細胞凋亡在植物細胞或微生物中會不會發生?

細胞凋亡 癌症 會不會在植物和微生物發生?


植物也有,這個上面幾位都說過了,但是植物一般叫PCD(Programmed Cell Death),而不叫apoptosis,原因在於植物PCD與apoptosis有類似但也有很多不同的地方。

最明顯的不同,動物中很多在凋亡中起關鍵作用的蛋白在植物中都沒有同源蛋白,比如caspase、Bax Bcl-2等等。其次,植物沒有溶酶體,比動物多了細胞壁、葉綠體和液泡,這些器官在PCD過程中都起著重要的角色。這就使得植物PCD在發生過程中有著有別於動物的獨特的信號傳導途徑。

植物PCD主要功能有兩個:自然發育過程的PCD,比如導管的形成、落葉時離層的形成等等。
另一種是脅迫下的細胞死亡,比如當有寄生性病原菌(植物細胞必須活著病原菌才能生長)侵染植物(比如經典的白粉病、稻瘟病),植物可以通過染侵入點附近的細胞發生PCD,將病原菌局限在一個很小的範圍內,避免其在植物體內擴賽。


早期觀察細胞是怎麼個死法, 主要是依據細胞學的證據, 自殺也分好幾種。

  1. Apoptosis(凋亡)表現為質膜空泡化,胞質萎縮,核皺縮,DNA 片段化,最後形成凋亡小體。主要是在動物細胞,植物中沒有報道過。

  2. Non-lysosomal PCD(非溶酶體 PCD)主要是在病毒和細菌引起的超敏反應中出現。

  3. Autophagy(細胞自噬) 表現為亞細胞結構的膜重排,最後都被巨大的液泡吞噬。植物細胞大都屬於此類。

死亡之酶(Caspases ),其酶原在細胞內組成型表達,受到刺激被剪切成成熟體,變身死神,激活後面一系列的反應,此處不便贅述。(以上引自Wouter G and Ernst J.,2005; Narcin and E. Damla.,2011)

在植物正常的發育過程中,從合子受精開始,到最後形成種子,PCD無處不在。這個簡圖差不多包含了植物大多數的PCD現象。

其中最著名就是

其中最著名就是葉片的脫落(即離層細胞的PCD)和 糊粉層的退化(主要是為胚的發育提供營養)。
圖片引自( http://www.plantcell.org/content/9/7/1157.long )這是一篇很經典的綜述,有興趣的可以去看全文。

PS:比如說水稻秈粳雜種不育的很多機制都歸結到PCD上了,這也是進化過程中由於突變產生的一種現象。


植物凋亡例子很多,比如說病害後為了防止進一步侵染,有些葉子會通過凋亡,來避免病害傳播。同時有些信號物質會傳遞給周圍細胞,甚至是周圍的植物個體,來防治侵害。在比如托葉早落、秋天落葉,這樣的現象很多。
微生物也有凋亡,這可以看成是對於微生物群體有利的選擇,但對於微生物單細胞個體而言,確實是致死的。所以微生物為什麼甘願凋亡,作出有利於群體的選擇?這個選擇究竟是主動還是被動的?這也是個有意思的問題。


植物是肯定有的,apoptosis應該是多細胞生物形態生成比較重要的調節機制。可以參考
Apoptosis in plants: specific features of plant apoptotic cells and effect of various factors and agents.

微生物因為是單細胞生物,所以估計不會,找了一下沒有找到相關文獻。


關於癌症,癌細胞就是應該凋亡而沒有凋亡的細胞。。。。。。


細胞凋亡在生物體內很重要的調節方式,有生就有死,,它涉及一系列基因的激活、表達以及調控等的作用,是一種自體損傷的現象,是為更好地適應生存環境而主動爭取的一種死亡過程。植物和微生物作為細胞組成的生物,自然會發生凋亡。
至於癌症,所謂的癌症的形成就是由於細胞的凋亡調控發生了變化,細胞變成了不死的,並且能夠逃過免疫系統的檢測,可以無限增值的細胞,但是其細胞本質的東西發生了變化,從而大量繁殖並且會感染其他正常的細胞,造成體循環或者是淋巴系統的破壞。體內穩態被打亂後,機體的健康狀態就急劇下降了。


植物中有
caspase同源蛋白,請參見Zhao P, Zhou X-m, Zhang L-y, Wang W, Ma L-g, et al. (2013) A Bipartite Molecular Module Controls Cell Death Activation in the Basal Cell Lineage of
Plant Embryos. PLoS Biol 11(9): e1001655. doi:10.1371/journal.pbio.1001655


凋亡是細胞程序性死亡(PCD)的一種形式,而程序性細胞死亡是多細胞生物普遍存在的。而對於單細胞生物的微生物來說,是不是存在一種類似的死亡形式,還有待研究吧,至少現在還沒有見過相關的報道


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