端点汇创新 生物学与细胞的前生今世

 大家普遍认为细胞生物学是一门“老生常谈”的话题，但大家有所不知的是，其发展历程虽然漫长，却存在着很多的未解之谜。下面端点小编就带大家一起进入细胞生物学的世界，来看一看细胞生物学的发展历程。

 首先，让我们了解一下什么是生物学。所谓生物学（biology）是指研究生命体（或生物）生命现象及其规律的一门学科，包括新陈代谢、生长、发育、分化、遗传、变异、运动、衰老、死亡等，是一门综合性科学。因此生物学研究方向众多，可以从生物的不同层次，不同类型以及不同结构功能进行研究（见下图）。

图片为端点医药原创

著名生物学家EB Wilson说：“所有生物学的答案最终都要到细胞中去寻找，因为所有生命体都是，或曾经是一个细胞。”细胞生物学就是从细胞这个层次研究生命的一个学科，因为除了病毒、类病毒以外，绝大多数生命体都是由细胞构成的，因此只有从细胞水平上研究生物体的生命现象才是对生命现象最本质上的揭示。下面，小编就带大家认识一下细胞的结构（见下图）。

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如上图所示，细胞可分为原核细胞（prokaryotic cell）和真核细胞（eukaryotic cell）两大类。原核细胞没有典型的核结构，内部结构相对简单，在经过长期进化可发展为内部结构丰富，具有细胞膜、细胞质(包括各种细胞器)和细胞核的真核细胞。

 以上这种研究细胞的化学组成、形态、结构及功能的学科称为细胞学。而随着科学的发展，对细胞的研究重点也在不断地发生变化，从传统的细胞学（cytology）也逐渐发展成了细胞生物学。什么是细胞生物学呢？我们要从它的发展阶段说起，细胞生物学经历了如下几个重要阶段，如下图。

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 第一个发展阶段为细胞学说，细胞学说经历了漫长的发展过程，从1665年首次发现细胞到1855年提出“一切细胞只能来自原来的细胞”，再到1880年发现细胞的形态、结构以及细胞的分裂过程，直至1892年细胞学正式形成一门生物学科（见下图）。而随着细胞学学科的建立，细胞的概念也应运而生：1.细胞是所有生物体的形态和功能单位；2.生物体的特性决定于构成它们的各个细胞；3.地球上现存的细胞均来自细胞，以保持遗传物质的连续性；4.细胞是生命的最小单位。

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 第二个阶段为多学科渗透阶段。从20世纪初至中叶的这一时期里，细胞学的主要特点是与生物科学等相邻学科之间的相互渗透，使细胞研究逐步由纯形态的细胞学阶段发展为细胞生物学阶段。

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第三个阶段是电子显微镜与分子生物学的结合阶段。进入20世纪30～50年代，电子显微镜（以下简称电镜）技术和分子生物学技术被用于细胞的研究中。电镜可以观察细胞内部亚微结构，从而使细胞生物学的研究进入一个崭新的领域；另外，细胞内信号传导、物质在细胞内转运、细胞增殖的调控及细胞衰老与死亡机制的不断积累，使细胞的研究进入了全新的境界，即从分子角度、亚细胞角度探讨细胞的生物学功能。由此，细胞生物学已发展成为分子细胞生物学（molecular cell biology）。

第四个阶段是系统理论进入细胞生物学学科领域。20世纪70～80年代，随着人类基因组计划的完成，对于RNA、蛋白质的研究越来越深入，数字化、网络化的概念越来越成为细胞功能研究的主流。因此，以细胞为对象的系统生物学（systems biology）应运而生。它是以细胞作为一个系统，研究系统内各种因素，获得DNA、RNA及蛋白质相互作用及所构成网络等各方面整合的信息，建立能描述系统结构和行为的数学模型，最后借此模型系统研究系统的功能、运作、异常及其干预。

综上所述，细胞学研究经历了从细胞学说的确立、细胞形态的描述说到从分子和亚细胞角度全面研究细胞生物学功能的漫长阶段。细胞生物学的概念也由此应运而生，即细胞生物学(Cell Biology)是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能。细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等重大生命过程。展望未来，细胞的研究将进一步揭示生命的基本特征，并广泛用于工业、农业、环境和医学卫生等各领域。

关于细胞生物学，今天就和大家聊到这里，以后端点小编会带给大家带来一些与医学细胞生物学相关的小知识，尽请期待！