2018-06-15 00:07:36

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分子生物学
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编辑分类

细胞全能性是指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。在多细胞生物中每个个体细胞的细胞核具有个体发育的全部基因,在一定条件下,都可以发展成多功能APSC多能细胞,而且只要条件许可,每个个体细胞的细胞核都可发育成完整的个体。

基本信息

  • 中文名

    细胞全能性

  • 外文名

    cell totipotency

  • 主要作用

    利用细胞全能性,可进行无性繁殖

  • 适用对象

    植物与动物

  • 大小比较

    分裂能力越弱的细胞,全能性越低

  • 细胞种类

    全能性细胞(totipotent cell)

  • 特例

    哺乳动物红细胞

折叠 编辑本段 定义

在一个有机体内每一个活细胞均具有同样的或基本相同的成套的遗传物质,而且具有发育完整有机体或分化为任何细胞所必需的全部基因。

折叠 编辑本段 特点

①高度分化的植物体细胞具有全能性,植物细胞在离体的情况下,在一定营养的物质,激素和其他适宜的外界条件下,才能表现其全能性。

②高度分化的动物体细胞也具有全能性。动物细胞(如成纤维细胞)在离体的情况下,在一定营养物质、因子(包括特定转录因子或小分子化合物)的诱导下,可被重编程为诱导多能干细胞(iPSC),并发育成新的个体。日本科学家山中申弥因此获得了2012年诺贝尔生理学和医学奖。

折叠 编辑本段 分类

根据动物细胞全能性大小,可分为全能性细胞(如动物早期胚胎细胞),多能性(如原肠胚细胞),专能性(如造血干细胞);根据动物细胞表达全能性大小排列是:受精卵、生殖细胞、体细胞;全能性的物质基础是细胞内含有本物种全套遗传物质。

一个生活的植物细胞,只要有完整的膜系统和细胞核,它就会有一整套发育成一个完整植株的遗传基础,在一个适当的条件下可以通过分裂、分化再生成一个完整植株,这就是所谓的植物细胞全能性(totipotency)。这是植物组织培养的理论基础。

折叠 编辑本段 体现条件

已发生分化的细胞只有处于离体状态下,将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上,给予适当的培养条件,诱导其产生愈伤组织、生芽,最终形成完整的植株。

折叠 编辑本段 比较

一般来说,细胞全能性高低与细胞分化程度有关,分化程度越高,细胞全能性越低,全能性表达越困难,克隆成功的可能性越小。

植物细胞全能性高于动物细胞,而生殖细胞全能性高于体细胞,在所有细胞中受精卵的全能性最高。

幼嫩的细胞全能性高于衰老的细胞。

细胞分裂能力强的全能性高于细胞分裂能力弱的。

折叠 编辑本段 证明实验

动物:(1)经典爪蟾核移植实验:将爪蟾蝌蚪小肠上皮细胞的细胞核移植到去除了核的卵细胞中并刺激其分裂,结果发现这样的卵细胞仍然可以发育成蝌蚪甚至成体,也证明了细胞核具有全能性。

(2)1997年将成体羊的乳腺细胞核移植入去核的母羊的卵细胞中,由另一只代孕母羊生产出克隆羊,证明高度分化的成体细胞的核也具有分化发育的全能性。

植物:植物细胞经过转分化,在适宜的条件下即可培养成正常的植株。

折叠 编辑本段 注意

在生物体的所有细胞中,受精卵的全能性是最高的。生殖细胞,尤其是卵细胞,虽然分化程度较高,但是仍然具有较高的全能性,如蜜蜂的孤雌生殖,自然界偶然出现的单倍体玉米等。体细胞的全能性比生殖细胞低得多,尤其是动物,高度分化的动物体细胞的全能性受限制,严格来说只有高度分化的动物细胞的细胞核才具有全能性。克隆羊的成功,利用的就是高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。

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