一段信号序列，可引导蛋白质进入细胞核。是另一种形式的信号肽，可位于多肽序列的任何部分。一般含有4～8个氨基酸，且没有专一性，作用是帮助亲核蛋白进入细胞核。核定位信号是蛋白质的永久性部分，在引导入核过程中不被切除，可以反复使用，有利于细胞分裂后核蛋白重新入核。

是指染色体复制一次而细胞连续分裂两次的分裂方式。是一种特殊的有丝分裂。

指单个细胞在一定条件下分化发育成为完整个体的能力。

又称体外基因扩增技术。主要是利用耐热DNA聚合酶依赖于DNA模板的特性，模仿体内DNA的复制过程，经过“变性、退火、延伸”三个步骤，使人工合成的一对引物，在被扩增的DNA模板链的两端形成双链，由DNA聚合酶催化一对引物之间的聚合反应，使原模板的一条DNA双链延伸成为两条DNA双链，并可作为一次循环模板的技术。

是微丝的化学组成成分之一，其分子单体呈豆芽状。有一杆部和2个头部，一般由6条多肽链组成，2条重链拧成麻花状，构成杆部，4条轻链形成2个头部，每个头部含2条轻链，具有ATP酶活性。25～30个肌球蛋白分子聚合形成短的双头纤维，肌球蛋白分子的头部形成表面突起，并指向纤维的两极。头部有肌动蛋白结合点，可与肌动蛋白结合在粗肌丝中，作为一种收缩蛋白参与肌肉收缩活动。

comet assay的中文名称是彗星电泳法。彗星电泳法是通过细胞生化特征变化鉴定细胞凋亡的一种方法。其原理是将单个细胞悬浮于琼脂糖凝胶中，经裂解处理后，再在电场中进行短时间的电泳，并用荧光染料染色，凋亡细胞中形成的DNA降解片段，在电场中泳动速度较快，使细胞核呈现出一种彗星式的图案；而正常的无DNA断裂的核在泳动时保持圆球形。

(1)BMP分子调控细胞分化的举例
   BMP在背侧神经细胞分化中起关键作用。BMP由顶板和神经管外覆盖的外胚层细胞分泌，而顶板对背侧神经细胞分化起决定性作用。BMP诱导的细胞分化具有浓度梯度依赖性。降低BMP浓度，会导致背部感觉神经元减少，并伴有中间神经元增加。
   (2)Shh分子调控细胞分化的举例
   Shh最早在脊索前体细胞中就已经开始表达，脊索形成后，继续表达Shh，诱导神经管底板形成，底板形成后也开始表达Shh，Shh以浓度依赖的方式对神经管发挥作用。虽然同样接受到Shh信号，由于距离脊索和底板的距离不同，接受Shh信号的浓度有所差异，导致神经管不同区域的未分化细胞产生不同的应答，从而走向不同的分化命运。

(1)细胞增殖与肿瘤
   肿瘤细胞来源于正常细胞(干细胞)，因其失去了细胞间的接触作用，使得彼此间无接触抑制而大量增殖。细胞的大量、无限度的增殖，导致了肿瘤的产生。
   (2)细胞分化与肿瘤
   肿瘤细胞的分化程度相比正常细胞低，表现为去分化。肿瘤的去分化是指细胞恶变后，细胞的多种表现又回到胚胎细胞表型的现象。恶性肿瘤细胞表现分化异常，不成熟。
   (3)细胞凋亡与肿瘤
   过去认为肿瘤是“增生性疾病”，但现在的证据却表明肿瘤细胞凋亡调控对于肿瘤发生具有非常重要的作用，表现为：①一般肿瘤细胞高表达FasL，借以凋亡淋巴细胞，而又低表达Fas，而降低凋亡。这就形成肿瘤细胞有逃避免疫及凋亡耐受的特性。②基因水平上诱导凋亡基因(如p53、c-myc等)的失活以及抑制凋亡基因(如bcl-2)的过度表达，从而利于肿瘤发生。即肿瘤细胞的无限生长是肿瘤细胞凋亡受抑制的结果。
   总之，肿瘤是异常增殖、分化或凋亡的疾病，这些机制有时同时存在于一个肿瘤中，有时分别作用。

细胞衰老表现为对环境变化适应能力的降低和维持细胞内环境恒定能力的降低，不仅形态学结构发生改变，分子水平的变化也显而易见。细胞衰老的主要特征表现如下：
   (1)在结构上表现为退行性变化，细胞数目减少、细胞体积缩小。细胞内水分减少，从而使得原生质硬度增加，造成细胞收缩、失去正常形态。细胞质膜流动性降低。而在原生质改变的同时，细胞核也发生固缩，结构不清，染色质加深，细胞核与细胞质比率减小或核消失。同时线粒体数量减少而体积增大。
   (2)伴随着细胞的衰老，细胞内各种大分子的组成也发生改变。如蛋白质合成下降。细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲酰化、脱氨基等修饰反应，导致蛋白质稳定性、抗原性，可消化性下降，自由基使蛋白质多肽断裂、交联而变性，氨基酸由左旋变为右旋。酶分子活性中心被氧化，金属离子Ca²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺等丢失，最终酶失活。
   (3)DNA复制与转录受到抑制，但也有个别基因会异常激活，端粒DNA丢失，线粒体DNA特异性缺失，DNA氧化、断裂、缺失和交联，甲基化程度降低。
   (4)mRNA和tRNA含量降低。

(1)干细胞的概念
   干细胞是指机体中能进行自我更新(产生与自身相同的子代细胞)和多向分化潜能(分化形成不同细胞类型)并具有形成克隆能力的一类细胞。在细胞分化和个体发育中，起着关键和决定性的作用。
   (2)干细胞的基本类型及特征
   ①根据来源分类
   a．胚胎干细胞：胚胎干细胞可以在体外无限扩增并保持未分化状态，具有分化为胎儿或成体各种细胞类型的潜能，在不同的条件下具有不同的功能状态。体积小、核大，有一个或多个核仁；胚胎干细胞克隆紧密堆积，无明显的界限，形似鸟巢。
   b．成体干细胞：在特定条件下，成体干细胞或者产生新的干细胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。
   ②根据干细胞的分化潜能分类
   a．全能干细胞：具有形成完整个体的分化潜能。
   b．多能干细胞：具有分化出多种细胞组织的潜能，可直接复制各种脏器和修复组织。
   c．单能干细胞(专能干细胞)：只能向一种或几种密切相关的细胞类型分化。

(1)细胞分化的全能性
   细胞经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性，称为细胞的全能性。受精卵及其早期的胚胎细胞都是具有全能性的细胞，植物的体细胞在适宜的条件下可培育成正常的植株。
   (2)细胞全能性的再获得
   通过组织特异性基因的表达，生物体在发育过程中出现分化，细胞分化的潜能逐渐受到限制而变窄，由全能性细胞转化成为多能或单能干细胞，而细胞核始终保持分化的全能性。在一些生物中存在转分化现象，即一种类型的分化细胞转变成另一种分化细胞，一般是经历去分化(脱分化)和再分化的过程实现的，即分化细胞失去其特有的结构与功能变成具有未分化细胞的特征的细胞，已分化的体细胞可以通过转分化即脱分化与再分化形成具有分化成有限细胞类型的潜能。例如：
   ①植物的体细胞在一定条件下形成未分化的细胞团——愈伤组织，即脱分化现象。愈伤组织可进一步被诱导，使其再分化形成根和芽的顶端分生组织的细胞，并最终长成植株。
   ②高等动物的克隆也涉及细胞去分化的过程，但已分化细胞的细胞核需要在卵细胞质中才能完成其去分化的程序，即重编程。

“Hayflick界限”是指正常细胞在体外培养的条件下具有有限分裂次数的现象。动物体细胞在体外可传代的次数与物种的寿命有关，细胞的分裂能力与个体的年龄有关。正常人的成纤维细胞在体外培养条件下，即使条件适宜，细胞也不能无限制地进行分裂；即使是机体中可以终生分裂的细胞，在体外培养时也有分裂次数的极限；即使给予丰富的营养、生长因子和足够的生长空间也是如此。这种在体外培养的细胞增殖传代的能力，反映了细胞在体内的衰老状况。

组织特异性基因的表达是通过组合调控的方式而引发，即每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同调控完成的。
   (1)如果调控蛋白的个数是n，那么调控的组合在理论上可以启动分化的细胞类型个数为2ⁿ。然而在启动细胞分化的各类调控蛋白组合中，往往只有一两种起决定性的因子。因此，单一的调控蛋白就有可能启动整个细胞的分化过程。这是一种高效而经济的细胞分化启动机制。
   (2)借助于组合调控，一旦某种关键性基因调控蛋白与其他调控蛋白形成适当的组合，不仅可以将一种类型的细胞转化成另一种类型的细胞，而且遵循类似的机制，甚至可以诱发整个器官的形成。
   (3)通过一种关键性调节蛋白对其他调节蛋白的级联启动，是一种高效而经济的细胞分化调控机制。复杂的有机体正是通过这一机制的重复运行逐渐完成形态建成的。

(1)基因的差别表达概念
   基因的差别表达是指细胞分化过程中，分化的细胞虽然保留了全套的遗传信息，但只有某些基因得到表达的现象，即某些组织特异性基因表达的结果生成一种类型的分化细胞，另一组组织特异性基因表达的结果导致出现另一类型的分化细胞。
   (2)基因差别表达在细胞分化中的作用
   细胞分化是指在个体发育中，由一种相同类型的细胞经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程。细胞分化过程中，细胞选择性地表达各自特有的专一性蛋白质而导致细胞形态、结构与功能发生差异，即细胞分化是组织特异性基因中某些特定基因选择性表达的结果。研究表明，细胞分化是组织特异性基因按一定顺序表达的结果，表达的基因数占基因总数的5%～10%。另外，分化细胞间的差异往往是一群基因表达的差异，而不仅仅是一个基因表达的差异。在基因的差别表达中，包括结构基因和调节基因的差异表达，差异表达的结构基因受组织特异性表达的调控基因的调节。

(1)细胞社会联系的方式
   细胞通过细胞通讯、细胞连接、细胞黏着以及细胞与胞外基质的相互作用的方式，产生社会联系。
   ①细胞通讯
   细胞通讯和信号转导是细胞社会性联系的核心内容，细胞通讯可分为3种形式：细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯；细胞间接触依赖性通讯；动物相邻细胞间形成间隙连接、植物细胞间通过胞间连丝使细胞间相互沟通，通过交换小分子实现代谢偶联或电偶联。
   ②细胞连接
   细胞连接是指在细胞质膜的特化区域，通过膜蛋白、细胞骨架蛋白或者胞外基质形成的细胞与细胞之间、细胞与胞外基质之间的连接结构。根据行使功能的不同，细胞连接可分为封闭连接、锚定连接和通讯连接。
   ③细胞黏着
   细胞表面的细胞黏着分子都是整合膜蛋白，主要通过3种方式介导细胞识别与黏着：相邻细胞表面的同种黏着分子间的识别与黏着(同亲型结合)；相邻细胞表面的不同黏着分子间的相互识别与黏着(异亲型结合)；相邻细胞表面的同种黏着分子借助其他衔接分子的相互识别与黏着(衔接分子依赖性结合)。
   ④细胞与胞外基质的相互作用
   动物细胞的胞外基质成分主要有3种：结构蛋白，包括胶原和弹性蛋白，分别赋予胞外基质强度和韧性；蛋白聚糖，由蛋白质和多糖共价形成，具有高度亲水性，从而赋予胞外基质抗压的能力；粘连糖蛋白，包括纤连蛋白和层粘连蛋白，有助于细胞粘连到胞外基质上。
   (2)细胞社会联系的生物学意义
   ①细胞的社会联系体现在细胞与细胞间、细胞与胞外环境甚至机体间的相互作用、相互制约和相互依存。
   ②细胞社会联系在胚胎发育、组织构建等过程中尤为重要。在胚胎发育过程中，胚胎细胞通过细胞社会的联系彼此交流信息，以决定细胞的行为和命运，包括结构与功能分化、位置以及生死抉择等。
   ③细胞社会联系是组织建成、维持及修复的最主要保障。神经细胞、免疫细胞以及内分泌细胞通过社会性联系，共同参与并维持机体的稳态平衡。细胞社会联系的破坏往往导致细胞病变甚至死亡。

复制衰老的可能机制是端粒的缩短，即端粒的缩短可以引发细胞的复制衰老。
   由于体细胞内缺乏端粒酶活性，随着细胞分裂次数增多，端粒逐渐缩短。端粒的缩短会使细胞中的p53肿瘤抑制因子含量明显增加，继而诱导p2l的表达，抑制CDK的活化，使得Rb不能被磷酸化，E2F处于持续失活状态，细胞不能从G₁期进入S期，最终引发细胞衰老。
   具体过程如下：
   (1)Rb蛋白能够与转录因子E2F家族成员结合并阻止其转录活性，当E2F的活性被Rb封闭时，不能正常起始G₁/S转换过程中若干关键因子的转录，细胞将不进入S期而停留在G₁期。随着细胞周期重要调控因子——CDK的活化，Rb被CDK磷酸化，磷酸化的Rb不再与E2F结合，使得E2F被释放并活化靶基因而转录，细胞就从G₁进入S期。
   (2)如果CDK的正常活化被抑制，或者Rb蛋白本身发生突变，导致Rb不能被磷酸化，就会使G₁期到S期的转换被停滞，从而阻断细胞周期的正常运行，引发细胞衰老。

调控蛋白的组合是影响细胞分化的直接因素，影响分化的因素总结如下：
   (1)胞外信号分子
   ①近旁组织相互作用：一部分细胞会影响周围细胞使其向一定方向分化，通过细胞旁分泌产生的信号分子来实现。
   ②远距离细胞相互作用：主要通过激素调节。
   (2)细胞记忆与决定
   信号分子的有效作用时间是短暂的，然而细胞可以将这种短暂的作用储存起来并形成长时间记忆，逐渐向特定方向分化。
   (3)受精卵细胞质的不均一性
   卵母细胞中的隐蔽mRNA，不能被核糖体识别，在卵母细胞中呈不均匀分布，受精后随着受精卵细胞的早期细胞分裂，隐蔽mRNA不均一地分配到子细胞中，从而决定未来细胞分化的命运。
   (4)细胞间的相互作用与位置效应
   细胞间的相互作用对细胞分化器官构建有影响，这种作用称为胚胎诱导。胚胎诱导作用可分成不同层次并不断强化，细胞所处的位置不同对细胞分化的命运有影响，改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向的改变。
   (5)环境对性别决定的影响
   温度、个体间的相互位置关系等环境影响生物性别的决定。
   (6)染色质变化与基因重排
   这种情况并不普遍。例如，纤毛虫的营养核中染色体DNA大量丢失，而生殖核中则包含完整的基因组。

(1)旁侧抑制的定义
   很多细胞都有相同的分化潜能，当一个细胞分化，就会抑制附近的细胞形成相同的分化细胞，这种现象称为旁侧抑制。
   (2)神经管细胞分化过程中的旁侧抑制
   在神经管细胞分化过程中，只有接受了足够量的神经生长因子，神经元才能生存，而存活下来的神经元分化为神经管细胞，会抑制其他神经元的分化，促使其发生凋亡，确保神经与靶细胞的数量相匹配。
   例如：neurogenin、Delta和Notch基因开始在神经板细胞中都有表达，Delta和Notch的相互作用又会抑制neurogenin的表达。一旦某个细胞表达的Delta多于它的邻居，就会抑制邻居细胞中Delta的合成，从而解除对自身的抑制，于是该细胞表达neurogenin和neuroD，向神经元分化。这种现象即神经管细胞分化过程中的旁侧抑制。

细胞凋亡是一个非常复杂的过程，受到机体内、外多种因素的影响，其调控因素分为诱导性因素和抑制性因素两大类。
   (1)诱导性因素
   ①生理性诱导因子
   肿瘤坏死因子(TNF)及其家族中Fas配体(FasL)、转化生长因子β(TGF-β)、神经递质(谷氨酸，多巴胺，N-甲酰-D-天门冬氨酸)、Ca²⁺、糖皮质激素等。
   ②理化因素
   射线、高温、强酸、强碱、乙醇、抗癌药物等，均可导致细胞凋亡。例如，电离辐射可产生大量氧自由基，使细胞处于氧化应激状态，DNA受损，引起细胞凋亡。
   ③免疫性因素
   在生长、分化及执行防御、自稳、监视功能中，免疫细胞可释放某些分子导致免疫细胞本身或靶细胞的凋亡。例如，细胞毒性T淋巴细胞可分泌颗粒酶，引起靶细胞的凋亡。
   ④微生物学因素
   细菌、病毒等致病微生物及其毒素可诱导细胞凋亡。如HIV感染时，可致大量CD4⁺T淋巴细胞凋亡。
   ⑤其他因素
   热休克、原癌基因(如myc，rel，腺病毒ElA等)、抑癌基因(如野生型p53基因)、缺血、缺氧等。
   (2)抑制性因素
   ①生理性抑制因子
   bcl-2原癌基因、突变型p53、各种生长因子、细胞外基质、CD40配体、一些中性氨基酸、锌以及雌、雄激素。例如在培养体系中加入所需要的细胞因子，可促进细胞内存活基因的表达，抑制细胞凋亡的发生。
   ②病毒基因
   如腺病毒E1B、杆状病毒、牛痘病毒crmA、EB病毒BHRF1及LMP-1、单纯疱疹病毒等基因。
   ③其他因素
   线虫的ced-9基因、半胱氨酸蛋白酶抑制剂、钙蛋白酶抑制因子、促癌剂(如PMA等)。

从PGC到精子的分化过程中，BMP信号途径和RA信号途径必不可少。两种途径的作用方式如下：
   (1)BMP信号途径
   ①随着胚胎发育的进行，某些细胞在邻近细胞的诱导下，开始向PGC方向分化。BMP是TGF-β超家族的成员，起信号分子的作用。BMP信号分子与受体结合后，Ⅱ型受体磷酸化Ⅰ型受体，使其被激活；接着Ⅰ型受体磷酸化下游的Smad蛋白，磷酸化的Smad进入细胞核，作为转录因子调节一系列与PGC分化相关的靶基因的表达。在Smad的作用下，很多体细胞特异表达的基因被逐渐关闭，而一套生殖细胞特异表达的基因被逐渐开启，细胞最终分化为PGC。
   ②PGC经过增殖，沿途的体细胞为其提供信号进行迁移，进入雄性生殖嵴。
   (2)RA信号途径
   ①基因甲基化使有性别特征的生殖细胞分裂和位点迁移。PGC发育成精原细胞，有丝分裂受到抑制，也不进行减数分裂。
   ②RA由中肾分泌，通过扩散进入与之紧密相连的生殖嵴，作用于此处的PGC，诱导其进入减数分裂。雄性生殖嵴的睾丸支持细胞产生Cyp26b1，降解RA，睾丸支持细胞包裹在PGC外部，RA必须扩散通过睾丸支持细胞，才能与PGC接触。在扩散过程中，几乎所有的RA都会被睾丸支持细胞内的Cyp26b1降解，因此内部的PGC实际上接收不到RA信号，也就无法进行减数分裂。
   ③胚胎出生后，睾丸支持细胞开始合成RA，生殖细胞合成RA的受体RAR和RXR，越接近支持细胞的生殖细胞越早进入减数分裂。生精小管外周的肌样细胞合成Cyp26b1，降解外界的RA信号，保证生殖细胞的分化不受其他体细胞的影响。
   ④精原细胞依次分化形成初级精母细胞、次级精母细胞和精子细胞几个阶段，最终变态为精子。

微管组装：α、β微管蛋白形成异二聚体→异二聚体聚合成片状的核心→经过侧面增加异二聚体而使之扩展成13条原纤维丝，即环围成一段微管→新的异二聚体不断加到微管的端部→延长。微管生物学功能：①构成细胞内网状支架：维持形状，固定与支持细胞器；②细胞器位移和细胞运动：染色体移动、纤毛、鞭毛运动；③参与物质运输：颗粒物质沿微管移动；④与某些信息的传递有关。

细胞骨架由微丝、微管和中间纤维构成。微丝确定细胞表面特征、使细胞能够运动和收缩。微管确定膜性细胞器的位置、帮助染色体分离和作为膜泡运输的导轨。中间纤维使细胞具有张力和抗剪切力。

核仁的主要结构式有颗粒组分以及纤维中心、致密纤维组分和核仁基质组成。功能体现在以下几个方面：①RNA基因转录的形态及组织特征；②RNA前体加工；③核糖体亚单位的装配。

胶原：以胶原纤维结构形式存在。胶原分子是由3股α肽肽链形成的右手型超螺旋结构。胶原分子首尾相接成线，并列成束，组成胶原纤维。胶原纤维平行排列组成胶原纤维。
   合成装配过程：胶原分子的多肽链是在糙面内质网上的核糖体上合成的，称为前α链。前α链上带有称为前肽的氨基酸序列，可阻抑装配成的前胶原分子在细胞内即装配成大的胶原纤维。在内质网腔和高尔基体腔内，前α链的脯氨酸和赖氨酸残基羟基化，3条前α链由羟基形成的氢键相互结合，构成3股螺旋的前胶原分子装配完成后，被包装到分泌泡中，分泌到细胞外。在细胞外，前胶原分子的前肽序列被专一蛋白水解酶切除，转变成胶原分子，胶原分子又进一步装配成了胶原纤维，最后，后者聚集成胶原纤维。

内质网是由封闭的膜系统及其围成的腔形成的互相沟通的网状结构。糙面内质网多呈扁囊状，排列较为整齐，并附着有大量核糖体；光面内质网没有核糖体附着，多为分支管状，是复杂的立体结构。粗面质网是由一层单位膜围成的扁囊状内质网，其特点为在膜的外表面附着大量的颗粒样核糖体，在糙面内质网的囊腔中含有电子密度低、透明度大的内含物。
   糙面内质网的主要功能是：①为负责蛋白质合成的细胞器核糖体提供支架；②糙面内质网与蛋白质的粗加工和蛋白质的转运有关。蛋白质在核糖体上合成以后，进入内质网腔，在内质网腔中进行蛋白质的糖基化，然后以芽生方式从糙面内质网膜上膨出，脱落形成小囊泡，小囊泡将这些蛋白质定向地转运到高尔基复合体进一步加工修饰。
   虽然在大多数细胞中，光面内质网的形态相似，但其化学组成、酶的种类和含量等都有差异，因此不同类型细胞中光面内质网的功能各有不同，主要功能为：①参与脂质和胆固醇的合成与运输。脂质和胆固醇的合成是光面内质网最明显的功能。在光面内质网膜上有合成脂质分子的酶，可合成磷脂和其他脂类。光面内质网膜上合成的脂质分子可以通过芽生形成运输小泡运送到高尔基复合体，也可通过特殊的磷脂交换蛋白送往各膜性细胞器。②与糖原的合成和分解有关。肝细胞中常见光面内质网与糖原相伴而存在，肝糖原丰富时，光面内质网增多；肝糖原减少时，光面内质网减少。另有实验证明，光面内质网膜上含有葡萄糖-6-磷酸酶，此酶是糖原降解为葡萄糖的关键酶，由此说明糖原的合成与分解与光面内质网有关。③解毒作用。光面内质网上能合成分解一些脂溶性毒物的酶类，生化研究表明，光面内质网上集中着重要的氧化酶系，该酶系将药物和毒物进行解毒或转化，消除毒性。④与肌肉收缩有关。肌肉中的光面内质网即肌质网是Ca²⁺的贮存部位，Ca²⁺释放可触发肌肉收缩。