中心体

动物和低等植物细胞中的细胞器

中心体（centrosome）是动物细胞中一种重要的细胞器，每个中心体主要含有两个中心粒。它是细胞分裂时内部活动的中心。动物细胞和某些低等植物细胞中有中心体。它总是位于细胞核附近的细胞质中，接近于细胞的中心，因此叫中心体。在电子显微镜下可以看到，每个中心体含有两个中心粒，这两个中心粒相互垂直排列。中心体与细胞的有丝分裂有关。

简介

中心体是动物或低等植物细胞中一种重要的无膜结构的细胞器，存在于动物及低等植物细胞中。每个中心体主要含有两个中心粒。它是细胞分裂时内部活动的中心。高中《生物》对“中心体和中心粒”是这样描述的：“动物细胞和低等植物细胞中都有中心体。它总是位于细胞核附近的细胞质中，接近于细胞的中心，因此叫中心体。在电子显微镜下可以看到，每个中心体含有两个中心粒，这两个中心粒相互垂直排列。中心体与细胞的有丝分裂有关。”

组成结构

中心体的基本结构、功能在超微结构水平，典型的真核细胞中心体由一对中心粒和其周围物质组成。中心粒周围为云状电子致密物，称为中心粒周围物质（PericentriolesMaterial,PCM），中心粒周围物质围绕2个中心粒。中心粒由9组三联体微管组成，形成一桶状结构。中心粒的直径为0.16～0.23μm,长度变动于0.16～0.56μm之间，成对相互垂直排列。微管长度约为0.4μm，由微管蛋白组成，包括α/β/γ/δ/ε微管蛋白、中心体蛋白centrin和tektin丝状体以及与它们相连的结构蛋白。中心粒周围物质组成纤维状网络结构，这种纤维状网络结构被称为中心体矩阵，中心体矩阵连接各种蛋白。包括聚集微管的γ微管蛋白复合物。中心粒周围物质围绕着中心粒组成中心体微管组织中心(MicrotubuleOrganizingCenter,MTOC）。中心粒不直接参与细胞质微管的形成。在哺乳动物细胞，中心体是主要的微管组织中心。中心体在间期细胞中调节微管的数量、稳定性、极性和空间分布。在有丝分裂中，中心体建立两极纺锤体，确保细胞分裂过程的对称性和双极性，而这一功能对染色体的精确分离是必需的。在维持整个细胞的极性、为细胞器的定向运输提供建筑框、参与细胞的成型和运动上，中心体和微管都起着主要作用。

特性

中心体是动物细胞和低等植物细胞的细胞器。通常它不存在于高等植物的体细胞内，但是，却出现于苔类、蕨类、铁树等具有产生鞭毛或纤毛的精子的精细胞内。即使是低等生物也有这样的例子，如在变形虫样细胞里没有中心体，但是在它向鞭毛细胞移动的期间，却同样会出现中心体。用光学显微镜可以看到在中心体的中央有两个小的染色很深的中心粒（在光学显微镜分辨力的限度内）和包围着中心粒的明亮的在光学上为均质的中心球，在周围有呈放射状发育的称为星体的丝状结构。但是，中心球和星丝的发育程度是因细胞的种类和时期而异。

分布

一般分布于动物细胞和低等植物细胞中，位于细胞核附近的细胞质中，接近于细胞的中心。中心体一般位于细胞核旁，高尔基区中央。在细胞分裂前，中心体完成自身复制成两个，然后分别向细胞两极移动；到中期时，两个中心体分别移到细胞两极；到细胞分裂后期、末期，随细胞的分裂分配到两个子细胞中。而且，绝大多数动物细胞的中心是细胞核区，而中心体只是位于细胞核一侧的高尔基区的中央。

可视度

在电子显微镜下可以看到中心粒的超微结构。中心粒为成对的圆筒状小体，长度大约为0.3—0.5微米，直径为0.15—0.20 微米。每个中心粒由27条很短的微管组成。在横切面上，可以看到中心粒圆筒状的壁是由9组三联体微管盘绕成环状结构。尽管普通光学显微镜的分辨率为0.2微米，但已可以看到成对的中心粒的存在了。

中心体之所以被称为中心体是因为其在细胞分裂时分别位于两个正分裂细胞的中心，所以称之为中心体。

细胞分裂

在细胞分裂间期，成对的中心粒进行自身复制成两对，然后向细胞两极移动，当中有凝胶化的纺锤丝相连。到中期时，成对的中心粒（中心体）移到细胞两极，当中的纺锤丝形成纺锤体。到了分裂后期、末期，纺锤丝、纺锤体逐渐不鲜明，已在细胞两极的中心体也随细胞的分裂分配到两个子细胞中。

中心体在细胞分裂时期，中心粒在结构上也发生一定的变化。首先是在中心粒的周围生长出一些圆形小体，每个圆形小体有一个短杆与中心粒上的每个三联体微管相联。因此，实际上每个中心粒上是相联九对圆形纺锤丝、纺锤丝以中心粒向四周放射，这种放射的纺锤丝——星射线就构成中心粒四周的星体。

因此，中心粒（中心体）参加细胞分裂的活动，是细胞分裂时内部运动的中心。即，中心粒与细胞分裂有关，而不仅仅“与细胞的有丝分裂有关”。只是，中心体在有丝分裂过程中发现，在有丝分裂过程中研究得较多而已。

综上所述，对于“中心体和中心粒”应如此描述：“动物细胞和低等植物细胞中都有中心体，它通常位于细胞核一侧的细胞质中。在光学显微镜下可以看到，每个中心体主要含有两个中心粒，这两个中心粒互相垂直排列，中心体与细胞分裂有关”。

功能

中心体（centrosome）主要的微管组织中心，位于细胞核一侧。由一对互相垂直排列的中心粒（centri-oles）及其周围一团透明的电子密度高的无定形的中心粒周围物质所组成。微管并非直接从中心粒组装，更直接具有微管组织中心作用的是中心粒周围物质，微管是从这部分物质生长出来的。中心粒是直径0.2微米，长0.4微米的圆筒状小体，筒壁由9组对径向成45度倾斜排列的三联体微管围成。在动物细胞中，中心粒随细胞周期完成其本身的发育周期，G1晚期，两个中心粒稍微分开，于S期，在每个母中心粒旁与其垂直的方向长出一个子中心粒，子中心粒不断延长，在G2期，每个中心体内含有两对中心粒，在有丝分裂早期，中心体分成两部分，各自形成两个中心体，并从其周围发出微管形成星状体，星状体不断向两极移动，形成纺锤体的两极。经过有丝分裂期，每个子细胞的中心体各获得一对中心粒。

评价及相关研究

中心体是细胞中的一个较小的细胞器。作为主要的微管组织中心(MTOC)，在间期细胞及有丝分裂期的细胞中起着重要的作用。当中心体功能障碍时，可能引起染色体的分裂异常，并导致恶性肿瘤的发生。本文简要介绍了中心体的结构、功能，纺锤体装配检测点的调节机制，中心体复制及触发，中心体复制与细胞周期的关系，中心体蛋白，中心体异常以及可能的原因，并对其未来的研究和在临床上的应用进行了展望。一个世纪以来，中心体这一微小的细胞器对生物学家来说一直是一个迷。中心体虽然很小且不引人注目，但是它却在细胞中起着重要的作用。其中一个重要的功能是构成有丝分裂纺锤体。纺锤体微管和动力微管在细胞分裂时牵引染色体到细胞两极，使每一子代细胞都具有完整的染色体。如果没有中心体，细胞将不可能进行正常分裂。越来越多的研究结果表明，当中心体功能障碍时，有可能引起癌症，至少部分癌症是因为中心体功能障碍导致染色体异常而引起。

发表在2022年6月17日的《Science》期刊上的研究成果表明，德国慕尼黑大学神经生物学者Magdalena Götz及其团队对人类中心体有了新的认识，而中心体的功能障碍与许多神经发育障碍有关。研究发现一种特定的蛋白，即普遍表达的剪接蛋白PPRF6，在神经干细胞的中心体富集，但在神经元中却没有。在脑畸形室周异位患者中发现的该蛋白的突变也导致了动物模型中的类似表型。这项研究首次解释了为何一种存在于所有细胞中的蛋白在发生突变后只在大脑中引起表型，而在其他器官中却没有。

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