LĄSTELIŲ DIFERENCIACIJA: GYVŪNUOSE IR AUGALUOSE - BIOLOGIJA - 2025

Ląstelių diferenciacija yra laipsniškas reiškinys, pagal kurią daugiapotencinės ląstelės organizmų pasiekti tam tikras specialias savybes. Tai įvyksta vystymosi proceso metu ir yra akivaizdūs fiziniai ir funkciniai pokyčiai. Konceptualiai diferenciacija vyksta trimis etapais: apsisprendimas, pati diferenciacija ir brendimas.

Šie trys paminėti procesai organizmuose vyksta nuolat. Pirmajame nustatymo etape daugiapotencialios embriono ląstelės priskiriamos apibrėžtam ląstelių tipui; pavyzdžiui, nervų ląstelė arba raumenų ląstelė. Diferencijuodami ląstelės pradeda reikšti giminės savybes.

Galiausiai brendimas įvyksta paskutiniuose proceso etapuose, kai įgyjamos naujos savybės, dėl kurių bruožai atsiranda subrendusiems organizmams.

Ląstelių diferenciacija yra procesas, kurį labai griežtai ir tiksliai reguliuoja signalų seka, apimanti hormonus, vitaminus, specifinius veiksnius ir net jonus. Šios molekulės rodo signalizacijos kelių pradžią ląstelėje.

Gali kilti konfliktai tarp ląstelių dalijimosi ir diferenciacijos procesų; todėl plėtra pasiekia tašką, kuriame platinimas turi būti nutrauktas, kad būtų galima diferencijuoti.

Bendrosios savybės

Ląstelių diferenciacijos procesas apima tam tikros kilmės ląstelės formos, struktūros ir funkcijos pasikeitimą. Be to, tai reiškia visų galimų funkcijų, kurias gali atlikti ląstelė, sumažinimą.

Pokyčius lemia pagrindinės molekulės, tarp šių baltymų ir specifinių pasiuntinių RNR. Ląstelių diferenciacija yra kontroliuojamos ir diferencijuotos tam tikrų genų ekspresijos produktas.

Diferenciacijos procesas nereiškia pradinių genų praradimo; kas atsitinka, yra represijos tam tikrose genetinės mašinos vietose ląstelėje, kurioje vyksta vystymosi procesas. Ląstelėje yra apie 30 000 genų, tačiau ji ekspresuoja tik apie 8 000–10 000.

Ankstesnio teiginio pavyzdys buvo pasiūlytas toks eksperimentas: ląstelės, jau atskirtos nuo varliagyvio kūno, branduolys, pavyzdžiui, ląstelė iš žarnyno gleivinės, paimama ir implantuojama varlės, kurios branduolys anksčiau buvo išgautas, kiaušialąstėje. .

Naujasis branduolys turi visą informaciją, reikalingą sukurti puikios būklės naują organizmą; ty žarnyno gleivinės ląstelės neprarado jokių genų, kai vyko diferenciacijos procesas.

Gyvūnų ląstelių diferenciacija

Vystymasis prasideda nuo apvaisinimo. Kai embriono vystymosi procesuose susidaro morula, ląstelės laikomos totipotentiškomis, o tai rodo, kad jos sugeba sudaryti visą organizmą.

Laikui bėgant, morula tampa blastula, o ląstelės dabar vadinamos pluripotentiškomis, nes jos gali sudaryti kūno audinius. Jie negali sudaryti viso organizmo, nes jie nesugeba sukurti embrioninių audinių.

Histologiškai pagrindiniai organizmo audiniai yra epitelis, jungiamieji, raumeniniai ir nerviniai.

Ląstelėms tobulėjant, jos yra daugialypės, nes išsiskiria į subrendusias ir funkcines ląsteles.

Gyvūnams, ypač metazoanams, būdingas bendras genetinio vystymosi kelias, kuris suvienija grupės ontogeneziją genų, apibrėžiančių specifinį kūno struktūros modelį, kontroliuojančio segmentų tapatumą prieškambario ašyje, serijos dėka. gyvūno.

Šie genai koduoja tam tikrus baltymus, kurie turi DNR jungiančią aminorūgščių seką (homeobox gene, homodomain baltyme).

Genų įjungimas ir išjungimas

DNR gali būti modifikuota cheminiais agentais arba ląsteliniais mechanizmais, kurie daro įtaką genų ekspresijai - sukelia arba slopina.

Yra du chromatino tipai, klasifikuojami pagal jų išraišką ar ne: euchromatinas ir heterochromatinas. Pirmasis yra silpnai organizuotas ir jo genai yra ekspresuojami, pastarasis yra kompaktiškas ir neleidžia naudotis transkripcijos mechanizmais.

Buvo pasiūlyta, kad ląstelių diferenciacijos procese genai, kurių nereikia tai konkrečiai linijai, nutildomi domenų, pagamintų iš heterochromatino, pavidalu.

Mechanizmai, gaminantys skirtingus ląstelių tipus

Daugialąsteliniuose organizmuose yra daugybė mechanizmų, kurie vystymosi procesuose sukuria skirtingo tipo ląsteles, tokias kaip citoplazminių veiksnių sekrecija ir ląstelių komunikacija.

Citoplazminių veiksnių atskyrimas apima nevienodą elementų, tokių kaip baltymai ar pasiuntinio RNR, atskyrimą ląstelių dalijimosi procesuose.

Kita vertus, ląstelių ryšys tarp kaimyninių ląstelių gali skatinti skirtingų tipų ląstelių diferenciaciją.

Šis procesas vyksta formuojant oftalmologines pūsleles, kai jos susitinka su cefalico srities ektoderma ir sukelia sustorėjimą, kuris sudaro lęšių plokšteles. Jie susilanksto į vidinę sritį ir sudaro lęšį.

Ląstelių diferenciacijos modelis: raumeninis audinys

Vienas geriausiai literatūroje aprašytų modelių yra raumeninio audinio vystymasis. Šis audinys yra sudėtingas ir sudarytas iš ląstelių, turinčių daug branduolių, kurių funkcija yra susitraukti.

Mezenchiminėse ląstelėse atsiranda miogeninės ląstelės, kurios savo ruožtu sukuria subrendusį skeleto raumenų audinį.

Kad šis diferenciacijos procesas prasidėtų, turi būti tam tikri diferenciacijos veiksniai, kurie užkerta kelią ląstelių ciklo S fazei ir veikia kaip genų, sukeliančių pokyčius, stimuliatoriai.

Kai šios ląstelės gauna signalą, jis inicijuoja transformaciją į mioblastus, kurie negali patirti ląstelių dalijimosi procesų. Mioblastai ekspresuoja genus, susijusius su raumenų susitraukimu, pavyzdžiui, tuos, kurie koduoja aktiną ir miozino baltymus.

Mioblastai gali sulieti vienas su kitu ir sudaryti myotube su daugiau nei vienu branduoliu. Šiame etape gaminasi kiti baltymai, susiję su susitraukimais, tokie kaip troponinas ir tropomiozinas.

Kai branduoliai juda link periferinės šių struktūrų dalies, jie laikomi raumenų skaidula.

Kaip aprašyta, šios ląstelės turi baltymus, susijusius su raumenų susitraukimu, tačiau trūksta kitų baltymų, tokių kaip keratinas ar hemoglobinas.

Pagrindiniai genai

Diferencialinę raišką genuose kontroliuoja „pagrindiniai genai“. Jie randami branduolyje ir aktyvuoja kitų genų transkripciją. Kaip rodo jų vardas, jie yra pagrindiniai veiksniai, atsakingi už kitų genų valdymą nukreipiant jų funkcijas.

Raumenų diferenciacijos atveju specifiniai genai yra tie, kurie koduoja kiekvieną baltymą, dalyvaujantį raumenų susitraukime, o pagrindiniai genai yra MyoD ir Myf5.

Kai trūksta pagrindinio reguliavimo geno, pakaitiniai genai nėra išreiškiami. Priešingai, kai yra pagrindinis genas, tikslinių genų ekspresija yra priversta.

Yra pagrindiniai genai, nukreipiantys neuronų, epitelio, širdies, diferenciaciją, be kita ko.

Ląstelių diferenciacija augaluose

Kaip ir gyvūnams, augalų vystymasis prasideda nuo zigotos susidarymo sėklos viduje. Kai įvyksta pirmasis ląstelių dalijimasis, atsiranda dvi skirtingos ląstelės.

Viena iš augalų vystymosi ypatybių yra nuolatinis organizmo augimas dėl nuolatinio ląstelių, turinčių embrioninį pobūdį, buvimo. Šie regionai yra žinomi kaip meristemos ir yra amžinojo augimo organai.

Dėl diferenciacijos atsiranda trys augaluose esančios audinių sistemos: protoderma, apimanti odos audinius, pagrindiniai meristemos ir pirmtakas.

Prochange yra atsakingas už augalo kraujagyslių audinio, kurį sudaro ksilemas (vandens ir ištirpusių druskų pernešėjas) ir floemas (cukraus ir kitų molekulių, tokių kaip amino rūgštys, pernešėjas), atsiradimą.

Meristemos

Meristemos yra stiebų ir šaknų galiukuose. Taigi šios ląstelės diferencijuojasi ir atsiranda skirtingos struktūros, sudarančios augalus (lapai, žiedai ir kt.).

Ląstelių diferenciacija floros struktūrose įvyksta tam tikrame vystymosi taške ir meristema tampa „žiedynu“, kuris savo ruožtu sudaro floristines meristemas. Iš čia kyla gėlių gabaliukai, sudaryti iš žiedlapių, žiedlapių, kuokelių ir kilimų.

Šios ląstelės pasižymi mažo dydžio, stačiakampės formos, plona, ​​bet lanksčia ląstelių sienele ir citoplazma, turinčia didelį tankį ir daugybę ribosomų.

Auksinų vaidmuo

Fitohormonai turi įtakos ląstelių diferenciacijos reiškiniams, ypač auksinams.

Šis hormonas įtakoja kraujagyslių audinio diferenciaciją kamiene. Eksperimentai parodė, kad uždėjus auksinus ant žaizdos, susidaro kraujagyslių audiniai.

Panašiai, auksinai yra susiję su kraujagyslių kampio ląstelių vystymosi stimuliavimu.

Gyvūnų ir augalų skirtumai

Ląstelių diferenciacijos ir vystymosi procesas augaluose ir gyvūnuose vyksta ne vienodai.

Gyvūnai turi judėti ląstelėmis ir audiniais, kad organizmai įgytų jiems būdingą trimatę struktūrą. Be to, gyvūnų ląstelių įvairovė yra daug didesnė.

Augalams, priešingai, nėra augimo periodų tik ankstyvose individo gyvenimo stadijose; jų dydis gali padidėti per visą augalo gyvenimą.

Nuorodos

1. Campbell, NA, ir Reece, JB (2007). Biologija. Panamerican Medical Ed.
2. Cediel, JF, Cárdenas, MH ir García, A. (2009). Histologijos vadovas: Pagrindiniai audiniai. Rosario universitetas.
3. Salė, JE (2015). Gytono ir Hallo medicinos fiziologijos e-knygos vadovėlis. Elsevier sveikatos mokslai.
4. Palomero, G. (2000). Embriologijos pamokos. Oviedo universitetas.
5. Wolpert, L. (2009). Plėtros principai. Panamerican Medical Ed.