Ląstelių diferencijavimas gyvūnuose ir augaluose

The ląstelių diferenciacija tai laipsniškas reiškinys, kuriuo daugiapotencinės organizmų ląstelės pasižymi tam tikromis specifinėmis savybėmis. Tai vyksta vystymosi proceso metu, o fiziniai ir funkciniai pokyčiai yra įrodomi. Konceptualiai diferenciacija vyksta trimis etapais: nustatymas, tinkamas diferencijavimas ir brendimas.

Šie trys minėti procesai vyksta nuolat organizmuose. Pirmajame nustatymo etape daugiataškių ląstelių priskyrimas embrionui vyksta į apibrėžtą ląstelių tipą; pvz., nervų ląstelė arba raumenų ląstelė. Diferenciacijos metu ląstelės pradeda išreikšti linijos savybes.

Galiausiai, brandinimas vyksta paskutiniuose proceso etapuose, kur įgyjamos naujos savybės, kurios lemia brandžių organizmų savybių atsiradimą..

Ląstelių diferencijavimas yra procesas, kurį labai griežtai ir tiksliai reguliuoja signalai, apimantys hormonus, vitaminus, specifinius veiksnius ir net jonus. Šios molekulės rodo signalizacijos takų pradžią ląstelės viduje.

Galimas konfliktų tarp ląstelių dalijimosi ir diferenciacijos procesų; taigi, vystymasis pasiekia tašką, kur plitimas turi nustoti atsirasti dėl diferenciacijos.

Indeksas

• 1 Bendrosios charakteristikos
• 2 Ląstelių diferenciacija gyvūnuose
  • 2.1 Genų įjungimas ir išjungimas
  • 2.2 Mechanizmai, gaminantys skirtingus ląstelių tipus
  • 2.3 Ląstelių diferenciacijos modelis: raumenų audinys
  • 2.4 Pagrindiniai genai
• 3 Ląstelių diferenciacija augaluose
  • 3.1 Meristemas
  • 3.2 Auksinų vaidmuo
• 4 Gyvūnų ir augalų skirtumai
• 5 Nuorodos

Bendrosios charakteristikos

Ląstelių diferenciacijos procesas apima ląstelės formos, struktūros ir funkcijos pokyčius konkrečioje linijoje. Be to, tai reiškia, kad bus sumažintos visos galimos ląstelės funkcijos.

Pokyčius reguliuoja pagrindinės molekulės, tarp šių baltymų ir specifinių pasiuntinių RNR. Ląstelių diferencijavimas yra tam tikrų genų kontroliuojamos ir diferencinės ekspresijos rezultatas.

Diferenciacijos procesas nereiškia pradinių genų praradimo; tai, kas vyksta, yra represijos konkrečiose ląstelių genetinės mašinos vietose, kuriose vyksta vystymosi procesas. Ląstelėje yra apie 30 000 genų, bet išreiškiama tik apie 8000 arba 10 000 genų.

Kaip parodyti aukščiau pateiktą teiginį, buvo pasiūlytas toks eksperimentas: branduolys paimtas iš ląstelės, kuri jau buvo atskirta nuo amfibijos kūno, pvz., Žarnyno gleivinės ląstelė ir implantuojama į varlės, kurios branduolys anksčiau buvo išgautas, kiaušinėlę.

Naujasis branduolys turi visą reikalingą informaciją, kad būtų sukurta nauja organizacija puikiomis sąlygomis; tai reiškia, kad žarnyno gleivinės ląstelės nebuvo praradusios jokių genų, kai vyksta diferenciacijos procesas.

Ląstelių diferenciacija gyvūnuose

Plėtra prasideda tręšimu. Kai embriono vystymosi procesuose vyksta morulos susidarymas, ląstelės laikomos totipotentinėmis, o tai rodo, kad jie gali sudaryti visą organizmą..

Laikui bėgant, morulė tampa blastule, o ląstelės dabar vadinamos pluripotentu, nes jos gali sudaryti organizmo audinius. Jie negali sudaryti viso organizmo, nes jie nesugeba sukelti papildomų audinių.

Histologiškai pagrindiniai organizmo audiniai yra epitelio, jungiamojo, raumenų ir nervų sistemos audiniai.

Kai judate toliau, ląstelės yra daugialypės, nes jos skiriasi į subrendusias ir funkcines ląsteles.

Gyvūnuose, konkrečiai metazoanuose, yra bendras genetinio vystymosi kelias, jungiantis grupės ontogeniją dėl serijos genų, apibrėžiančių specifinį kūno struktūrą, kontroliuojant segmentų tapatumą antero-posteriori ašyje gyvūno.

Šie genai koduoja tam tikrus baltymus, turinčius DNR surišančią aminorūgščių seką (homeoboksas gene, homodominas baltyme).

Įjungti ir išjungti genus

DNR gali būti modifikuojama cheminiais veiksniais arba ląstelių mechanizmais, kurie veikia ar sukelia genų ekspresiją.

Yra dviejų tipų chromatinas, klasifikuojami pagal jų išraišką, arba ne: euchromatinas ir heterochromatinas. Pirmasis yra organizuojamas nesudėtingai, o jo genai yra išreikšti, antrajame yra kompaktiška organizacija ir neleidžiama prieiti prie transkripcijos mašinų.

Buvo pasiūlyta, kad ląstelių diferenciacijos procesuose genai, kurie nėra būtini tam konkrečiai linijai, yra nutildyti domenų, sudarytų iš heterochromatino, pavidalu..

Mechanizmai, gaminantys skirtingus ląstelių tipus

Daugiašakiuose organizmuose yra keletas mechanizmų, kurie vystymo procesuose gamina skirtingus ląstelių tipus, tokius kaip citoplazminių veiksnių ir ląstelių komunikacijos atskyrimas.

Citoplazminių faktorių atskyrimas apima nevienodą elementų, pvz., Baltymų ar pasiuntinio RNR, atskyrimą ląstelių dalijimosi procesuose..

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

Toks procesas vyksta formuojant oftalmologines pūsleles, kai jos atitinka kefalinio regiono ektodermą ir sukelia sutankinimą, kuris sudaro lęšių plokštes. Jie sulenkia vidinį regioną ir sudaro objektyvą.

Ląstelių diferenciacijos modelis: raumenų audinys

Vienas iš geriausiai aprašytų literatūros modelių yra raumenų audinio raida. Šis audinys yra sudėtingas ir susideda iš ląstelių, turinčių daug branduolių, kurių funkcija yra susitraukimas.

Mezenkiminės ląstelės sukelia miogenines ląsteles, kurios savo ruožtu sukelia brandaus skeleto raumenų audinį.

Kad šis diferenciacijos procesas prasidėtų, turi būti tam tikrų diferenciacijos veiksnių, kurie užkerta kelią S fazei ląstelių cikle ir veikia kaip genų stimuliatoriai, kurie sukelia pokyčius..

Kai šios ląstelės gauna signalą, ji inicijuoja transformaciją į myoblastus, kurie negali atlikti ląstelių dalijimosi procesų. Myoblastai išreiškia genus, susijusius su raumenų susitraukimu, pavyzdžiui, tokius, kurie koduoja aktino ir miozino baltymus.

Myoblastai gali sujungti tarpusavyje ir suformuoti miotubą su daugiau nei vienu branduoliu. Šiame etape atsiranda kitų su kontrakcija susijusių baltymų, pvz., Troponino ir tropomiozino gamyba.

Kai branduoliai pereina prie šių struktūrų periferinės dalies, jie laikomi raumenų skaidulomis.

Kaip aprašyta, šiose ląstelėse yra baltymų, susijusių su raumenų susitraukimu, bet trūksta kitų baltymų, tokių kaip keratinas ar hemoglobinas.

Pagrindiniai genai

Diferencinė ekspresija genuose yra kontroliuojama "šeimininkų genų". Tai randama branduolyje ir aktyvuoja kitų genų transkripciją. Kaip rodo pavadinimas, yra pagrindiniai veiksniai, atsakingi už kitų genų, nukreipiančių jų funkcijas, kontrolę.

Raumenų diferenciacijos atveju specifiniai genai yra tie, kurie koduoja kiekvieną iš raumenų susitraukimo dalyvaujančių baltymų, o pagrindiniai genai yra „MyoD“ ir Myf5.

Kai nėra reguliuojančių pagrindinių genų, subaleriniai genai nėra išreikšti. Priešingai, kai yra pagrindinis genas, tikslinių genų ekspresija yra priversta.

Yra ir pagrindinių genų, kurie nukreipia neuronų, epitelio, širdies, diferenciaciją.

Ląstelių diferenciacija augaluose

Kaip ir gyvūnams, augalų vystymasis prasideda nuo zigoto susidarymo sėkloje. Kai atsiranda pirmasis ląstelių dalijimasis, atsiranda dvi skirtingos ląstelės.

Vienas iš augalų vystymosi bruožų yra nuolatinis organizmo augimas dėl nuolatinio embriono ląstelių buvimo. Šie regionai yra žinomi kaip meristemai ir yra nuolatinio augimo organai.

Diferenciacijos keliuose atsiranda trys augalų audinių sistemos: protodermas, apimantis odos audinius, pagrindiniai meristemai ir pakaitalai..

Produktas yra atsakingas už kraujagyslių audinio susidarymą įmonėje, kurią sudaro xilemas (vandens ir ištirpusių druskų vežėjas) ir žiedas (cukrų ir kitų molekulių, pvz., Amino rūgščių, vežėjas)..

Meristems

Meristemai yra stiebai ir šaknys. Taigi šios ląstelės diferencijuoja ir sukuria skirtingas struktūras, kurios sudaro augalus (lapai, gėlės, be kita ko).

Gėlių struktūrų diferenciacija vyksta nustatytu vystymosi momentu, o meristema tampa „žiedyne“, kuri savo ruožtu sudaro gėlių meristemas. Iš čia atsiranda gėlių gabalėlių, susidedančių iš riešutų, žiedlapių, kuokelių ir dailidžių.

Šios ląstelės pasižymi mažo dydžio, kubo formos, plonos, bet lanksčios ląstelės sienelės ir citoplazmos, kurių tankis ir daug ribosomų..

Auksinų vaidmuo

Fitohormonai vaidina ląstelių diferenciacijos reiškinius, ypač auksinus.

Šis hormonas įtakoja kraujagyslių audinių diferenciaciją stiebo viduje. Eksperimentai parodė, kad auksinų naudojimas žaizdoje sukelia kraujagyslių audinio susidarymą.

Panašiai auksinai yra susiję su kraujagyslių cambio ląstelių vystymosi stimuliavimu.

Gyvūnų ir augalų skirtumai

Ląstelių diferenciacijos ir vystymosi augaluose ir gyvūnuose procesas nevyksta vienodai.

Gyvūnuose ląstelių ir audinių judėjimas turi vykti taip, kad organizmai įgytų jiems būdingą trimatę konformaciją. Be to, ląstelių įvairovė yra daug didesnė gyvūnams.

Priešingai, augalai neturi augimo laikotarpių tik ankstyvosiose individo gyvenimo stadijose; jie gali padidinti jų dydį visą daržovių gyvavimo laiką.

Nuorodos

1. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). Biologija. Red. Panamericana Medical.
2. Cediel, J. F., Cárdenas, M. H., & García, A. (2009). Histologijos vadovas: pagrindiniai audiniai. Rosario universitetas.
3. Hall, J. E. (2015). Guyton ir Hall medicinos fiziologijos e-knygos vadovėlis. Elsevier sveikatos mokslai.
4. Palomero, G. (2000). Embrionologijos pamokos. Ovjedo universitetas.
5. Wolpert, L. (2009). Plėtros principai. Red. Panamericana Medical.