细胞生物学/细胞生物学概述

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绪论 - 细胞生物学概述 - 细胞生物学的形成与发展趋势 - 细胞生物学与医学

细胞生物学的概念与研究内容[编辑]

  细胞最早于1665年由英国科学家R.Hooke发现,是组成入类和所有生物体的基本单位(非细胞形态的病毒除外)。单细胞生物,如细菌,本身就是一个生命个体;多细胞生物个体由一个前体细胞 (如高等动物的受精卵)通过高度有序的分裂增殖、分化、生长和发育而成。 因此可以说,细胞是生命的基本单位。
  细胞生物学的研究对象是细胞。自发现细胞以来,随着科学技术的进步特别是分子生物学技术方法的建立和渗透,对细胞的研究在不断地发生变化,从传统的细胞学逐渐发展成为现代的细胞生物学。细胞生物学是从细胞的显微、亚显微和分子三个水平对细胞的各种生命活动开展研究的学科。细胞的显微水平研究主要利用显微镜技术来完成;细胞的亚显微结构及其功能研究主要采用电子显微镜技术;分子生物学技术和生物物理学方法常用于细胞的分子水平研究。
  细胞生物学的特点是把结构和功能结合起来,并关注细胞间的相互关系,来了解生物体的生长、 发育、分化、繁殖、运动、遗传、变异、衰老和死亡等基本生命现象的机制和规律。对细胞某些结构和功能的深入研究,逐渐衍生出一些分支学科,如细胞遗传学(cytogenetics)、细胞生理学(cytophysiology)、细胞社会学(cylosociology)、膜生物学(membrane biology)、染色体生物学(chromosome biology)、干细胞生物学(stem cell biology)等。近些年来,随着包括人类在内的一些生物基因组序列分析的完成,以研究完整细胞中所有基因与蛋白质的表达、结构和功能差异为主要内容的基因组学(genomics)及蛋白质组学(proteomics), 与基因组学和蛋白质组学互为结合的细胞组学(cytomics) , 以及基于单细胞测序技术从多细胞哺乳动物和人类组织细胞中分离单个细胞进行研究和比较等新兴研究领域的形成,使细胞生物学的研究内容愈加丰富多彩、研究进展日新月异。

细胞生物学在生命科学中的地位及与其他学科的关系[编辑]

  细胞生物学是生命科学的重要分支学科。生命科学研究的核心内容是生命的物质基础,生命的起源和进化,生物的繁殖、生长、发育、衰老、死亡、遗传与变异等生命现象的规律和机制。生命的物质基础是核酸和蛋白质等生物大分子,这些生物大分子必须被有序地构建及装配成细胞内组分并进入细胞内一定的功能体系中才能表现出生命现象。即使是自然界中的非细胞形态的生命体——病毒,也只能在细胞中才表现出生命特征。生命起源于一个原始细胞,生命的基本现象如生殖、生长、发育、衰老、死亡等过程都体现在生命的单位一细胞上。
  从生命结构层次上看,细胞生物学介于分子生物学和个体生物学之间,同它们相互衔接、相互渗透。目前,细胞生物学的两种重要研究方式是:一方面从细胞的表型特征入手,探索隐藏在其背后的分子机制;另一方面则从基因或蛋白质等生物大分子入手,了解其对细胞功能或行为的影响。故而细胞生物学也被称为细胞分子生物学或分子细胞生物学。细胞生物学和分子生物学同是现代生命科学的基础,它们广泛渗透到发育生物学、遗传学、神经生物学和免疫生物学等研究领域。
  细胞生物学既是生命科学的基础学科,也是现代生命科学中的前沿学科之一。许多科学家论断, 21世纪是生命科学的世纪。在分子层次上研究细胞生命活动过程中各种生命现象的规律和机制的细胞生物学,无疑将在生命科学中发挥重要的作用。21世纪初期的细胞生物学研究成果,如干细胞与动物无性克隆研究进展、小RNA和人类基因组中非编码蛋白序列在细胞生命活动中作用的不断发现,已充分表明细胞生物学是生命科学中最为活跃的研究领域之一。