The Buněčná diferenciace Jedná se o postupný jev, kterým multipotenciální buňky organismů dosahují určitých specifických vlastností. Dochází k němu během procesu vývoje a jsou patrné fyzické a funkční změny. Koncepčně k diferenciaci dochází ve třech fázích: stanovení, samotná diferenciace a zrání..
Tyto tři zmíněné procesy se v organismech vyskytují nepřetržitě. V první fázi stanovení jsou multipotenciální buňky v embryu přiřazeny k definovanému typu buňky; například nervová buňka nebo svalová buňka. V diferenciaci buňky začínají vyjadřovat vlastnosti linie.
Nakonec dochází k zrání v posledních fázích procesu, kdy se získávají nové vlastnosti, které mají za následek výskyt charakteristik ve zralých organismech..
Buněčná diferenciace je proces, který je velmi přísně a přesně regulován řadou signálů, které zahrnují hormony, vitamíny, specifické faktory a dokonce ionty. Tyto molekuly naznačují zahájení signálních drah v buňce..
Mezi procesy dělení a diferenciace buněk mohou nastat konflikty; vývoj proto dosáhne bodu, kdy šíření musí přestat umožňovat diferenciaci.
Rejstřík článků
Proces buněčné diferenciace zahrnuje změnu tvaru, struktury a funkce buňky v dané linii. Kromě toho to znamená snížení všech potenciálních funkcí, které buňka může mít.
Změna je řízena klíčovými molekulami mezi těmito proteiny a specifickými messengerovými RNA. Buněčná diferenciace je produktem řízené a diferenciální exprese určitých genů.
Proces diferenciace nezahrnuje ztrátu počátečních genů; co se stane, je represe na konkrétních místech genetického aparátu v buňce, která prochází procesem vývoje. Buňka obsahuje asi 30 000 genů, ale exprimuje pouze asi 8 000–10 000.
Pro ilustraci předchozího výroku byl navržen následující experiment: jádro buňky již diferencované od těla obojživelníka - například buňka ze střevní sliznice - je odebráno a implantováno do vajíčka žáby, jejíž jádro bylo dříve extrahován.
Nové jádro má všechny informace potřebné k vytvoření nového organismu v dokonalém stavu; to znamená, že buňky střevní sliznice při procesu diferenciace neztratily žádné geny.
Vývoj začíná oplodněním. Když dojde k tvorbě morula ve vývojových procesech embrya, jsou buňky považovány za totipotentní, což naznačuje, že jsou schopné tvořit celý organismus.
Postupem času se z moruly stane blastula a buňkám se nyní říká pluripotentní, protože mohou tvořit tkáně těla. Nemohou tvořit celý organismus, protože nejsou schopni vést k tvorbě mimobuněčných tkání.
Histologicky jsou základní tkáně organismu epiteliální, pojivové, svalové a nervové.
Jak buňky postupují dále, jsou multipotentní, protože se diferencují na zralé a funkční buňky..
U zvířat - konkrétně u metazoanů - existuje společná cesta genetického vývoje, která sjednocuje ontogenezi skupiny díky řadě genů, které definují specifický vzorec tělesných struktur a kontrolují identitu segmentů v předozadní ose. zvíře.
Tyto geny kódují konkrétní proteiny, které sdílejí aminokyselinovou sekvenci vázající DNA (homeobox v genu, homodoména v proteinu).
DNA může být modifikována chemickými látkami nebo buněčnými mechanismy, které ovlivňují - indukují nebo potlačují - expresi genů.
Existují dva typy chromatinu, klasifikované podle jejich exprese: euchromatin a heterochromatin. První je volně organizovaný a jeho geny jsou exprimovány, druhý má kompaktní organizaci a brání přístupu k transkripčnímu aparátu.
Bylo navrženo, že v procesech buněčné diferenciace jsou geny, které nejsou vyžadovány pro tuto specifickou linii, umlčeny ve formě domén složených z heterochromatinu.
V mnohobuněčných organismech existuje řada mechanismů, které produkují různé typy buněk ve vývojových procesech, jako je segregace cytoplazmatických faktorů a buněčná komunikace..
Segregace cytoplazmatických faktorů zahrnuje nerovnoměrné oddělení prvků, jako jsou proteiny nebo messenger RNA, v procesech buněčného dělení.
Na druhé straně může buněčná komunikace mezi sousedními buňkami stimulovat diferenciaci různých typů buněk..
K tomuto procesu dochází při tvorbě očních vezikul, když se setkají s ektodermem mozkové oblasti a způsobí zesílení, které tvoří čočkové destičky. Skládají se do vnitřní oblasti a tvoří čočku.
Jedním z nejlépe popsaných modelů v literatuře je vývoj svalové tkáně. Tato tkáň je složitá a skládá se z buněk s více jádry, jejichž funkcí je smršťování..
Mezenchymální buňky dávají vzniknout myogenním buňkám, které zase dávají vznik zralé tkáni kosterního svalstva.
Aby mohl tento proces diferenciace začít, musí být přítomny určité diferenciační faktory, které zabraňují S fázi buněčného cyklu a které působí jako stimulanty genů, které způsobují změnu..
Když tyto buňky obdrží signál, iniciují transformaci směrem k myoblastům, které nemohou podstoupit procesy dělení buněk. Myoblasty exprimují geny související se svalovou kontrakcí, jako jsou ty kódující proteiny aktin a myosin.
Myoblasty se mohou navzájem spojit a vytvořit myotube s více než jedním jádrem. V této fázi dochází k produkci dalších proteinů souvisejících s kontrakcí, jako je troponin a tropomyosin..
Když se jádra pohybují směrem k periferní části těchto struktur, jsou považována za svalová vlákna.
Jak bylo popsáno, tyto buňky mají proteiny související se svalovou kontrakcí, ale postrádají jiné proteiny, jako je keratin nebo hemoglobin..
Diferenciální exprese v genech je pod kontrolou „hlavních genů“. Ty se nacházejí v jádru a aktivují transkripci jiných genů. Jak naznačuje jejich název, jedná se o klíčové faktory, které jsou odpovědné za řízení jiných genů řízením jejich funkcí..
V případě svalové diferenciace jsou specifické geny ty, které kódují každý z proteinů zapojených do svalové kontrakce, a hlavní geny jsou MyoD Y Myf5.
Pokud chybí regulační hlavní geny, subalternativní geny nejsou exprimovány. Naproti tomu, když je přítomen hlavní gen, je vynucena exprese cílových genů.
Existují hlavní geny, které řídí diferenciaci neuronů, mimo jiné epiteliálních, srdečních.
Stejně jako u zvířat, vývoj rostlin začíná tvorbou zygoty uvnitř semene. Když dojde k prvnímu dělení buněk, vzniknou dvě různé buňky.
Jednou z charakteristik vývoje rostlin je kontinuální růst organismu díky nepřetržité přítomnosti buněk, které mají embryonální charakter. Tyto oblasti jsou známé jako meristémy a jsou orgány věčného růstu..
Diferenciační cesty vedou ke vzniku tří tkáňových systémů přítomných v rostlinách: protoderm, který zahrnuje dermální tkáně, základní meristémy a výměnu..
Prochange je zodpovědný za vznik cévní tkáně v rostlině, kterou tvoří xylem (transportér vody a rozpuštěných solí) a floém (transportér cukrů a dalších molekul, jako jsou aminokyseliny).
Meristémy jsou umístěny na špičkách stonků a kořenů. Tyto buňky tedy rozlišují a vytvářejí různé struktury, které tvoří rostliny (mimo jiné listy, květy)..
K buněčné diferenciaci rostlinných struktur dochází v určitém bodě vývoje a z meristému se stává „květenství“, které zase tvoří květinové meristémy. Odtud vznikají květinové kousky složené ze sepálů, lístků, tyčinek a plodolistů..
Tyto buňky se vyznačují malou velikostí, kvádrovitým tvarem, tenkou, ale pružnou buněčnou stěnou a cytoplazmou s vysokou hustotou a četnými ribozomy..
Fytohormony hrají roli v fenoménech buněčné diferenciace, zejména auxiny.
Tento hormon ovlivňuje diferenciaci vaskulární tkáně ve stonku. Pokusy ukázaly, že aplikace auxinů na ránu vede k tvorbě vaskulární tkáně..
Podobně jsou auxiny spojeny se stimulací vývoje buněk vaskulárního kambia..
Proces buněčné diferenciace a vývoje u rostlin a živočichů nenastává identicky.
U zvířat musí dojít k pohybu buněk a tkání, aby organismy získaly trojrozměrnou konformaci, která je charakterizuje. Kromě toho je buněčná diverzita u zvířat mnohem vyšší..
Naproti tomu rostliny nemají růstová období pouze v raných fázích života jedince; se může během životnosti rostliny zvětšovat.
Zatím žádné komentáře