我们体内约有 36 万亿个细胞,从神经元到肝细胞,没有意识却各司其职:神经元从不分泌胰岛素,肝细胞也不会产生心跳节律。它们的精准运作,源于基因调控与命运决定的精妙机制。
基因的调控机制
我们身体的细胞几乎都含有完全相同的DNA序列,这套“生命说明书”在受精的那一刻就已写定。可为什么它们最终却走上了不同的命运道路?
原因在于,并非所有“生命说明书”里的内容都会在每一个细胞里被读出来使用,每个细胞只翻开自己需要的章节。细胞会根据自身的类型和功能需求,选择性地开启或关闭某些基因。例如,肝细胞会表达与代谢解毒相关的基因,而神经细胞会表达与信号传递相关的基因。这种选择性表达使得细胞能够精准地执行其特定功能。
此外,基因之间相互作用形成复杂的调控网络,就像一个精密的控制系统。在这个网络中,一些基因作为调控基因,能够控制其他基因的表达。当细胞受到外界信号刺激时,调控基因会被激活或抑制,从而引发一系列基因表达的变化,使细胞做出相应的反应。例如,当细胞受到生长因子的刺激时,会激活一系列与细胞增殖相关的基因,促进细胞分裂。
细胞的信号传导
细胞之间和细胞内部都会通过分泌信号分子,如激素、神经递质等,进行信息交流。这些信号分子可以与目标细胞表面的受体结合,引发细胞内的一系列信号传导通路,从而调节细胞的生理活动。例如,胰岛素是一种重要的激素,它能够与肝细胞、脂肪细胞等表面的胰岛素受体结合,促进细胞对葡萄糖的摄取和利用,维持血糖的稳定。
细胞的自我调节与适应
细胞在生长和分裂过程中,会经历细胞周期,细胞周期的各个阶段都有严格的调控机制,确保细胞在分裂前完成足够的生长和物质准备,以及在分裂过程中准确地分配遗传物质。如果细胞周期调控出现异常,可能会导致细胞的异常增殖或死亡。
总而言之,单个细胞的确没有意识,神经元也不过是按信号兴奋传导,肝细胞只是机械地处理物质。但当数百亿神经元通过复杂连接协同工作时,奇迹发生了——意识作为系统层面的“涌现”现象出现了。这些无意识的细胞,最终共同组成了会思考、有情感的我们,这正是生命最精妙的设计。
来源:科普中国等综合整理