ДИФЕРЕНЦИЈА ЋЕЛИЈА: КОД ЖИВОТИЊА И БИЉАКА - БИОЛОГИЈА - 2025

Диференцијација ћелије је постепена појава којом мултипотентиал ћелија организама постигну одређене карактеристике специфични. Јавља се током процеса развоја и физичке и функционалне промене су евидентне. Концептуално, диференцијација се дешава у три фазе: одређивању, самој диференцијацији и сазревању.

Ова три споменута процеса се непрестано одвијају у организмима. У првој фази одређивања, мултипотенцијалне ћелије у ембриону су додељене дефинисаном типу ћелије; на пример, нервна ћелија или мишићна ћелија. У диференцијацији ћелије почињу да изражавају карактеристике рода.

Коначно, сазревање настаје у последњим фазама процеса, где се добијају нова својства која резултирају појавом карактеристика у зрелим организмима.

Диференцијација ћелија је процес који је веома строго и прецизно регулисан низом сигнала који укључују хормоне, витамине, специфичне факторе, па чак и јоне. Ови молекули указују на покретање сигналних путева у ћелији.

Могу се појавити сукоби између процеса поделе ћелије и диференцијације; према томе, развој достиже тачку у којој ширење мора престати да допушта диференцијацију.

Опште карактеристике

Процес диференцијације ћелија укључује промену облика, структуре и функције ћелије у датој лози. Поред тога, подразумева смањење свих потенцијалних функција које ћелија може да има.

Променом управљају кључни молекули, између ових протеина и специфичних РНК-а. Ћелијска диференцијација је производ контролисане и диференцијалне експресије одређених гена.

Процес диференцијације не укључује губитак почетних гена; оно што се дешава је репресија на одређеним местима генетске машинерије у ћелији која је у току процеса развоја. Ћелија садржи око 30.000 гена, али она изражава само око 8.000 до 10.000.

Да би се објаснио претходни став, предложен је следећи експеримент: језгро ћелије која је већ диференцирана од тела водоземаца - на пример, ћелија са цревне мукозе - узето је и имплантирано у овулу жабе чије је језгро претходно извађено .

Ново језгро има све информације неопходне за стварање новог организма у савршеном стању; то јест, ћелије цревне слузокоже нису изгубиле ниједан ген током процеса диференцијације.

Диференција ћелија код животиња

Развој почиње оплодњом. Када настаје стварање моруле у развојним процесима ембриона, ћелије се сматрају тотипотентним, што указује да су способне да формирају целину организма.

Временом, морула постаје бластула, а ћелије се сада зову плурипотентне јер могу формирати телесна ткива. Они не могу формирати комплетан организам јер нису способни да створе ткива ван ембриона.

Хистолошки, основна ткива организма су епително, везивно, мишићно и нервно.

Како ћелије даље напредују оне су мултипотентне, јер се разликују у зреле и функционалне ћелије.

Код животиња - тачније у метазојама - постоји заједнички пут генетског развоја који обједињује онтогенију групе захваљујући низу гена који дефинишу специфичан образац телесних структура, контролишући идентитет сегмената у антеропостериорној оси. животиње.

Ови гени кодирају одређене протеине који деле секвенцу аминокиселина која веже ДНК (хомеобок у гену, хомодомаин у протеину).

Укључивање и искључивање гена

ДНК се може модификовати хемијским агенсима или ћелијским механизмима који утичу - индукују или потискују - експресију гена.

Постоје две врсте хроматина, класификоване према њиховој експресији или не: еухроматин и хетерохроматин. Прва је слабо организована и њени гени су експримирани, други има компактну организацију и спречава приступ машинама за транскрипцију.

Предложено је да, у процесима ћелијске диференцијације, гени који нису потребни за ту специфичну линију утихну у облику домена направљених од хетерохроматина.

Механизми који производе различите типове ћелија

У вишећелијским организмима постоји низ механизама који производе различите врсте ћелија у развојним процесима, као што су излучивање цитоплазматских фактора и ћелијска комуникација.

Сегрегација цитоплазматских фактора укључује неједнако одвајање елемената као што су протеини или мессенгер РНА у процесима ћелијске деобе.

С друге стране, ћелијска комуникација између суседних ћелија може подстаћи диференцијацију различитих типова ћелија.

Овај процес се дешава приликом стварања офталмичких везикула када се сусретну са ектодермом цефаличне регије и узрокују задебљање које формира плоче сочива. Они се преклапају у унутрашњост и формирају сочиво.

Модел ћелијске диференцијације: мишићно ткиво

Један од најбоље описаних модела у литератури је развој мишићног ткива. Ово ткиво је сложено и састоји се од ћелија са више језгара чија је функција да се стежу.

Мезенхимске ћелије стварају миогене ћелије које заузврат дају зрело мишићно ткиво скелетног ткива.

Да би започео овај процес диференцијације, морају бити присутни одређени фактори диференцијације који спречавају С фазу ћелијског циклуса и који делују као стимуланси гена који узрокују промене.

Кад ове ћелије приме сигнал, он иницира трансформацију према миобластима који не могу да се подвргну процесу ћелијске деобе. Миобласти изражавају гене повезане са контракцијом мишића, попут оних који кодирају протеине актина и миозина.

Миобласти се могу стопити једни са другима и формирати миотубу са више језгара. У овој фази долази до стварања других протеина повезаних са контракцијом, као што су тропонин и тропомиозин.

Када се језгра помере према периферном делу ових структура, они се сматрају мишићним влакном.

Као што је описано, ове ћелије имају протеине повезане са контракцијом мишића, али им недостају други протеини као што су кератин или хемоглобин.

Мастер гени

Диференцијална експресија у генима је под контролом "мастер гена". Они се налазе у језгру и активирају транскрипцију других гена. Као што им име говори, они су кључни фактори који су одговорни за контролу других гена усмеравањем њихових функција.

У случају диференцијације мишића, специфични гени су они који кодирају за сваки протеин који је укључен у контракцију мишића, а главни гени су МиоД и Миф5.

Када недостају регулаторни главни гени, субалтерни гени се не изражавају. Супротно томе, када је главни ген присутан, експресија циљних гена је приморана.

Постоје главни гени који усмеравају диференцијацију неурона, епителних, срчаних, између осталог.

Диференција ћелија у биљкама

Као и код животиња, развој биљака почиње формирањем зиготе у семену. Када се догоди прва подела ћелија, настају две различите ћелије.

Једна од карактеристика развоја биљке је континуирани раст организма захваљујући непрестаном присуству ћелија које имају ембрионални карактер. Ови региони су познати као меристеми и органи су трајног раста.

Путови диференцијације рађају три ткивна система присутна у биљкама: протодерм који укључује дермална ткива, основне меристеме и промене.

Процханге је одговоран за стварање васкуларног ткива у биљци, формираног ксилемом (преносник воде и растворених соли) и флоемом (преносник шећера и других молекула попут аминокиселина).

Меристемс

Меристеми су смештени на врховима стабљика и корена. Стога се ове ћелије разликују и стварају различите структуре које чине биљке (лишће, цвеће, између осталог).

Ћелијска диференцијација биљних структура догађа се у одређеној фази развоја, а меристем постаје „цветање“, које заузврат чини цветне меристеме. Одатле потичу цветни комади који се састоје од честица, латица, стабљика и ћилима.

За ове ћелије карактерише мала величина, кубоидни облик, танка, али флексибилна ћелијска стијенка и цитоплазма високе густине и бројни рибосоми.

Улога ауксина

Фитохормони имају улогу у појавама ћелијске диференцијације, посебно ауксина.

Овај хормон утиче на диференцијацију васкуларног ткива у стабљици. Експерименти су показали да примена ауксина на рану доводи до стварања васкуларног ткива.

Слично томе, аксини су повезани са подстицањем развоја васкуларних ћелија камбија.

Разлике између животиња и биљака

Процес диференцијације и развоја ћелија код биљака и животиња не одвија се идентично.

Морају се догодити кретања ћелија и ткива код животиња да организми добију тродимензионалну конформацију која их карактерише. Поред тога, разноликост ћелија је код животиња много већа.

Супротно томе, биљке немају периоде раста само у раним фазама живота појединца; могу се повећавати у току живота биљке.

Референце

1. Цампбелл, НА, & Рееце, ЈБ (2007). Биологија. Панамерицан Медицал Ед.
2. Цедиел, ЈФ, Царденас, МХ, & Гарциа, А. (2009). Приручник за хистологију: темељна ткива. Универзитет Росарио.
3. Халл, ЈЕ (2015). Гуитон и Халл уџбеник е-књиге медицинске физиологије. Елсевиер Хеалтх Сциенцес.
4. Паломеро, Г. (2000). Лекције из ембриологије. Универзитет Овиедо.
5. Волперт, Л. (2009). Принципи развоја. Панамерицан Медицал Ед.