The totipotenciálnost nebo totipotence je schopnost, kapacita a potenciál, který má každá embryonální buňka k produkci celkového počtu buněk jednotlivce. Termín je odvozen z latinského slova totipotentia, což znamená schopnost všech věcí a / nebo schopnost stát se nebo vést k úplnému organismu.
Totipotentní buňky nejlépe definované nebo studované jsou zygota a spory. Někteří autoři používají termín kmenové buňky a totipotentní buňky jako synonymum, nicméně v tomto ohledu neexistuje jednotná shoda.
Kmenové buňky jsou podle některých autorů skupiny nediferencovaných buněk, které se mohou stát různými skupinami nebo typy specializovaných buněk. Mohou být unipotentní, multipotentní a také totipotentní. Pouze ty druhé jsou schopny vést k úplnému jednotlivci.
Rejstřík článků
Otcem totipotenciality je německý biolog a filozof Hans Adolf Eduard Driesch. Tento vědec způsobil revoluci v chápání embryologie díky svým experimentům s mořskými ježky.
V roce 1891 provedl Driesch experimenty s dvousložkovými (dvoubuněčnými) embryi mořského ježka. Echinus microtuberculatus (v současné době známý jako Psammechinus microtuberculatus) zpochybňující přijaté hypotézy té doby o embryonálním vývoji.
Jejich výsledky ukázaly, že buňky časného embrya (zygoty), když jsou odděleny, ať už mechanicky nebo přirozeně, se mohou nadále vyvíjet, dokud nevytvoří normální larvy, a dospěly k závěru, že tyto buňky jsou v počátečních stádiích vývoje totipotentní..
To bylo v rozporu s výsledky Wilhelma Rouxe (průkopníka experimentální embryologie), který pracoval s dvoubunkovými žabími vejci. Roux zjistil, že zabíjení jedné ze dvou buněk vyvinulo znetvořená embrya, a dospěl k závěru, že embryonální buňky mají předem určené cíle.
Později v roce 1910 americký chemik, zoolog a fyziolog Jesse Francis McClendon ověřil, že Drieschovy výsledky lze replikovat u žab, kuřat, dalších ježků a dokonce i savců..
Totipotenciálnost je charakterizována potenciálem některých buněk vést k úplnému jednotlivci. Mohou se stát jakýmkoli typem buňky v těle a také v jiných mimobuněčných tkáních.
Totipotentní buňky se tvoří v organismech pohlavního i nepohlavního rozmnožování, jsou to zygoti nebo výtrusy. Mohou to být zygoty v semeni phanerogamu (rostliny), ve vejci jakéhokoli zvířete nebo v děloze savce (jako jsou lidé, sloni nebo myši).
Tento potenciál má ve většině případů během vývoje krátké období existence. V lidském těle mají omezenou dobu, přibližně 4 dny po oplodnění. V jiných organismech, jako jsou rostliny, mořské houby, červi kroužkovců, hvězdice a myši, mají různou dobu trvání.
U rostlin a hub, které se množí spory, se říká, že tyto buňky, které nepotřebují oplodnění, jsou totipotentního typu, protože zygota těchto organismů má schopnost produkovat všechny typy buněk potřebné k vývoji úplného jedince.
Četné studie vývoje, růstu a tkáňových kultur u rostlin opakovaně ukázaly, že mnoho rostlinných buněk je totipotentních. Příkladem toho jsou kultury malých tkání nebo kmenových řezů, které jsou po umístění do růstového média schopny vést ke vzniku nebo regeneraci zcela nového jedince..
Jak již bylo zmíněno dříve, první studie, která prokázala existenci totipotentních embryonálních buněk, byla provedena s mořskými ježky (ostnokožci). Od té doby bylo provedeno mnoho studií replikujících Drieschův experiment a ve všech z nich je výsledek stejný (existence totipotenciality).
Dalším případem ostnokožců, ale tentokrát s hvězdicemi a hvězdicemi, je schopnost některých druhů regenerovat celý organismus z části nebo části paže (bez částí centrálního disku). Tato regenerační kapacita je způsobena přítomností dospělých totipotentních kmenových buněk.
Tkáňové studie na poriferech (houbách) ukazují, že tyto primitivní organismy mají velké množství totipotentních buněk. To jim umožňuje vyrábět nebo získávat jakýkoli typ buněk, které potřebují, a někdy také být schopni regenerovat celý organismus z malé části těla..
U obratlovců jsou studie totipotenciality popsány v embryonálním vývoji; to znamená, že embryonální buňky obratlovců, jako jsou ryby, plazi, ptáci a savci, mají totipotentní chování podobné chování Drieschových ježků..
Bez ohledu na typ reprodukce (křížové oplodnění, samooplodnění a také partenogeneze) mají buňky přítomné mezi zygotou a morula (první segmentace zygoty) schopnost produkovat všechny typy buněk a uspořádat je do koherentního bauplan (kompletní organismus).
Velká část vědecké komunity klasifikuje totipotentní buňky podle jejich původu a potenciálu. Podle původu se dělí na embryonální, fetální a dospělé, zatímco podle jejich potenciálu se dělí do následujících skupin.
Ty, které vedou k úplnému jednotlivci.
Mohou tvořit buňky, které povedou k jakékoli embryonální linii, ale nezpůsobí vznik úplného organismu.
Ty, které mohou vést pouze k buňkám stejné linie nebo embryonální vrstvy.
Specializované buňky, které mají schopnost diferencovat se na jeden typ buňky.
Studie s totipotentními buňkami (v širším smyslu klasifikace podle jejich potenciálu) nám umožňují vidět je jako možnou léčbu mnoha nemocí, regeneraci tkání, buněčné terapie a dokonce i potenciální zdroje pro klonování rostlin, zvířat a člověka sám. který byl předmětem hodně etických debat.
Ke studiím o vrozených chorobách a rakovině přistupují odborníci v totipotentních buňkách kvůli vývoji a množení buněk přítomných u některých z těchto onemocnění.
Analýza a studie prvních zygotických dělení (totipotentních buněk) poskytly mnoho znalostí o aktivaci a inaktivaci genů a také o zapojení proteinů, které tento proces umožňují..
Další vědecký pokrok související se studiemi prvních embryonálních nebo zygotických dělení jsou malformace a / nebo vrozené vady způsobené abnormálním časným dělení buněk a diferenciací..
Zatím žádné komentáře