什么是細(xì)胞？

細(xì)胞為從微生物到人類的所有生物提供結(jié)構(gòu)和功能?？茖W(xué)家認(rèn)為它們是最小的生命形式。細(xì)胞是制造蛋白質(zhì)、化學(xué)物質(zhì)和信號的生物機器，負(fù)責(zé)我們體內(nèi)發(fā)生的一切。

細(xì)胞長什么樣？

細(xì)胞有不同的形狀，圓的，平的，長的，星形的，立方的，甚至沒有形狀。大多數(shù)細(xì)胞無色透明。細(xì)胞的大小也不同。一些最小的是單細(xì)胞細(xì)菌，它們太小，肉眼看不見，直徑為百萬分之一米（微米），植物的細(xì)胞最大，直徑10-100微米。人類直徑最大的細(xì)胞是卵子。它的直徑和一根頭發(fā)的直徑差不多（80微米）。

有多少種不同類型的人類細(xì)胞？

構(gòu)成人類的數(shù)以萬億計的細(xì)胞被組織成大約200種主要類型。一個人的所有細(xì)胞都包含同一組基因。因為每種細(xì)胞類型都會“開啟”不同的基因模式，這就決定了細(xì)胞產(chǎn)生哪些蛋白質(zhì)。在不同的細(xì)胞類型中，一組獨特的蛋白質(zhì)使它們能夠執(zhí)行特殊的任務(wù)。例如，紅血球把氧氣帶到全身。白細(xì)胞殺死細(xì)菌入侵者。腸道細(xì)胞釋放有助于消化食物的分子。神經(jīng)細(xì)胞發(fā)出化學(xué)和電子信息，產(chǎn)生思維和運動。心臟細(xì)胞一致收縮泵血。

什么是真核細(xì)胞和原核細(xì)胞，它們有什么不同？

當(dāng)把細(xì)胞分類時，科學(xué)家們可以區(qū)分真核細(xì)胞和原核細(xì)胞，因為它們看起來不同。真核細(xì)胞組成動物、植物、真菌和一些單細(xì)胞有機體。它們體內(nèi)有很多結(jié)構(gòu)，叫做細(xì)胞器。最突出的細(xì)胞器是細(xì)胞核，它含有細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，原核細(xì)胞沒有細(xì)胞核或其他細(xì)胞器。它們是單細(xì)胞微生物，往往比真核細(xì)胞小。最典型的是原核細(xì)胞細(xì)菌和古細(xì)菌。

成纖維細(xì)胞有細(xì)胞核（藍(lán)色，圓形，中心），能量工廠（綠色，圍繞細(xì)胞核）和肌動蛋白細(xì)胞骨架（紅色，最外層）Dylan Burnette and Jennifer Lippincott-Schwartz, Eunice Kennedy Shriver 拍攝National Institute of Child Health and Human Development, National Institutes of Health.

人類細(xì)胞中的主要細(xì)胞器是什么？ 

除細(xì)胞核外，最突出的細(xì)胞器包括：

線粒體：是細(xì)胞的動力裝置，它將食物中的能量轉(zhuǎn)化為人體的主要能量來源三磷酸腺苷（ATP）。

核糖體:是制造蛋白質(zhì)的分子工廠。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）：是一個由相互連接的囊組成的網(wǎng)絡(luò)，處理新產(chǎn)生的分泌和膜蛋白，并產(chǎn)生稱為脂質(zhì)的脂肪物質(zhì)。

高爾基復(fù)合體:接收來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，包裝它們，并將它們送到細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞膜內(nèi)或細(xì)胞外的最終目的地。

溶酶體：細(xì)胞的垃圾堆，分解廢物并處理或回收它們。

研究人員用熒光標(biāo)記來照亮構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微管（黃色，中心絲）和肌動蛋白（紫色，最外層）纖維的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò) Torsten Wittmann Scripps Research Institute 拍攝。

細(xì)胞如何運動？

許多類型的細(xì)胞可以移動。單細(xì)胞生物移動尋找食物。甚至多細(xì)胞生物體內(nèi)的細(xì)胞也需要四處活動。例如，免疫系統(tǒng)細(xì)胞必須向入侵者移動。精子需要“游泳”才能使卵子受精。

細(xì)胞以多種方式運動。有些只是漂浮在水或其他液體中。有些人利用長而薄的蛋白質(zhì)鞭毛和纖毛推動自己前進，纖毛附著在細(xì)胞膜外并四處擺動。一些“爬行”細(xì)胞，利用所謂的變形蟲運動，在這種運動中，充滿細(xì)胞質(zhì)的突起推著細(xì)胞前進。

在細(xì)胞內(nèi)，營養(yǎng)物質(zhì)和細(xì)胞器四處運動以執(zhí)行各種細(xì)胞功能。這種內(nèi)部運動被稱為氣旋，或細(xì)胞質(zhì)流動。細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)稱為細(xì)胞質(zhì)，它產(chǎn)生一種定向流動力，推動細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)四處流動。

科學(xué)家通過研究細(xì)胞運動來更好地理解細(xì)胞的工作原理，包括癌細(xì)胞如何從一個組織移動到另一個組織，白細(xì)胞如何移動來愈合傷口和攻擊入侵者。

科學(xué)家如何研究細(xì)胞？

細(xì)胞生物學(xué)家依靠一系列的工具來觀察身體和檢查細(xì)胞。成像技術(shù)可在細(xì)胞分裂、生長、相互作用和執(zhí)行其他重要任務(wù)時放大細(xì)胞器并跟蹤細(xì)胞。生物化學(xué)或基因測試使研究人員能夠研究細(xì)胞對環(huán)境壓力的反應(yīng)，如溫度升高或毒素。這些測試還可以使用熒光標(biāo)簽和其他化學(xué)物質(zhì)標(biāo)記特定的蛋白質(zhì)，使科學(xué)家能夠直觀地看到細(xì)胞內(nèi)工作的蛋白質(zhì)。采用先進的計算工具，然后整合和分析所有的數(shù)據(jù)。

這是一個正在分裂的豬細(xì)胞。圖像顯示了染色體（紫色，較短，中間）和細(xì)胞骨架（綠色，纖維狀，外部）圖片來源于Nasser Rusan, National Heart, Lung, and Blood Institute, National Institutes of Health.

我們的身體如何制造更多的細(xì)胞？

細(xì)胞在執(zhí)行有絲分裂的過程中一分為二。有絲分裂從單親細(xì)胞中產(chǎn)生兩個基因相同的“子”細(xì)胞。另一種類型的細(xì)胞分裂，減數(shù)分裂，產(chǎn)生了四個子細(xì)胞，它們在基因上彼此不同，也不同于原始的母細(xì)胞。只有少數(shù)特殊的細(xì)胞可以進行減數(shù)分裂，比如那些在雌性中會變成卵子，在雄性中會變成精子的細(xì)胞。

細(xì)胞是如何死亡的？

細(xì)胞攜帶了自毀所需的東西。這被稱為程序性細(xì)胞死亡，或凋亡。它對我們的身體起著健康和保護作用。例如，它有助于在出生前塑造我們的手指和腳趾，并在我們的生命中殺死病變細(xì)胞。另一種叫做壞死的細(xì)胞死亡是無計劃的，沒有保護性的。壞死現(xiàn)象可能發(fā)生在突然導(dǎo)致的外傷、感染或接觸有毒化學(xué)物質(zhì)之后。

什么是干細(xì)胞？

干細(xì)胞可以自我更新數(shù)百萬次，但是身體的其他細(xì)胞，如肌肉和神經(jīng)細(xì)胞，不能做到這一點。胚胎干細(xì)胞是未分化的，這意味著它們可以在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為任何類型的細(xì)胞。組織特異性干細(xì)胞（有時稱為成體干細(xì)胞）在發(fā)育后期出現(xiàn)，它們還可以補充細(xì)胞。組織特異性干細(xì)胞的主要作用是維持和修復(fù)它們所在的組織。

細(xì)胞中出現(xiàn)的問題是如何導(dǎo)致疾病的？

細(xì)胞內(nèi)基因的變化稱為突變，可以改變細(xì)胞分裂、制造蛋白質(zhì)、清除廢物或執(zhí)行其他任務(wù)的能力?；蛲蛔?/span>過度可導(dǎo)致出生缺陷、癌癥和其他疾病。在極端情況下，由于身體創(chuàng)傷或感染而受損的細(xì)胞會導(dǎo)致有害的炎癥和器官功能障礙。

這張圖片顯示了第二種最常見的皮膚癌鱗狀細(xì)胞癌中細(xì)胞的不受控制的生長Markus Schober and Elaine Fuchs, The Rockefeller University, New York, N.Y.實驗室。

研究細(xì)胞如何幫助我們了解人類健康和疾??？

了解細(xì)胞如何工作，以及當(dāng)它們不能正常工作時會發(fā)生什么，可以教會我們保持健康的生物過程。它也揭示了治療疾病的新方法。細(xì)胞研究已經(jīng)帶來了癌癥治療、抗生素、降低膽固醇的藥物以及改進的藥物輸送方法。然而，還有許多有待發(fā)現(xiàn)。例如，了解干細(xì)胞和某些其他細(xì)胞是如何再生的，可以幫助我們了解如何修復(fù)受損或丟失的組織。