生物分工原理：區(qū)域化
人類社會的演化，展現(xiàn)出一種分工越來越細致的趨勢，從而專業(yè)性強、協(xié)作效率高 。
生命也是如此 。
生命的演化方向也是努力把細胞的專業(yè)化水平提高，其策略稱為“區(qū)域化”：
- 從原核細胞到真核細胞：膜系統(tǒng)——細胞內部的區(qū)域化；
- 從單細胞到多細胞：細胞增殖分化——細胞外部的區(qū)域化 。
細胞：一個個特異化的分區(qū)
要知道，生命活動中的化學反應，可沒有化學實驗室中的各種極端條件（高溫高壓強酸強堿之類），并且表現(xiàn)出非常高的效率和精度，這么神奇的功能，是依靠什么實現(xiàn)的呢？
在細胞內，生物大分子混亂地擁擠在一起，在某些條件下，可以自發(fā)聚集起來形成一定的秩序的區(qū)域（“相分離”），并在這一區(qū)域內完成代謝 。
另一種把各種生物大分子組織在一起的結構，就是“生物膜”（磷脂雙分子層），將生命劃分為一個個區(qū)域，而且為這些生物大分子提供了相應的內外環(huán)境和反應條件，可以說，有細胞膜才有生命 。
生物膜結構
細胞器：精巧的微環(huán)境
真核細胞用生物膜分割包圍形成了細胞器（Organelle），比如細胞核、線粒體、內質網(wǎng)、高爾基體、溶酶體，還有植物細胞特有的葉綠體和液泡 。
神奇的是，不同細胞器的膜結構，也不完全相同，都被進行了特異性的改造 。比如，細胞核的核膜上就有特殊的“核孔”結構，方便生物大分子的進出 。
細胞核：最大、最重要的細胞器
更有趣的是，膜結構并非是一個靜止的墻，而是始終處于流動之中 。這樣可以完成一些諸如“胞吞”或“細胞自噬”等高難度動作 。
細胞的分工：分化之樹
我們看到，細胞內部實現(xiàn)了高度的區(qū)域化分工，而細胞本身也存在分工 。比如，人體約有50萬億個細胞，大致可分為200多種類型，這么多類型是從哪來的呢？
“細胞分化”（Cell Differentiation）
雖說每個細胞都具有相同的基因組，但是只允許表達某一部分基因（“選擇性閱讀”），從而變成了不同種類的細胞 。
正是基于這一原理，國際上興趣了一個大科學計劃——“人類細胞圖譜”（Human Cell Atlas, HCA），將采用分子表達譜來對細胞進行分類 。
“人類細胞圖譜”（Human Cell Atlas, HCA）
從一顆受精卵細胞，逐漸分化成各類細胞的過程，畫出來就是一棵樹狀圖，類似于家譜圖一樣，被稱為細胞譜系（Cell Lineage）——
干細胞（血胚細胞）的分化圖譜
這一棵樹上，凡是具有分化能力（“干性”）的細胞，廣義上都可稱為“干細胞”（“樹干”之“干”） 。
細胞的分化程度越高，細胞的可塑性就越小 。不過，1996年的克隆羊表明，高度分化的細胞也具有“全能性” 。而且，2006年，將體細胞的基因表達程度進行了改寫，使之成為一種類似于胚胎干細胞的多能干細胞（IPS Cell），這也引發(fā)了一個新的領域——“細胞重編程”（Cell Reprogramming） 。
現(xiàn)在，人們越來越認識到，細胞分化是一個動態(tài)可逆的過程 。所以說，細胞的命運不是絕對的，而是相對的 。
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