主導細胞分裂的關鍵是中心體。中心體由圍繞在一對互相連接的、包含微管蛋白的短硬管狀結構和周圍的“蛋白質雲”構成，短棒結構負責組織其他的中心體材料。細胞準備分裂時，這一對互相連接的結構會相互分開；一旦分開，每個短棒結構都會引導産生一個新的短棒結構與自己配對，這樣就會形成兩個相距不遠的成對的結構。每個結構都會組織中心體材料，讓它們圍繞在自己周圍，促使新的微管形成；這些微管就會把中心體推到細胞的其他部分，形成從中心體向外的軸輻式系統。

當一個細胞内有兩個中心體時，它們的輻條就會産生相互作用。按照推動模型理論，從一個中心體發出的微管在推動細胞膜的同時，也會和從另一個中心體發出的微管互相推擠。當細胞裡存在另一個中心體的軸輻系統時，中心體就會對自己相對于細胞膜的距離産生“錯誤的認識”，以為自己偏離細胞的中心，來到離另一個中心體較遠的位置。同樣，依照牽拉模型，每個中心體在另一個中心體的方向上受到的拉力相對較小。這兩種機制可能同時在人類身體上起作用，産生同樣的效果：中心體不會停留在細胞的中心，而是會去到細胞中心與細胞膜之間的中間位置。通過這個過程，中心體分别找到了細胞将來分裂成的子細胞的中心。這依然是個自發進行的過程，誰也不需要“知道”有關細胞形狀的細節。

從中心體放射出去的微管不僅定義了子細胞的中心，也讓複制好的染色體互相分離，從而使得每個新形成的細胞都能得到一套完整的染色體。為了做到這一點，它們首先必須與染色體互相連接。同樣，在這一機制發揮作用的過程中，所有的參與者都不需要事先知道其他參與者的位置。這個系統同樣利用了微管的不穩定性，即它們生長一段時間後就傾向于出現災難式的崩潰，微管裸露的一端尤其脆弱。但如果它們鑲嵌在某些微管結合蛋白中，就會變得相對穩定。每條染色體都有一個特定區域含有微管結合蛋白。生長中的微管如果偶然碰到了染色體的這個區域，就得到了保護。在這樣一個系統中，微管随機生長，也随機消亡，而與染色體結合的那些則變得穩定。最終，所有的染色體都會與微管結合，并且相當穩定。

微管和染色體間的連接簡單且随機，但可能足以保證每個染色體都會移動到未來子細胞的中心。不過，細胞分裂需要的遠不止這些。它們還需要保證每個細胞拿到每條染色體的一個副本，比如說如果複制自父親的9号染色體的一個副本連接在某個中心體的微管上，那麼該染色體的另一個副本就必須連接到另一個中心體的微管上，如此才能保證每個分裂後的子細胞可以各得到一個副本。每條染色體通過DNA複制得到兩個副本，它們之間由特殊的蛋白複合體連接在一起。

如果兩套不同的微管系統以及它們的馬達蛋白開始“拔河”，試圖把兩份染色體副本拉向不同的中心體，這些蛋白複合體就會受到機械拉力。此時它們會發出信号，讓微管變得比不受到拉力時穩定得多。如果染色體的兩個副本，即姐妹染色體連接了來自同一個中心體的微管，它們就不會受到這種拉力，那麼微管很快就會降解。相反，如果姐妹染色體連接的微管來自不同的中心體，這些中心體會把它們向不同的方向牽拉，它們就會發出強烈的信号讓微管處于穩定狀态，微管也就更可能存在相對較長的時間。系統不斷改變，不斷試探，直到所有的姐妹染色體都被拉向相反的方向。從能量角度看，這個過程代價高昂，但可以完全自主地進行。即使是通過實驗或者演化改變而增加到細胞中的染色體，也能精确複制。

一旦所有的染色體都排列整齊，準備就緒，細胞就可以進入下一個分裂步驟了。原來連接姐妹染色體的蛋白質放開染色體，這些染色體就分别向細胞的兩極移動。這個過程必須在染色體排列恰當之後才能開始，否則子細胞可能遺傳到不正确的染色體數目，丢失重要的基因。因此，這個系統必須能夠防止染色體在沒有排列好之前就互相分離。

這個系統再一次利用了将姐妹染色體結合在一起的蛋白能夠感知張力的能力，即由不同中心體牽拉所産生的相反方向的力。當拉力缺席的時候，蛋白複合體就會持續發出信号：這是一種遍布細胞的特殊小分子，它們會阻止細胞分裂進入下一階段。實際上，它們就像在用生化語言大叫着“還沒好呢！”隻要還有任何染色體沒有連接完畢“還沒好呢！”的聲音就會一直在細胞内回蕩，細胞也就會保持等待。隻有當所有的染色體都受到牽拉，所有的信号複合體陷入沉默，細胞才會進入下一階段。這個系統同樣适用于任何數目的染色體。

當所有的染色體都恰到好處地排列在待分裂的細胞中心（又名紡錘體），準備就緒“還沒好呢！”的聲音就會沉寂下來，細胞就能開始下一階段的分裂了。接着，連接姐妹染色體的蛋白複合體就會放手讓它們互相分離，微管上的馬達蛋白就會把染色體分别拉向兩個中心體。一旦所有的染色體開始移動，另一些自主系統就會在由中心體定義的、細胞兩極的“赤道”平面上“放置”收縮蛋白。這些蛋白交錯滑動，形成細胞的“腰部”。腰部不斷收縮，直到細胞最終徹底一分為二，變成兩個新的細胞。

如果把以上提到的這些系統看成一個整體，就會覺得它看起來極其精緻且複雜。但如果拆分每個組分單獨觀察，會發現其實都非常簡單。每個組分蛋白隻負責一項簡單的任務。系統之所以能以一個整體來運作、完成諸如無論自己在哪兒都能準确定位和分離染色體等繁複的任務，其實就緣于簡單組分之間的連接，而不要求這些組分自身有多複雜。這個過程的完成尤其依賴參與任務的每個組分，都能得到關于系統完成度的及時反饋，例如染色體是否已經排列整齊。這種對簡單組成部分和豐富反饋的應用是生命的特征。這套生物分子所構成的系統，就是通過一種由簡單造就複雜的模式來解決問題。

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