著絲點到著絲粒是如何變遷的

2021-02-08 囡波灣生物

由於近幾年來細胞生物學的飛速發展,新教材在保留原有基本框架體系的前提下,對內容作了較大幅度的更新,內容更加充實豐富,更符合科學性,敘述更明確,用詞更準確,概念更確切。

長期以來著絲粒和著絲點這兩個術語是作為染色體上紡錘體隨著區域的同義語使用,遺傳學文獻中多用著絲粒一詞,而細胞學家多用著絲點一詞,很多學生在如何使用上產生困惑,實際上兩者有明顯差異,更準確地說高中生物中還是使用著絲粒一詞更確切。

首先談談著絲點(Kinetochore)和著絲粒(Lentromere)的概念。它們是在空間位置上互相有關的兩個結構,但它們在結構上是互相有區別的。著絲粒是主縊痕(Primaryconstricticn)處中期的兩條染色單體互相聯繫在一起的特殊部位,在電鏡下看到著絲粒區染色體纖維少,兩條染色單體的纖維混合在一起。在中部著絲點染色體,著絲粒區有四個電子密度高的粒狀結構,每條染色單體有兩個。在端部著絲點染色體只有兩個是這樣的粒狀結構,每條染色單體有一個。


著絲點是在主縊痕處兩個染色單體的外側表層部位的特殊結構,它與紡錘絲微管相接觸,是微管蛋白的聚合中心。通過超薄切片的電鏡觀察,得知著絲點結構主要有兩種類型。一種是三層結構或分層結構,多見於動物和少數低等植物。一種球狀或杯狀結構,主要見於高等植物。三層結構的著絲點,內層和外層電子密度高,而中層電子密度,層厚約300~400A,可能是由更細微的結構組成。中層厚約150~160A,為無結構的亮區。內層厚150-400A,為顆粒狀結構,似染色質,但更為緊密。著絲點的正面觀為圓筒狀(直徑依物種不同約為0.2~0.8u)。每個著絲點伸出的微管有40040條(與著絲點大小有關),大部分微管是與外層相連,有的也伸入外層以內。球狀或杯狀的著絲點凹陷入染色體的表面,直徑約0.8u,紡錘體微管似從球狀著絲點的各種位置伸出。

後來在電鏡下研究哺乳類染色體超微結構時發現,主縊痕兩側是一對三層結構特化部位,認為是染色質性質物質的附加物,稱為著絲點(見圖),在主縊痕區存在著絲粒,由此把染色體分成三臂。著絲粒的兩側各有一個蛋白質構成的三層盤狀或球狀結構。著絲點與紡錘體的紡錘絲連接在一起,與染色體移動有關。在分裂前期和中期,著絲粒把兩姐妹染色體連在一起,到後期兩個染色單體的著絲粒分開,紡錘絲把兩條染色單體拉向兩極。

再從數學角度來分析,點與粒是有區別的,點無大小,而粒是有大小的,染色體應畫成(著絲粒)不應是(著絲點)。從老教材中的著絲點到新教材中的著絲粒變遷,概念更完善,更確切了。

作者單位:浙江省寧海縣柔石中學

發表於《中學生物學》2003年第4期


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