紡錘體是如何形成的(2)
動(dòng)粒微管連接染色體動(dòng)粒與位于兩極的中心體。在有絲分裂前期,一旦核被膜解聚,由相反兩個(gè)方向的中心體伸出的動(dòng)粒微管就會(huì)隨機(jī)地與染色體上的動(dòng)粒結(jié)合而俘獲染色體,微管**終附著在動(dòng)粒上,動(dòng)粒微管把染色體和紡錘體連接在一起。在細(xì)胞分裂期的后期,分開(kāi)后的染色單體被拉向兩極。染色體移動(dòng)由兩個(gè)相互獨(dú)立且同步進(jìn)行的過(guò)程所介導(dǎo),分別為過(guò)程A和過(guò)程B。在過(guò)程A中,在連接微管和動(dòng)粒的馬達(dá)蛋白的作用下,動(dòng)粒微管解聚縮短,在動(dòng)粒處產(chǎn)生的拉力使染色體移向兩極。極間微管是從一個(gè)中心體伸出的某些微管與從另一個(gè)中心體伸出的微管相互作用,阻止了它們的解聚,從而使微管結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定,兩套微管的這種結(jié)合形成了有絲分裂紡錘體的基本框架,具有典型的兩極形態(tài),產(chǎn)生這些微管的兩個(gè)中心體稱為紡錘極,這些相互作用的微管被稱為極間微管。在有絲分裂后期過(guò)程B中,極間微管的伸長(zhǎng)和相互間的滑行使紡錘極向兩極方向移動(dòng)。星體微管從中心體向周圍呈輻射狀分布,在有絲分裂后期過(guò)程B中,每一紡錘極上向外伸展的星體微管發(fā)出向外的力,拉動(dòng)兩個(gè)紡錘極向兩極方向移動(dòng)。
在有絲分裂中,紡錘體形成并維持著染色體的穩(wěn)定性。深圳無(wú)需染色紡錘體胚胎植入
什么是紡錘體?它有多重要?
紡錘體主要由微管蛋白組成,微管蛋白是一種含有α和β亞單位的異二聚體。紡錘體不是一成不變的,常常處于組裝和去組裝的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中,一般在細(xì)胞分裂的中、后期,紡錘體結(jié)構(gòu)較為典型。紡錘體主要有兩個(gè)作用:其一,排列與分配染色體;其二,決定細(xì)胞胞質(zhì)分裂的分裂面。紡錘體的完整性決定了染色體分裂過(guò)程在時(shí)間和空間上的準(zhǔn)確性。紡錘體就像一位聰明的大力士的雙手,在細(xì)胞分裂過(guò)程中,能精細(xì)的將等位染色體平均拉向細(xì)胞的兩極,確保分裂后的2個(gè)子細(xì)胞中的染色體數(shù)目相等。但是,如果這個(gè)大力士多了一只或幾只手,染色體的分配將紊亂,導(dǎo)致非整倍體。紡錘體損傷的增加多見(jiàn)于高齡婦女,或接觸某些化學(xué)物質(zhì)的卵母細(xì)胞。
在細(xì)胞分裂過(guò)程中,紡錘體對(duì)卵母細(xì)胞染色體的平衡、運(yùn)動(dòng)、分配、和極體的排出非常關(guān)鍵。卵母細(xì)胞成熟過(guò)程中的兩次減數(shù)分裂形成兩次紡錘體,卵母細(xì)胞受精、雌雄原核融合后又會(huì)形成有絲分裂紡錘體。 上海紡錘體實(shí)時(shí)成像紡錘體Oosight Basic紡錘體在細(xì)胞分裂后期通過(guò)收縮力推動(dòng)染色體分離。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究的深入,成熟卵母細(xì)胞紡錘體冷凍保存技術(shù)有望迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展前景。一方面,研究者們將繼續(xù)優(yōu)化冷凍保護(hù)劑的配方和濃度,降低其對(duì)細(xì)胞的毒性;另一方面,通過(guò)改進(jìn)冷凍速率和程序,減少冷凍過(guò)程中對(duì)細(xì)胞的機(jī)械損傷。此外,隨著基因檢測(cè)和遺傳病篩查技術(shù)的發(fā)展,未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凍卵母細(xì)胞的遺傳病篩查,進(jìn)一步保障后代健康。同時(shí),隨著法律倫理環(huán)境的逐步改善和公眾對(duì)卵母細(xì)胞冷凍保存技術(shù)的認(rèn)知度提高,該技術(shù)有望在更多國(guó)家和地區(qū)得到普及和應(yīng)用。這將為更多女性提供生育能力保存的機(jī)會(huì),同時(shí)也為生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展注入新的活力。
紡錘體,顧名思義,其形狀類似于紡織用的紡錘,是在細(xì)胞分裂前初期到末期形成的一種特殊細(xì)胞器。它的主要元件包括微管、附著微管的動(dòng)力分子分子馬達(dá),以及一系列復(fù)雜的超分子結(jié)構(gòu)。微管是紡錘體的基礎(chǔ)骨架,由αβ-微管蛋白二聚體組成,這些微管相互交錯(cuò),形成紡錘狀結(jié)構(gòu),將染色體緊密地聯(lián)系在一起。在動(dòng)物細(xì)胞中,紡錘體的形成和組裝通常由中心體引導(dǎo)和控制。中心體是一個(gè)位于細(xì)胞質(zhì)中的復(fù)合體,由兩個(gè)中心粒嵌套在被稱為pericentriolarmaterial(PCM)的區(qū)域內(nèi)組成。PCM富含微管相關(guān)蛋白和其他蛋白質(zhì),如谷氨酸脫羧酶等微管主要蛋白,這些蛋白質(zhì)共同協(xié)作,確保紡錘體的正確組裝和穩(wěn)定。相比之下,高等植物細(xì)胞的紡錘體并不包含中心體,而是由細(xì)胞極板附近的微管組織形成。紡錘體在細(xì)胞分裂中扮演關(guān)鍵角色,確保遺傳物質(zhì)均等分配。
秋水仙素會(huì)使動(dòng)物細(xì)胞染色體加倍嗎微管蛋白按照來(lái)源可分為植物微管蛋白和動(dòng)物腦蛋白。因植物微管蛋白難以制備,秋水仙堿與動(dòng)物腦微管蛋白結(jié)合反應(yīng)研究得要更多一些。秋水仙堿是從植物秋水仙中提純出的一種生物堿,又名秋水仙素,構(gòu)成微管的α、β微管蛋白異源二聚體是秋水仙素分子的結(jié)合靶點(diǎn)。當(dāng)秋水仙堿與正在進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞接觸時(shí),秋水仙堿結(jié)合到微管蛋白的特定位點(diǎn),導(dǎo)致α微管蛋白與β微管蛋白二聚體結(jié)構(gòu)變形,從而阻斷微管蛋白組裝成微管,但并不影響微管蛋白的解聚,所以紡錘體會(huì)迅速消失。
秋水仙堿的濃度和作用時(shí)間對(duì)動(dòng)、植物細(xì)胞染色體加倍的影響是關(guān)鍵。有研究結(jié)果表明,在花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂細(xì)線期與粗線期進(jìn)行美洲黑楊2n花粉的誘導(dǎo)效果比較好,總體上在減數(shù)分裂粗線期進(jìn)行誘導(dǎo)得到的2n花粉**多,并且誘導(dǎo)的比較好濃度為0.5%。劉愛(ài)生等在利用人類外周血淋巴細(xì)胞進(jìn)行染色體G顯帶制作中,在阻斷培養(yǎng)的4h內(nèi)任意時(shí)間加入相應(yīng)劑量的秋水仙素,能獲得用于G顯帶的形態(tài)完好、大小適中、分散均勻、輪廓清楚的中期染色體標(biāo)本相。陳長(zhǎng)超等利用秋水仙堿處理MⅠ期卵母細(xì)胞,結(jié)果發(fā)現(xiàn)Ml期紡錘體發(fā)生解聚,染色體周圍紡錘體微管全部消失或部分殘留,染色體排列異常。 紡錘體形成過(guò)程中的任何錯(cuò)誤都可能影響細(xì)胞的命運(yùn)。北京Hamilton Thorne紡錘體Hoechst染料
紡錘體的一端連接著染色體,另一端則錨定在細(xì)胞兩極。深圳無(wú)需染色紡錘體胚胎植入
無(wú)需染色紡錘體觀察技術(shù)已逐步應(yīng)用于臨床輔助生殖技術(shù)中。通過(guò)該技術(shù),醫(yī)生可以在不破壞卵母細(xì)胞活性的情況下,評(píng)估其質(zhì)量并選擇合適的卵母細(xì)胞進(jìn)行受精和胚胎移植,從而提高妊娠率和胚胎質(zhì)量。無(wú)需對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行固定和染色處理,保留了細(xì)胞的活性與完整性。能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)冷凍過(guò)程中紡錘體的形態(tài)變化,評(píng)估冷凍效果。能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)冷凍過(guò)程中紡錘體的形態(tài)變化,評(píng)估冷凍效果。Polscope偏振光顯微成像系統(tǒng)的操作和維護(hù)需要較高的專業(yè)知識(shí)和技能。紡錘體的形態(tài)變化復(fù)雜多樣,需要豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)解讀和結(jié)果分析。深圳無(wú)需染色紡錘體胚胎植入
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