细胞长什么样？

什么是细胞？

细胞为从微生物到人类的所有生物提供结构和功能。科学家认为它们是最小的生命形式。细胞是制造蛋白质、化学物质和信号的生物机器，负责我们体内发生的一切。

细胞长什么样？

细胞有不同的形状，圆的，平的，长的，星形的，立方的，甚至没有形状。大多数细胞无色透明。细胞的大小也不同。一些最小的是单细胞细菌，它们太小，肉眼看不见，直径为百万分之一米（微米），植物的细胞最大，直径10-100微米。人类直径最大的细胞是卵子。它的直径和一根头发的直径差不多（80微米）。

有多少种不同类型的人类细胞？

构成人类的数以万亿计的细胞被组织成大约200种主要类型。一个人的所有细胞都包含同一组基因。因为每种细胞类型都会“开启”不同的基因模式，这就决定了细胞产生哪些蛋白质。在不同的细胞类型中，一组独特的蛋白质使它们能够执行特殊的任务。例如，红血球把氧气带到全身。白细胞杀死细菌入侵者。肠道细胞释放有助于消化食物的分子。神经细胞发出化学和电子信息，产生思维和运动。心脏细胞一致收缩泵血。

什么是真核细胞和原核细胞，它们有什么不同？

当把细胞分类时，科学家们可以区分真核细胞和原核细胞，因为它们看起来不同。真核细胞组成动物、植物、真菌和一些单细胞有机体。它们体内有很多结构，叫做细胞器。最突出的细胞器是细胞核，它含有细胞的遗传物质，原核细胞没有细胞核或其他细胞器。它们是单细胞微生物，往往比真核细胞小。最典型的是原核细胞细菌和古细菌。

成纤维细胞有细胞核（蓝色，圆形，中心），能量工厂（绿色，围绕细胞核）和肌动蛋白细胞骨架（红色，最外层）Dylan Burnette and Jennifer Lippincott-Schwartz, Eunice Kennedy Shriver 拍摄National Institute of Child Health and Human Development, National Institutes of Health.

人类细胞中的主要细胞器是什么？ 

除细胞核外，最突出的细胞器包括：

线粒体：是细胞的动力装置，它将食物中的能量转化为人体的主要能量来源三磷酸腺苷（ATP）。

核糖体:是制造蛋白质的分子工厂。

内质网（ER）：是一个由相互连接的囊组成的网络，处理新产生的分泌和膜蛋白，并产生称为脂质的脂肪物质。

高尔基复合体:接收来自内质网的蛋白质和脂质，包装它们，并将它们送到细胞内、细胞膜内或细胞外的最终目的地。

溶酶体：细胞的垃圾堆，分解废物并处理或回收它们。

研究人员用荧光标记来照亮构成细胞结构的微管（黄色，中心丝）和肌动蛋白（紫色，最外层）纤维的复杂网络 Torsten Wittmann Scripps Research Institute 拍摄。

细胞如何运动？

许多类型的细胞可以移动。单细胞生物移动寻找食物。甚至多细胞生物体内的细胞也需要四处活动。例如，免疫系统细胞必须向入侵者移动。精子需要“游泳”才能使卵子受精。

细胞以多种方式运动。有些只是漂浮在水或其他液体中。有些人利用长而薄的蛋白质鞭毛和纤毛推动自己前进，纤毛附着在细胞膜外并四处摆动。一些“爬行”细胞，利用所谓的变形虫运动，在这种运动中，充满细胞质的突起推着细胞前进。

在细胞内，营养物质和细胞器四处运动以执行各种细胞功能。这种内部运动被称为气旋，或细胞质流动。细胞的内部结构称为细胞质，它产生一种定向流动力，推动细胞内的物质四处流动。

科学家通过研究细胞运动来更好地理解细胞的工作原理，包括癌细胞如何从一个组织移动到另一个组织，白细胞如何移动来愈合伤口和攻击入侵者。

科学家如何研究细胞？

细胞生物学家依靠一系列的工具来观察身体和检查细胞。成像技术可在细胞分裂、生长、相互作用和执行其他重要任务时放大细胞器并跟踪细胞。生物化学或基因测试使研究人员能够研究细胞对环境压力的反应，如温度升高或毒素。这些测试还可以使用荧光标签和其他化学物质标记特定的蛋白质，使科学家能够直观地看到细胞内工作的蛋白质。采用先进的计算工具，然后整合和分析所有的数据。

这是一个正在分裂的猪细胞。图像显示了染色体（紫色，较短，中间）和细胞骨架（绿色，纤维状，外部）图片来源于Nasser Rusan, National Heart, Lung, and Blood Institute, National Institutes of Health.

我们的身体如何制造更多的细胞？

细胞在执行有丝分裂的过程中一分为二。有丝分裂从单亲细胞中产生两个基因相同的“子”细胞。另一种类型的细胞分裂，减数分裂，产生了四个子细胞，它们在基因上彼此不同，也不同于原始的母细胞。只有少数特殊的细胞可以进行减数分裂，比如那些在雌性中会变成卵子，在雄性中会变成精子的细胞。

细胞是如何死亡的？

细胞携带了自毁所需的东西。这被称为程序性细胞死亡，或凋亡。它对我们的身体起着健康和保护作用。例如，它有助于在出生前塑造我们的手指和脚趾，并在我们的生命中杀死病变细胞。另一种叫做坏死的细胞死亡是无计划的，没有保护性的。坏死现象可能发生在突然导致的外伤、感染或接触有毒化学物质之后。

什么是干细胞？

干细胞可以自我更新数百万次，但是身体的其他细胞，如肌肉和神经细胞，不能做到这一点。胚胎干细胞是未分化的，这意味着它们可以在体内转化为任何类型的细胞。组织特异性干细胞（有时称为成体干细胞）在发育后期出现，它们还可以补充细胞。组织特异性干细胞的主要作用是维持和修复它们所在的组织。

细胞中出现的问题是如何导致疾病的？

细胞内基因的变化称为突变，可以改变细胞分裂、制造蛋白质、清除废物或执行其他任务的能力。基因突变过度可导致出生缺陷、癌症和其他疾病。在极端情况下，由于身体创伤或感染而受损的细胞会导致有害的炎症和器官功能障碍。

这张图片显示了第二种最常见的皮肤癌鳞状细胞癌中细胞的不受控制的生长Markus Schober and Elaine Fuchs, The Rockefeller University, New York, N.Y.实验室。

研究细胞如何帮助我们了解人类健康和疾病？

了解细胞如何工作，以及当它们不能正常工作时会发生什么，可以教会我们保持健康的生物过程。它也揭示了治疗疾病的新方法。细胞研究已经带来了癌症治疗、抗生素、降低胆固醇的药物以及改进的药物输送方法。然而，还有许多有待发现。例如，了解干细胞和某些其他细胞是如何再生的，可以帮助我们了解如何修复受损或丢失的组织。