染色体和中心体——细胞分裂中的团队成员

摘要：本文提供了细胞分裂和复制的中级描述。重点是染色体、中心体、微管和动粒的作用。重点是机械活动和由此产生的物理发展。该文件还在其讨论中提供了复制程序出错时发生的有害影响。这通常会导致不必要的重复，并可能导致癌症。

关键词

染色体,中心 体,中心粒,有丝分裂

一、简介

Antovin 和 Neuman 最近的一篇论文 [ 1 ] 指出，染色体扩张和收缩的基本机制尚未得到很好的理解。同样，对中心粒行为的全面了解还有待很好地理解。

有趣的是，虽然名称相似（即“染色体和中心体”），但它们的位置和功能却不同。

在细胞分裂（“有丝分裂”）期间，染色体和中心体通过垂直链连接：微管和动粒，形成局部方格外观。微管从动粒连接到中心体。动粒仍然锚定在染色体上。

有丝分裂通过中心体和染色体之间的微管中的张力发生。此外，由于有丝分裂，核直径变短。在有丝分裂期间，分离核的每一半带走一半的细胞质（细胞的其余部分）。

本文的其余部分分为四个部分，第一个部分描述染色体，下一个部分描述中心体。第三部分讨论有丝分裂，最后一部分提供结论性意见并简要介绍程序错误如何发生。

2. 染色体

图 1提供了一条染色体的示意图。

它的长端对称，由四个称为“染色单体”的臂组成，或者由两个相同的臂组成，称为“姐妹染色单体”。然而，手臂的长度不同，较短的称为“p-arms”，较长的称为“q-arms”。

当染色体具有图 1的构型时，它由浓缩的 DNA 组成。

着丝粒是发射的动粒的来源。这些是寻求与细胞核表面的微管结合的链。动粒的锚点留在染色体上。

染色体被设计用来分裂，从这个意义上说，它们可以被视为细胞的“拉链”。

3. 中心体

中心体由一个带负电荷的层状蛋白质堆组成，覆盖在核心的中心粒上。图 2提供了中心粒模型的草图。

从远处看，中心粒显示为垂直的圆柱体，其中一个圆柱体连接在另一个圆柱体的底部。然而，仔细观察表明，中心柱由微管组成。

中心粒尺寸显示它们是相对较短的圆柱体：长约 400 至 500 μm，直径约 200 μm [ 2 ] [ 3 ]。

当一个细胞即将分裂并进入有丝分裂时，中心粒会自我复制，形成两对。

中心粒和 DNA 是仅有的两个自我复制的细胞器，这种复制同时发生 [ 4 ] - [ 9 ]。

然后两对中心粒分离。其中一对，“长辈”（或“母亲”）对保持原位，而另一对围绕细胞核移动到直径相对的一侧。这在图 3中表示。

图 1。染色体的草图。

图 2。中心点模型。

图 3。子中心粒围绕细胞核的运动。

中心粒围绕细胞核的运动（如图 3 所示）是二维运动的建模。实际的运动是在围绕原子核的三维路径上。

一旦中心粒被分割并位于细胞核的相对两侧，它们就会开始积累蛋白质层，直到出现丘状阴影体（称为“中心体”）。

中心体容纳微管链的开始；因此中心体也被称为微管组织中心（MTOC）。

4. 有丝分裂

微管从中心体穿过细胞核表面朝向中心出现，从而朝向染色体。同时，染色体发出自己的链，称为动粒。动粒寻求与微管结合，它们的轴是垂直的。在局部，染色体附近是一个方格网格。

当这个过程发生时，中心体和染色体主要通过微管连接。随着中心体锚定在细胞核的一侧，染色体被设计为分裂，细胞分离开始，分离发生在染色体上。

由于染色体分裂，间隙变宽，单个细胞正在变成两个细胞。在这个过程中，染色体就像拉链一样，将细胞核一分为二。

一旦细胞核被分离，每个部分都会分裂细胞的剩余部分（“细胞质”）。然后完成细胞分裂[ 10 ]。

5. 讨论与结论

前面的段落描述了细胞分离和复制的常见事件。中心体中最活跃的事件是在有丝分裂期间通过微管拉动染色体。微管可以通过它们与动粒的方格状附着来做到这一点。这会将染色体沿其纵向对称线拉开，类似于拉链的开口——这是一种新的分离模型。

进一步用拉链类比，当拉链在中间分开时会出现线条，然后它作为紧固装置变得无效。

同样，如果染色体不沿着其对称线分裂，它可能会分成几个部分，几个细胞器，甚至肿瘤，都可以发展。

由于中心体和中心体-染色体连接处的中心粒过多，不规则性更频繁地发生。

众所周知，肿瘤具有多余的中心粒 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]。由于中心粒位于中心体的中心，如果有多个中心体拉动染色体，结果将是多部分断裂的染色体，进而导致多部分细胞分裂，进而导致肿瘤发生。

最后，发现肿瘤的预防在于具有如本文所述的正常分裂和复制的细胞。

通过加强阅读参考文献，也可以获得上述大部分陈述和观察结果。为了简明扼要，在此对它们进行了说明。

致谢

Schafer 慷慨地为研究提供了部分资金支持，用于中心粒研究，并由衷感谢。

利益冲突

作者声明与本文的发表没有利益冲突。

参考

[ 1 ] Antonin, W. 和 Neumann, H. (2016) 有丝分裂期间的染色体浓缩和去浓缩。细胞生物学的当前观点，40, 15-22。

[ 2 ] Lange, BM 和 Gull, K. (1996) 动物细胞中心粒的结构和功能：进展和问题。细胞生物学趋势，6，348-352。

[ 3 ] Doxey, S. (2001) 重新评估中心体功能。自然评论分子细胞生物学，2，688-698。

[ 4 ] Lingle, WL 和 Salisbury, JL (2000) 中心体在恶性肿瘤发展中的作用。发育生物学的当前主题，49, 313-339。

[ 5 ] Piel, M.、Meyer, P.、Khodjakov, A.、Rieder, CL 和 Bornens, M. (2000) 母亲和女儿中心粒对脊椎动物细胞中心体活动和行为的各自贡献。细胞生物学杂志，149、317-330。