杂而精确的细胞制造

探细胞奥秘,记人生经历,会八方朋友,不亦乐乎
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神奇复杂的细胞(中)复杂而精确的细胞制造

 

前文说了(神奇复杂的细胞(上)比人类还聪明能干的细胞 ),当今世界,只有细胞能够制造细胞。那么,细胞是如何制造细胞的呢?靠的是细胞分裂—一个细胞分裂成2个细胞,原来的那个细胞就造出了一个新细胞。实际上也是如此,细胞分裂就是一个细胞造出了另一个细胞。

 

细胞是如何分裂的?如果您知道细胞分裂的整个Cycle,曾经在显微镜下看见过细胞分裂的过程,想象一下当时细胞内正在发生和进行的事情,您会惊异这是一个何等精细巧妙,而又何等庞大复杂的过程!

 

先看一下细胞的整个分裂周期(Cell Cycle),这是细胞制造新细胞的整个过程:

 

(图片来自网络:http://www.nexcelom.com/images/Cell-Cycle-Illustration-Only.png

 

这里,M代表Mitosis(有丝分裂),是一个细胞分裂成2个细胞的过程;S代表Synthesis(合成),主要指细胞合成DNA的阶段,G是Gap (间隙),指合成和分裂之间的间隙。G1期又称为DNA合成前期,在G1期细胞为合成DNA作各种准备。G2期又称为DNA合成后期,在G2期细胞为分裂作准备。这里的G0期,是指细胞不再处于分裂周期中,说明细胞不再生长。人体有很多细胞是处于G0期的不生长的细胞。每次细胞分裂,细胞要经历G1期,S期,G2期,和M期。一般来说,哺乳动物的细胞,能够在24小时左右完成整个周期。

 

上面这个示意图,大致显示了细胞分裂各期所占的时间。如果整个周期是24小时,我们可以看见,G1期和S期各占大约三分之一时间,也就是说,大约8小时。G2期和M期加起来占三分之一,其中M期占1-2小时。

 

在G1期,细胞主要是大量制造RNA,核糖体和蛋白质。RNA是细胞制造蛋白质的工具,核糖体是制造蛋白质的场所,好比是一个车间,蛋白质则是为下个阶段制造DNA准备的各种工具。在这一期细胞的物质代谢特别活跃,细胞体积快速显著增大。这一期为下阶段S期的DNA复制作物质和能量的准备。光拿合成蛋白质来说,想象一下,每个蛋白质是有几百个蚂蚱(氨基酸)串成,大量的蚂蚱从细胞外抓进来,进来后在细胞内乱飞,然后被一个个抓来,串起来,蚂蚱不能用错,顺序不能搞错,成千上万个这样的蚂蚱串,要在8个小时左右的时间里完成,这是一个怎样的景象?

下一期是S期,又叫DNA合成期,在这一期,细胞要把细胞核内的DNA全部复制一套,即我们以前说过的近30亿的木牌串(见癌细胞是怎么发生的(4)一个细胞发生癌变的几率)全部照原样重新串一套。这又是一个多么大的工程!且不论我们前面说的要完全一样,出现错误要检查,纠正。并且,除了合成DNA外,细胞还要合成组蛋白,组蛋白是染色体的组成部分。DNA复制所需要的酶也需要在这一时期制造。光木牌串就近30亿!您就坐这儿数数,数30亿要多少时间?把30亿个木牌一个个找来并串上,木牌不能用错,顺序不能搞错,要是让人来做,要多少人才能够在8小时内完成?

 

接下来是G2期,又称为DNA合成后期,这是细胞分裂的准备期。在这一时期,DNA合成已经完成,细胞需要大量合成新的RNA及蛋白质,这是下一阶段,细胞的有丝分裂所需要的各种工具和机器,包括微管蛋白和促成熟因子等。还包括,下一代细胞的生存所需要的所有分子,包括蛋白质。因为,下一期—M期后,就是2个细胞,各过各的日子了。这期该多么繁忙,大家自己想象吧。

 

这所有的一切,都是为了那最后一刻,精细,复杂,伟大,壮观的M期—有丝分裂期!

 

(待续)

 

 

flyingcn 发表评论于
我相信细胞的神奇,如同宇宙的浩瀚一样,是神的创造。大爆炸理论,一开始的38万年,我们不知道究竟如何。我们的身体,是照着神的形象造的,同样神奇。于细处,于大处,都见经纬。生物学家相信微观进化论,对吗?
越王 发表评论于
回复 'mzl9876' 的评论 :

绝对是。一个细胞就如此复杂,而况整个人体?所以至今人类对自己了解甚少。
mzl9876 发表评论于
所以说了人体才是世界上最为精密的特殊仪器。
越王 发表评论于
回复 '茂盛的葱' 的评论 :

上帝就不需要物理规律啦。上帝能够白日飞腾,点石成金,起死回生,不用任何规律的。

呵呵,希望真有这么一位上帝。
茂盛的葱 发表评论于
回复 '越王' 的评论 :
呵呵, 谢谢回复,我也不相信人格化的上帝。但从逻辑上,真的很难相信无机物能进化出如此精密复杂的生命。
话说回来,上帝吹口气就变活,不符合物理规律啊,上帝也要按照物理规律办事,就只好选择通过蛋白质来造生命了,呵呵, 开个玩笑。
越王 发表评论于
回复 '茂盛的葱' 的评论 :

不是进化又是什么呢?上帝造的?上帝为什么要造得这么复杂?照上帝的神通,拿把泥吹口仙气就可以活了,何必弄这些细胞蛋白质呢。

请原谅,我绝不敢亵渎上帝,只是还没有找到上帝,所以疑问多多,望指教。
越王 发表评论于
回复 '走马读人' 的评论 :

谢谢大师赋诗!
茂盛的葱 发表评论于
如此复杂精密,为何大多数科学家还坚持在生命起源上有硬伤的进化论呢?
走马读人 发表评论于
合並黏著益強固,合成出新不一陳,越王寶劍鋒芒露,細胞畢現休逃遁
越王 发表评论于
回复 '思考的蚂蚁' 的评论 :

谢谢。有您这段话,我就没白写。

蚂蚁都思考了,细胞能不复杂吗?呵呵,开个玩笑。
思考的蚂蚁 发表评论于
作为外行,一直以为单细胞生命足够简单,想不到一个小小的细胞复制的过程竟是如此复杂而奇妙。
不过电子显微技术正在不断发展,加上计算机强大的数据处理能力,相信人类终将解开生命起源之谜。希望我在有生之年能看到:)
一直对生命和宇宙的起源感兴趣。先生博客写得很好,尤以科普见长!感谢!
越王 发表评论于
谢谢大师。等着拜读您的大作呢。
走马读人 发表评论于
拜讀. 合併/成 secret
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