有絲分裂,又稱為間接分裂,由W. Fleming (1882)年首次發現于動物及E. Strasburger(1880)年發現于植物。特點是有紡錘體染色體出現,子染色體被平均分配到子細胞,這種分裂方式普遍見于高等動植物(動物和高等植物)。是真核細胞分裂產生體細胞的過程。
細胞周期
分裂具有周期性。即連續分裂的細胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時為止,為一個細胞周期。一個細胞周期包括兩個階段:分裂間期和分裂期,(這兩個階段所占的時間相差較大,一般分裂間期占細胞周期的90%-95%;分裂期大約占細胞周期的5%-10%。細胞種類不同,一個細胞周期的時間也不相同。)分裂期又分為分裂前期、分裂中期、分裂后期和分裂末期。細胞在分裂之前,必須進行一定的物質準備。細胞增殖包括物質準備和細胞分裂整個過程。有絲分裂是一個連續的過程按先后順序劃分為間期、前期、中期、后期和末期五個時期,在前期和中期之間有時還劃分出一個前中期。
分裂間期
有絲分裂間期分為G1(DNA合成前期)、S(DNA合成期)、G2(DNA合成后期) 三個階段,其中G1期與G2期進行RNA(即核糖核酸)的復制與有關蛋白質的合成,S期進行DNA的復制。其中,G1期主要是染色體蛋白質和DNA解旋酶的合成,G2期主要是細胞分裂期有關酶與紡錘絲蛋白質的合成。在有絲分裂間期,染色質沒有高度螺旋化形成染色體,而是以染色質的形式進行DNA(即脫氧核糖核酸)單鏈復制。有絲分裂間期是有絲分裂全部過程重要準備過程,是一個重要的基礎工作。(現代醫學,利用有關藥物,制止了細胞中的紡錘絲的形成,從而抑制了細胞的有絲分裂,使細胞分裂停止于G0階段,利用該技術的有關藥物有效地遏制了癌細胞的惡性增殖和擴散。)
分裂期
前期 (prophase)
自分裂期開始到核膜解體為止的時期。間期細胞進入有絲分裂前期時,核的體積增大,由染色質構成的細染色線逐漸縮短變粗,形成染色體。因為染色體在間期中已經復制,所以每條染色體由兩條染色單體組成。核仁在前期的后半漸漸消失。在前期末核膜破裂,于是染色體散于細胞質中。動物細胞有絲分裂前期時靠近核膜有兩個中心體。每個中心體由一對中心粒和圍繞它們的亮域,稱為中心質或中心球所組成。由中心體放射出星體絲,即放射狀微管。帶有星體絲的兩個中心體逐漸分開,移向相對的兩極(圖1)。這種分開過程推測是由于兩個中心體之間的星體絲微管相互作用,更快地增長,結果把兩個中心體(兩對中心粒)推向兩極,而于核膜破裂后終于形成兩極之間的紡錘體。
前中期 自核膜破裂起到染色體排列在赤道面上為止。核膜的斷片殘留于細胞質中,與內質網不易區別,在紡錘體的周圍有時可以看到它們。
前中期的主要過程是紡錘體的最終形成和染色體向赤道面的運動。紡錘體有兩種類型:一為有星紡錘體,即兩極各有一個以一對中心粒為核心的星體,見于絕大多數動物細胞和某些低等植物細胞。一為無星紡錘體。兩極無星體,見于高等植物細胞(圖2)。 曾經認為有星紡錘體含有三種紡錘絲,即三種微管。一種是星體微管,由星體散射出的微管;二是極微管,是由兩極分別向相對一級方向伸展的微管,在赤道區來自兩極的極微管互相重疊。現在認為極微管可能是由星體微管伸長形成的。三是著絲點微管,與著絲點聯結的微管,亦稱著絲點絲或牽引絲。著絲點是在染色體的著絲粒的兩側發育出的結構。有報告說著絲點有使微管蛋白聚合成微管的功能。無星紡錘體只有極微管與著絲點微管。
核膜破裂后染色體分散于細胞質中。每條染色體的兩條染色單體其著絲點分別通過著絲點與兩極相連。由于極微管和著絲微管之間的相互作用,染色體向赤道面運動。最后各種力達到平衡,染色體乃排列到赤道面上。
中國科學技術大學生命科學與醫學部教授瞿昆課題組和合肥微尺度物質科學國家研究中心特任研究員王志凱團隊合作,揭示了細胞有絲分裂期轉錄調控動態機制。相關成果日前果發表于《科學進展》。細胞在進入有絲分裂時,通......
1月5日,浙江農林大學省部共建亞熱帶森林培育國家重點實驗室沈錦波教授團隊在線發表題為“運用植物pHluorins(pH敏感型熒光蛋白)活體檢測細胞器pH”的技術論文。論文刊發在《植物科學趨勢》。“該論......
科技日報北京12月6日電(實習記者張佳欣)有絲分裂染色體中DNA壓縮的大小和程度因生物而異。這是如何調控的,即什么因素控制著有絲分裂染色體的形成和尺寸,仍是一個謎。由日本早稻田大學、英國弗朗西斯·克里......
科技日報北京12月6日電(實習記者張佳欣)有絲分裂染色體中DNA壓縮的大小和程度因生物而異。這是如何調控的,即什么因素控制著有絲分裂染色體的形成和尺寸,仍是一個謎。由日本早稻田大學、英國弗朗西斯·克里......
來自加拿大和美國的科學家在最新一期《科學進展》雜志上發表論文稱,他們首次在實驗室研制出能產生擁有量子化軌道角動量的中子的裝置,為下一代量子材料的研發提供了全新途徑,有望推進量子計算的發展,識別并解決基......
近日,華南農業大學教授李發強/謝慶軍課題組合作,首次報道了一套基于植物細胞自噬的蛋白降解系統,證明了靶向自噬的降解技術在植物研究中的可行性和發展潛力。相關研究在線發表于NewPhytologist。細......
3月11日,中國科學院分子植物科學卓越創新中心上海植物逆境生物學研究中心研究員ChanhongKim研究組等完成的題為TIC236gain-of-functionmutationsunveilthel......
植物在調控自身生長,發育以及對外界環境防御的過程中已經進化出數百種受體激酶。雖然有許多受體激酶已經得到了很好的研究,例如FLS2,BR1和BIK1。但是隨著技術手段的發展以及研究人員對不同受體激酶認知......
10月9日,《中國科學-生命科學》期刊在線發表了中國科學院分子植物科學卓越創新中心中科院院士許智宏、研究員徐麟、研究員王佳偉,與山東農業大學教授張憲省、蘇英華、中科院植物研究所研究員胡玉欣聯合撰寫的題......
有絲分裂是染色體所編碼的遺傳信息平均分配給兩個子代細胞的過程,其是地球上所有生命的基本特征,近日,DevelopmentalCell的一篇研究報告中,來自維也納大學等機構的科學家們通過研究分析了中心粒......