细胞分化

细胞分化是指特化程度较低的细胞变成特化程度较高的细胞类型的过程。它是发育生物学的一部分。不同组织的细胞内有不同种类的细胞器

在多细胞生物体的发育过程中,分化会多次发生。生物体从单一的胚胎变成一个复杂的组织和细胞类型系统。成人的分化也是一个常见的过程:成人干细胞在组织修复和正常的细胞更替过程中会分裂成完全分化的子细胞。

分化极大地改变了细胞的大小、形状、代谢活动和对信号的反应能力。这些变化主要是由于基因表达的变化。除了少数例外,细胞分化几乎从不涉及DNA序列本身的改变。它确实涉及关闭许多在特定组织中不需要的基因。因此,不同组织中的细胞尽管具有相同的基因组,但可能具有非常不同的物理特征。

细胞效价是指细胞分化成其他细胞类型的能力。能够分化为多种细胞类型的细胞称为多能细胞。这种细胞在动物中称为干细胞,在高等植物中称为分枝细胞。能够分化为所有细胞类型的细胞称为全能细胞。在哺乳动物中,只有胚胎和早期胚胎细胞是全能的,而在植物中,许多分化的细胞通过简单的实验室技术就可以成为全能细胞。

干细胞分化Zoom
干细胞分化

问题和答案

问:什么是细胞分化?
答:细胞分化是专业化程度较低的细胞变成更专业化的细胞类型的过程。它是发育生物学的一部分,在多细胞生物体的发育过程中多次发生。

问:细胞分化如何影响细胞的特性?
答:分化极大地改变了一个细胞的大小、形状、代谢活动和对信号的反应能力。这些变化主要是由于基因表达的变化,而不是DNA序列本身。

问:什么是细胞的效力?
答:细胞效力是指一个细胞分化为其他类型细胞的能力。一个多能细胞可以分化成许多不同的类型,而全能细胞可以分化成所有类型。在哺乳动物中,只有颧骨和早期胚胎细胞是全能的,而在植物中,许多分化的细胞可以通过实验室技术成为全能的。

问:干细胞在细胞分化中发挥什么作用?
答:干细胞是多能细胞,在组织修复或成人的正常细胞周转过程中,有能力分化成许多不同类型的子细胞。它们在发育过程中也发挥着重要作用,因为它们多次分裂,形成复杂的组织系统和细胞内的各种细胞器。

问:在细胞分化过程中,基因表达如何变化?
答:在细胞分化过程中,基因表达发生了明显的变化,因为某些特定组织不需要的基因将被关闭,而其他基因则可能被激活或以不同方式表达,这取决于正在形成的特定组织或细胞器的需要。这导致不同种类的组织之间存在物理差异,尽管它们的基因组是相同的。

问:动物干细胞和植物分生组织细胞之间有什么区别吗?
答:是的,动物干细胞是多能的,而植物分生细胞可以通过简单的实验室技术成为全能的,必要时可以分化成各种类型的子细胞。

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