《你，我，一切:细胞解剖学之旅

这一年是1665年。印度的泰姬陵于12年前完工。一年多后，艾萨克·牛顿将见证一个苹果从树上掉下来，灵光一闪。在伦敦的某个地方，建筑师兼自然哲学家罗伯特·胡克(Robert Hooke)将一片薄软木塞放入显微镜的标本支架中。当他透过目镜看时，他看到了一个奇怪的结构。

他写道:“我可以非常清楚地看到，它到处都是穿孔和多孔的，很像蜂巢，但气孔并不规则。”“这些毛孔，或细胞……的确是我所见过的第一个微观毛孔，也许是我所见过的第一个，因为在此之前，我从未遇到过任何作家或个人提到过它们。”

胡克发现了细胞。具体来说，是植物细胞。事实上，这个词是他自己创造的，他写道，这让他想起了他曾经去过的修道院里基督教僧侣们住的牢房。但这些细胞已经死亡，他的显微镜没有足够的能力看到细胞内部。直到13年后，才有人近距离观察到一个活的细胞．

荷兰商人兼科学家安东尼·范·列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek)使用自己设计的更强大的显微镜首次观察到了细菌和原生动物。他称之为单细胞生物微生物，拉丁语中“小动物”的意思。

胡克早已不在了，埋在伦敦市公墓的某个地方。他迈出了现在被称为细胞理论的第一步。这是一种认识，即地球上的每一个生命体都是由一个或多个细胞组成的。

细胞是所有生物结构和功能的完整单位。曾经存在过的每一个细胞都来自于已经存在的细胞，这些细胞不断分裂、分裂、再分裂，一直分裂到构成你身体的37.2万亿个细胞。

两种不同类型的细胞

细胞可以分为两种主要类型——原核生物和真核生物。

原核细胞没有细胞核。列文虎克看到的那些“小动物”是原核细胞。细菌和另一种叫做古生菌的细胞被归类为原核细胞。

存在于动植物体内的细胞被称为真核生物。这种类型可以是单细胞的，也可以是多细胞的。

接近细胞

但真核动物细胞是由什么组成的呢?如果你能缩小到细胞的大小，甚至更小，你会看到什么?

想象你变得越来越小。你周围的世界变得越来越大，最终模糊了你的视野。当你缩小时，你开始关注一组结构，就像胡克很久以前看到的小笼子。

很快，你来到一个特别的牢房。现在，一些细胞的外部更加复杂，并有其他细胞所没有的附件。微绒毛就是其中之一。

微绒毛像手指一样从细胞表面延伸，在吸收营养方面起着重要作用。它们还大大增加了细胞的表面积，而不影响其整体大小。

纤毛比微绒毛延伸得更远，实际上可以沿着细胞表面推动不同的物质。

然后是鞭毛，这是一种细长的尾巴状结构，实际上可以推动整个细胞，使它游泳!

质膜

所有的细胞都依赖于至关重要的质膜。这就像一个栅栏，把细胞里的东西保持在一起，同时也让食物和营养通过。

质膜由双层称为磷脂的脂肪酸组成。这些脂肪酸分子有头有尾。头部是所谓的“亲水性”，这意味着它会被水吸引。与此同时，它的尾巴是疏水的——排斥水。这种头部和尾部的结合使得细胞膜的结构和功能成为可能。

当你变小时，你会穿过质膜，进入细胞。简单地说，你可以看到磷脂的双层，就像一个被疏水尾巴的化学吸引力牢牢拉住的拉链。

细胞质和细胞骨架

一旦完全进入细胞，你会遇到一种叫做细胞质的介质。它含有一种富含氨基酸和钾的物质，叫做胞质。这种溶液也称为细胞内液。

你也可以画出一个看起来像蜘蛛网或脚手架的网络。这是细胞骨架。它提供结构支撑，并允许细胞内的材料移动。细胞骨架由三种不同类型的蛋白质纤维构成，称为微丝、中间丝和微管。

微丝是三种蛋白质中最小的一种，由扭曲的蛋白质链组成，它们可以被拉在一起使细胞变短。这通常发生在肌肉细胞中，并有助于它们的收缩能力。

中间丝是扭曲的蛋白质链，主要为细胞提供框架，并帮助细胞连接在一起。

微管呈螺旋状。当它们放在一起时，就形成了一个中空的圆柱体。这些圆柱体帮助维持细胞形状，并在细胞内移动细胞器(细胞部件的另一种名称)。

它们形成中心体。中心体由中心粒结构组成，中心粒组织微管，为细胞提供额外的框架。它们也在细胞分裂过程中帮助分离过程。

在细胞质和细胞骨架之间，你可以看到细胞的主要支撑框架。你还可以看到一些奇怪的结构。这些是细胞器。这些重要的细胞部分都有特定的功能。

内质网

你看到的第一个结构看起来像几个又长又薄的洞穴的集合。这些就是内质网(ER)。有两种不同类型的急诊室。

第一个是粗糙的内质网，它从细胞核延伸出来，核糖体附着在细胞膜的外面，使它的外观粗糙。这些核糖体产生所谓的多肽链。这只是蛋白质的一种奇特说法．核糖体产生的蛋白质被释放到ER，在那里它们被处理并准备释放到细胞中。当蛋白质被释放时，被运输在被称为运输囊泡的封闭膜袋中，从粗糙的内质网中剪下来。

值得注意的是核糖体不是细胞器。然而，它们对细胞至关重要。这是因为它们是生产蛋白质的工厂。它们要么漂浮在细胞质中，在前往细胞其他地方的途中，要么附着在粗糙的ER上。核糖体由小亚基和大亚基两部分组成。小亚基读取核糖核酸(RNA)，核糖核酸包含如何将氨基酸组装成多肽链的指令。大亚基实际上承担了组装多肽链的重任。

接下来您将看到平滑的ER。这是另一种有膜的细胞器，但它没有核糖体，因此被称为“光滑”。平滑的内质网含有改变多肽、产生脂类和碳水化合物并破坏毒素的酶。大部分的脂类和胆固醇构成细胞膜的蛋白质是在光滑的内质网中形成的

高尔基体

转移你的注意力，你会看到高尔基体，绝对是所有细胞器中最酷的名字。高尔基体是另一种修饰、包装和储存蛋白质的膜性细胞器。

它看起来像一组越来越大的蓄水池从中心向外扩展。转运囊泡将蛋白质从内质网运送到高尔基体。当蛋白质在高尔基体池中移动时，它们被修饰。这可以通过添加或用不同的酶重新排列分子来实现。有时添加碳水化合物形成所谓的糖蛋白。

在通过最后一个贮池后，蛋白质被隔离在另一个叫做分泌囊泡的囊泡中。这些蛋白质大部分都是直接指向质膜的。它们要么成为细胞膜的一部分，要么被释放到细胞外。

溶酶体

高尔基体是产生溶酶体的基础。这些囊泡从高尔基体上脱落，起着细胞垃圾车的作用。溶酶体被膜包裹，含有消化酶，可将细胞废物或有缺陷的细胞器回收或转化为废物。它们在保护细胞免受细菌和病毒侵害方面也至关重要。

水解酶

走出高尔基体，你会遇到蛋白酶体。这些细胞器管理细胞中现有的蛋白质。它们遍布细胞质。蛋白酶体分解异常或错误折叠的蛋白质和细胞不再需要的正常蛋白质。

另一种叫做泛素的蛋白质被放置在被细胞质中的酶循环利用的蛋白质上。然后，目标蛋白被拉入蛋白酶体，通过蛋白质水解的过程被分解。在这个过程中，蛋白质的肽键被打破。剩下的肽链和氨基酸就会被释放出来进入细胞进行回收．

过氧化物酶体

继续往前走，你会遇到一种叫做过氧化物酶体的奇怪结构。虽然严格意义上说过氧化物酶体不是细胞器，也不是酶，但最好将其描述为蛋白质复合体。

它们有一层膜，也被从ER中捏下来。过氧化物酶体负责分解长链脂肪酸和氨基酸。在这个过程中，它们会产生副产物过氧化氢，这对细胞是危险的，因为它可以与许多物质发生反应。正因为如此，过氧化物酶体还携带一种酶，将过氧化氢转化为水和氧。说到清理你自己的排泄物!

线粒体

一旦经过过氧化物酶体，你就会发现一个烤豆形状的细胞器，叫做线粒体(如果有很多，就叫做线粒体)。这些是细胞的高效动力装置。它们吸收进入细胞的食物颗粒，并将其转化为一种叫做三磷酸腺苷(ATP)的分子。这被称为细胞的“货币”。ATP能够储存和转移能量到细胞的其他部分．

线粒体有内膜和外膜，它们的数量取决于细胞的类型。通常情况下，细胞越活跃，包含的线粒体就越多。例如，肝细胞包含数千个线粒体。在构成肌肉的细胞中，有氧运动实际上可以增加线粒体的数量。难怪你经常锻炼会更有精力。

细胞核

最后，你到达了原子核。细胞核是细胞中最大的结构，有两层膜，形成所谓的核膜。

随着膜表面的小孔，这个包膜包裹着核质。虽然核膜的功能是一堵墙，但气孔就像一扇门，让某些分子进出细胞核。核质类似于细胞的细胞质。它是一种糖浆状物质，悬浮在核膜内的结构。

核仁悬浮在核浆中。它由脱氧核糖核酸(DNA)、RNA和蛋白质组成。核仁是核糖体的发源地，记住，核糖体制造对健康细胞的功能至关重要的蛋白质。

当你变小的时候，你就可以开始亲热了细胞DNA扭曲的双螺旋结构．你伸出手，试着去触摸它，越来越近，越来越小。最后，你进行接触。转眼间，你又变回原来的尺寸，不确定你是否真的碰到了你伸手要拿的东西。

在伦敦城公墓的某个草地上，崭新一天的第一缕阳光照射在刚发芽的草种上。在肥沃的土壤和阳光的滋养下，种子的细胞不断分裂，在清晨凉爽的空气中发出细小的芽。