細胞全能性

細胞全能性

細胞全能性是指細胞經分裂和分化后仍具有形成完整有機體的潛能或特性。在多細胞生物中每個個體細胞的細胞核具有個體發育的全部基因,在一定條件下,都可以發展成多功能APSC多能細胞,而且只要條件許可,每個個體細胞的細胞核都可發育成完整的個體。

在多細胞生物中每個個體細胞的細胞核具有個體發育的全部基因,只要條件許可,都可發育成完整的個體。

定義


指細胞經分裂和分化后仍具有形成完整有機體的潛能或特性。

特點


①高度分化的植物體細胞具有全能性,植物細胞在離體的情況下,在一定營養的物質,激素和其他適宜的外界條件下,才能表現其全能性。
②動物已分化的體細胞全能性受限制,但細胞核仍具有全能性。

分類


根據動物細胞全能性大小,可分為全能性細胞(如動物早期胚胎細胞),多能性(如原腸胚細胞),專能性(如造血幹細胞);根據植物細胞表達全能性大小排列是:受精卵、生殖細胞、體細胞;全能性的物質基礎是細胞內含有本物種全套遺傳物質。
一個生活的植物細胞,只要有完整的膜系統和細胞核,它就會有一整套發育成一個完整植株的遺傳基礎,在一個適當的條件下可以通過分裂、分化再生成一個完整植株,這就是所謂的植物細胞全能性(totipotency)。這是植物組織培養的理論基礎。

實例


植物組織培養

取胡蘿蔔根韌皮部細胞離體培養,細胞脫分化成一個分裂旺盛的細胞團、繼而再分化出具有根、莖、葉的新植株。
細胞分化過程
細胞分化過程

動物克隆

取羊乳腺細胞的核,將另一卵細胞的核去掉,核質重組形成重組細胞,該重組細胞發育成為克隆羊。eg:克隆羊多利

體現條件


已發生分化的細胞只有處於離體狀態下,將離體的植物器官、組織、細胞培養在人工配製的培養基上,給予適當的培養條件,誘導其產生愈傷組織、生芽,最終形成完整的植株。

比較


一般來說,細胞全能性高低與細胞分化程度有關,分化程度越高,細胞全能性越低,全能性表達越困難,克隆成功的可能性越小。
植物細胞全能性高於動物細胞,而生殖細胞全能性高於體細胞,在所有細胞中受精卵的全能性最高。
細胞
細胞
幼嫩的細胞全能性高於衰老的細胞。
細胞分裂能力強的全能性高於細胞分裂能力弱的。

注意


在生物體的所有細胞中,受精卵的全能性是最高的。生殖細胞,尤其是卵細胞,雖然分化程度較高,但是仍然具有較高的全能性,如蜜蜂的孤雌生殖,自然界偶然出現的單倍體玉米等。體細胞的全能性比生殖細胞低得多,尤其是動物,高度分化的動物體細胞的全能性受限制,嚴格來說只有高度分化的動物細胞的細胞核才具有全能性。克隆羊的成功,利用的就是高度分化的動物體細胞的細胞核具有全能性。