細胞「變身術」
知識點：細胞分化是指同一來源的細胞逐漸產生出形態結構、功能特徵各不相同的細胞類群的過程。
在我們小的時候，經常會問爸爸，媽媽我們是從哪裡來的呀？得到的答案是五花八門，有的會說是從垃圾桶里撿的，石頭縫裡蹦出來的……其實我們都是由一個小小的細胞發育而成的，這個細胞叫受精卵。一個受精卵之所以能發育成在形態，結構和功能上有明顯差異的生物體的各種細胞，這和細胞的分化有關。下面咱們就來探索一下細胞分化的奧秘吧。
俗話說「麻雀雖小，五臟俱全」，說的是個體雖小，但功能全。那麼，為什麼同是來源於受精卵細胞，但身體的各個器官各有各的形態和功能呢？為什麼同是造血細胞來源，我們的血液里分紅細胞、白細胞、淋巴細胞等形態功能各異的血細胞呢？這都離不開細胞的分化。
細胞分化是指從受精卵開始的個體發育過程中，細胞之間逐漸產生差異的過程。我們知道，在個體發育的過程中，每個體細胞都保持著整套基因組，也就是你身上的每個細胞，裡面的基因信息都是完全相同的，但是在細胞不斷分裂和分化過程中，並非所有基因都會複製，表達出來，這就是細胞分化的分子基礎。
你身上的每個細胞都有全能的細胞核，裡面儲存著你的整套遺傳基因，每個細胞都有相同的分化潛能，但在胚胎髮育過程中，為什麼會發育出新的特異性的組織器官，形態功能迥異的各類細胞群呢？研究表明，細胞分化並不是基因組DNA的全部表達，而是開放某些基因，關閉某些基因，開放的基因按一定程序，相繼活化表達。例如，雞的輸卵管細胞能合成卵清蛋白，胰島細胞合成胰島素，實驗發現，上述兩種細胞均含有卵清蛋白基因、胰島素基因，但輸卵管細胞中並未發現有活性的將胰島素基因表達所需的信使核糖核酸，胰島細胞中也未發現將卵清蛋白基因表達所需的信使核糖核酸。除了複雜而高明的基因表達，能決定細胞分化，還有一些因素也能影響細胞的分化。例如，細胞質(細胞核之外的細胞成分)，在胚胎早期，細胞質並非均勻分布，細胞分裂時被不均等地分配到子細胞中，這種不均一的細胞質可以調控基因的表達。例如將海膽卵沿縱軸切為兩半，受精後均可發育為完整個體，若沿橫軸切分，兩者都不能發育為完整胚胎。
另外，細胞在組織器官中所處的位置也能影響基因表達。細胞通過感知所處局部因子的濃度來確定自己在梯度中的位置，從而進行分化、遷移和增殖。環境因素(溫度、濕度、物理化學因子)也可以影響細胞的分化，例如，某種蜥蜴的性別發育就受溫度的影響，低溫條件全部發育為雌性，溫度提高則全部發育為雄性。
一般認為，如果細胞分化發生異常，會導致細胞癌變，即已經分化的細胞恢復到未分化的狀態，這種癌細胞與胚胎細胞一樣，能夠大量增殖，並具有侵襲性和轉移能力，在體外培養條件下可以無限傳代而不死亡。
作者：吳雪
本作品為科普中國原創，轉載時務請註明出處。
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