Станична диференцијација код животиња и биљака



Тхе диференцијација ћелија то је постепени феномен којим мултипотенцијалне ћелије организама постижу одређене специфичне карактеристике. То се дешава током процеса развоја и евидентирају се физичке и функционалне промјене. Концептуално, диференцијација се одвија у три фазе: одређивање, правилна диференцијација и сазријевање.

Ова три поменута процеса се стално јављају у организмима. У првој фази одређивања, долази до додељивања мултипотентних ћелија у ембриону дефинисаном типу ћелија; на пример, нервна ћелија или мишићна ћелија. У диференцијацији, ћелије почињу да изражавају карактеристике лозе.

Коначно, сазријевање се одвија у посљедњим фазама процеса, гдје се стјечу нова својства која резултирају појавом карактеристика у зрелим организмима..

Диференцијација ћелија је процес који је на веома строг и прецизан начин регулисан низом сигнала који укључују хормоне, витамине, специфичне факторе и чак ионе. Ови молекули указују на почетак сигналних путева унутар ћелије.

Могуће је да дође до сукоба између процеса деобе и диференцијације ћелија; дакле, развој достиже тачку у којој пролиферација мора престати да доводи до диференцијације.

Индек

  • 1 Опште карактеристике
  • 2 Диференцијација ћелија код животиња
    • 2.1 Укључивање и искључивање гена
    • 2.2 Механизми који производе различите типове ћелија
    • 2.3 Модел диференцијације ћелија: мишићно ткиво
    • 2.4 Главни гени
  • 3 Диференцијација ћелија у биљкама
    • 3.1 Меристемас
    • 3.2 Улога ауксина
  • 4 Разлике између животиња и биљака
  • 5 Референце

Опште карактеристике

Процес диференцијације ћелија подразумева промену облика, структуре и функције ћелије у датој линији. Поред тога, то подразумева редукцију свих потенцијалних функција које ћелија може имати.

Промена је регулисана кључним молекулима, између ових протеина и специфичних РНА. Диференцијација ћелија је производ контролисане и диференцијалне експресије одређених гена.

Процес диференцијације не подразумева губитак почетних гена; оно што се дешава је репресија у специфичним местима генетичке машинерије у ћелији која пролази кроз процес развоја. Ћелија садржи приближно 30.000 гена, али изражава само око 8.000 или 10.000 гена.

Да би илустрирали горе наведену тврдњу, предложен је следећи експеримент: нуклеус је узет из ћелије која је већ диференцирана од тела амфибије - на пример, ћелија интестиналне мукозе - и усађена је у јајну жабу чије је језгро претходно извађено.

Нова језгра има све потребне информације за стварање новог организма у савршеним условима; то јест, ћелије интестиналне слузнице нису изгубиле никакав ген када су пролазиле кроз процес диференцијације.

Диференцијација ћелија код животиња

Развој почиње оплодњом. Када се формира морула у развојним процесима ембриона, ћелије се сматрају тотипотентним, што указује да су способне да формирају читав организам.

С временом, морула постаје бластула, а станице се сада називају плурипотентне, јер могу формирати ткива организма. Они не могу да формирају комплетан организам јер нису у стању да доведу до екстраембрионских ткива.

Хистолошки, основна ткива организма су епителни, везивни, мишићни и нервни.

Док се даље крећете, ћелије су мултипотентне, јер се диференцирају у зреле и функционалне ћелије.

Код животиња - специфично у метазоанима - постоји заједнички пут генетског развоја који обједињује онтогенију групе захваљујући низу гена који дефинишу специфичан образац структура тела, контролишући идентитет сегмената у антеро-постериорној оси. животиње.

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

Укључивање и искључивање гена

ДНК се може модификовати хемијским агенсима или ћелијским механизмима који утичу на индукцију или потискивање - експресију гена.

Постоје два типа хроматина, класификована према њиховој експресији или не: еухроматин и хетерохроматин. Први је организован на лак начин и његови гени су изражени, други има компактну организацију и спречава приступ машинама за транскрипцију.

Предложено је да у процесима диференцијације ћелија, гени који нису потребни за ту специфичну линију су ућуткани у облику домена састављених од хетерохроматина.

Механизми који производе различите типове ћелија

У вишестаничним организмима постоји низ механизама који производе различите типове ћелија у развојним процесима, као што су сегрегација цитоплазматских фактора и комуникација ћелија..

Сегрегација цитоплазматских фактора укључује неједнако раздвајање елемената као што су протеини или РНК у процесима ћелијске деобе.

С друге стране, ћелијска комуникација између суседних ћелија може стимулисати диференцијацију неколико типова ћелија.

Такав процес се јавља у формирању офталмичких везикула када се сусретну са ектодермом главоног региона и изазову задебљање које формира плоче сочива. Они се савијају у унутрашњи део и формирају сочиво.

Модел диференцијације ћелија: мишићно ткиво

Један од најбоље описаних модела у литератури је развој мишићног ткива. Ово ткиво је комплексно и састоји се од ћелија са вишеструким језграма чија је функција контракција.

Мезенхимске ћелије доводе до миогених ћелија, које затим доводе до настанка зрелог ткива скелетних мишића.

Да би се овај процес диференцијације покренуо, морају постојати одређени фактори диференцијације који спречавају С фазу ћелијског циклуса и који делују као генски стимуланси који изазивају промену.

Када те ћелије добију сигнал, он иницира трансформацију према миобластима који се не могу подвргнути процесима ћелијске деобе. Миобласти експримирају гене повезане са контракцијом мишића, као што су они који кодирају протеине актина и миозина.

Миобласти се могу стопити један са другим и формирати митоус са више од једног језгра. У овој фази долази до производње других протеина повезаних са контракцијом, као што су тропонин и тропомиозин.

Када се језгра крећу према периферном дијелу ових структура, они се сматрају мишићним влакнима.

Као што је описано, ове ћелије имају протеине везане за контракцију мишића, али немају друге протеине као што су кератин или хемоглобин.

Мастер гени

Диференцијална експресија у генима је под контролом "главних гена". Они се налазе у језгру и активирају транскрипцију других гена. Као што име имплицира, кључни су фактори који су одговорни за контролу других гена који управљају њиховим функцијама.

У случају диференцијације мишића, специфични гени су они који кодирају за сваки од протеина укључених у контракцију мишића, а главни гени су МиоД и Миф5.

Када су регулаторни гени одсутни, субалтер гени нису експримирани. Насупрот томе, када је присутан главни ген, експресија циљних гена је присиљена.

Постоје главни гени који управљају диференцијацијом неурона, епителног, срчаног, између осталих.

Диференцијација ћелија у биљкама

Као и код животиња, развој биљака почиње формирањем зиготе унутар семена. Када се појави прва ћелијска деоба, настају две различите ћелије.

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

Путевима диференцијације настају три система ткива присутна у биљкама: протодерм који укључује дермална ткива, фундаменталне меристеме и супституцију.

Производ је одговоран за стварање васкуларног ткива у биљци, формиран од стране ксилема (транспортер воде и растворених соли) и флоема (транспортер шећера и других молекула као што су аминокиселине)..

Меристемс

Меристеми се налазе на врховима стабљика и корена. Тако се ове ћелије диференцирају и стварају различите структуре које чине биљке (лишће, цвијеће, међу осталима).

Ћелијска диференцијација цвјетних структура јавља се у одређеном тренутку развоја, а меристем постаје "цват" који, пак, формира цвјетне меристе. Одавде настају цветни комади који се састоје од чаура, латица, прашника и царпела.

Ове ћелије су карактеристичне по томе што имају малу величину, коцкасти облик, танак али флексибилан ћелијски зид и цитоплазму са високом густином и бројним рибозомима..

Улога ауксина

Фитохормони имају улогу у феномену диференцијације ћелија, посебно ауксина.

Овај хормон утиче на диференцијацију васкуларног ткива у стаблу. Експерименти су показали да примена ауксина у рани доводи до формирања васкуларног ткива.

Слично томе, ауксини су повезани са стимулацијом развоја васкуларних камбиум ћелија.

Разлике између животиња и биљака

Процес диференцијације и развоја ћелија у биљкама и животињама се не дешава идентично.

Код животиња, кретања ћелија и ткива се морају десити тако да организми добију тродимензионалну конформацију која их карактерише. Поред тога, разноврсност ћелија је много већа код животиња.

Насупрот томе, биљке немају периоде раста само у раним фазама живота појединца; могу повећати своју величину за цијели живот поврћа.

Референце

  1. Цампбелл, Н.А., & Рееце, Ј. Б. (2007). Биологи. Ед Панамерицана Медицал.
  2. Цедиел, Ј.Ф., Царденас, М.Х., & Гарциа, А. (2009). Приручник за хистологију: Основна ткива. Университи оф Росарио.
  3. Халл, Ј. Е. (2015). Уџбеник Гуитон и Халл медицинске физиологије е-Боок. Елсевиер Хеалтх Сциенцес.
  4. Паломеро, Г.. Ембриологи лекције. Универзитет у Овиеду.
  5. Волперт, Л. (2009). Принципи развоја. Ед Панамерицана Медицал.