Diferențierea celulară Este fenomenul gradual prin care celulele multipotențiale ale organismelor ating anumite caracteristici specifice. Apare în timpul procesului de dezvoltare și schimbările fizice și funcționale sunt evidente. Conceptual, diferențierea are loc în trei etape: determinarea, diferențierea în sine și maturizarea..
Aceste trei procese menționate apar în mod continuu în organisme. În prima etapă de determinare, celulele multipotențiale din embrion sunt atribuite unui tip de celulă definit; de exemplu, o celulă nervoasă sau o celulă musculară. Prin diferențiere, celulele încep să exprime caracteristicile descendenței.
În cele din urmă, maturarea are loc în ultimele etape ale procesului, unde se dobândesc noi proprietăți care duc la apariția caracteristicilor în organismele mature..
Diferențierea celulară este un proces care este foarte strict și precis reglementat de o serie de semnale care includ hormoni, vitamine, factori specifici și chiar ioni. Aceste molecule indică inițierea căilor de semnalizare în interiorul celulei..
Pot apărea conflicte între procesele de diviziune și diferențiere celulară; prin urmare, dezvoltarea ajunge la un punct în care proliferarea trebuie să înceteze pentru a permite diferențierea.
Indice articol
Procesul de diferențiere celulară implică schimbarea formei, structurii și funcției unei celule într-o linie dată. În plus, implică reducerea tuturor funcțiilor potențiale pe care le poate avea o celulă.
Schimbarea este guvernată de molecule cheie, între aceste proteine și ARN-uri mesager specifice. Diferențierea celulară este produsul expresiei controlate și diferențiale a anumitor gene.
Procesul de diferențiere nu implică pierderea genelor inițiale; ceea ce se întâmplă este o reprimare în anumite locuri a mecanismului genetic din celula care este în curs de dezvoltare. O celulă conține aproximativ 30.000 de gene, dar exprimă doar aproximativ 8.000-10.000.
Pentru a exemplifica afirmația anterioară, a fost propus următorul experiment: nucleul unei celule deja diferențiat de corpul unui amfibian - de exemplu, o celulă din mucoasa intestinală - este preluat și implantat în ovulul unei broaște al cărui nucleu a fost anterior extras.
Noul nucleu are toate informațiile necesare pentru a crea un nou organism în stare perfectă; adică celulele mucoasei intestinale nu pierduseră nici o genă atunci când erau supuse procesului de diferențiere.
Dezvoltarea începe cu fertilizarea. Când formarea morulei are loc în procesele de dezvoltare ale embrionului, celulele sunt considerate totipotente, ceea ce indică faptul că sunt capabile să formeze întregul organism..
În timp, morula devine o blastula, iar celulele sunt acum numite pluripotente, deoarece pot forma țesuturile corpului. Nu pot forma organismul complet, deoarece nu sunt capabili să dea naștere țesuturilor extra-embrionare.
Histologic, țesuturile fundamentale ale unui organism sunt epitelial, conjunctiv, muscular și nervos.
Pe măsură ce celulele progresează mai departe, ele sunt multipotente, deoarece se diferențiază în celule mature și funcționale..
La animale - în special în metazoane - există o cale comună de dezvoltare genetică care unifică ontogenia grupului datorită unei serii de gene care definesc tiparul specific al structurilor corpului, controlând identitatea segmentelor din axa anteroposterioră. animal.
Aceste gene codifică anumite proteine care împărtășesc o secvență de aminoacizi care leagă ADN-ul (homeobox în genă, homodominiu în proteină).
ADN-ul poate fi modificat prin agenți chimici sau prin mecanisme celulare care afectează -induce sau reprimă- expresia genelor.
Există două tipuri de cromatină, clasificate în funcție sau nu de expresia lor: euchromatină și heterocromatină. Primul este organizat slab și genele sale sunt exprimate, al doilea are o organizare compactă și împiedică accesul la mașinile de transcriere.
S-a propus ca, în procesele de diferențiere celulară, genele care nu sunt necesare pentru acea linie specifică să fie reduse la tăcere sub formă de domenii formate din heterocromatină.
În organismele multicelulare există o serie de mecanisme care produc diferite tipuri de celule în procesele de dezvoltare, cum ar fi segregarea factorilor citoplasmatici și comunicarea celulară.
Segregarea factorilor citoplasmatici implică separarea inegală a elementelor precum proteine sau ARN mesager în procesele de diviziune celulară.
Pe de altă parte, comunicarea celulară între celulele vecine poate stimula diferențierea diferitelor tipuri de celule..
Acest proces are loc în formarea veziculelor oftalmice atunci când întâlnesc ectodermul regiunii cefalice și provoacă îngroșarea care formează plăcile lentilei. Acestea se pliază în regiunea interioară și formează lentila.
Unul dintre cele mai bine descrise modele din literatură este dezvoltarea țesutului muscular. Acest țesut este complex și este compus din celule cu nuclei multipli a căror funcție este de a se contracta..
Celulele mezenchimale dau naștere la celule miogene, care la rândul lor dau naștere țesutului muscular scheletic matur.
Pentru ca acest proces de diferențiere să înceapă, trebuie să fie prezenți anumiți factori de diferențiere care împiedică faza S a ciclului celular și care acționează ca stimulatori ai genelor care provoacă schimbarea..
Când aceste celule primesc semnalul, ele inițiază transformarea către mioblaste care nu pot suferi procese de diviziune celulară. Mioblastele exprimă gene legate de contracția musculară, cum ar fi cele care codifică proteinele actină și miozină.
Mioblastele se pot fuziona între ele și pot forma un miotub cu mai mult de un nucleu. În această etapă, se produce producerea altor proteine legate de contracție, cum ar fi troponina și tropomiozina..
Când nucleele se deplasează spre porțiunea periferică a acestor structuri, acestea sunt considerate o fibră musculară.
După cum este descris, aceste celule au proteine legate de contracția musculară, dar nu au alte proteine, cum ar fi cheratina sau hemoglobina..
Expresia diferențială a genelor se află sub controlul „genelor master”. Acestea se găsesc în nucleu și activează transcrierea altor gene. După cum indică și numele lor, aceștia sunt factori cheie care sunt responsabili pentru controlul altor gene prin direcționarea funcțiilor lor..
În cazul diferențierii musculare, genele specifice sunt cele care codifică pentru fiecare dintre proteinele implicate în contracția musculară, iar genele master sunt MyoD Da Myf5.
Când lipsesc genele master regulatoare, genele subalterne nu sunt exprimate. În schimb, atunci când gena master este prezentă, expresia genelor țintă este forțată.
Există gene master care direcționează diferențierea neuronilor, epitelial, cardiac, printre altele.
La fel ca la animale, dezvoltarea plantelor începe cu formarea unui zigot în interiorul sămânței. Când apare prima diviziune celulară, își au originea două celule diferite.
Una dintre caracteristicile dezvoltării plantelor este creșterea continuă a organismului datorită prezenței continue a celulelor care au un caracter embrionar. Aceste regiuni sunt cunoscute sub numele de meristeme și sunt organe de creștere perpetuă..
Căile de diferențiere dau naștere celor trei sisteme tisulare prezente în plante: protodermul care include țesuturile dermice, meristemele fundamentale și schimbarea..
Prochange este responsabil pentru originarea țesutului vascular din plantă, format din xilem (transportor de apă și săruri dizolvate) și floem (transportor de zaharuri și alte molecule precum aminoacizii).
Meristemele sunt situate la vârfurile tulpinilor și rădăcinilor. Astfel, aceste celule diferențiază și dau naștere diferitelor structuri care alcătuiesc plantele (frunze, flori, printre altele)..
Diferențierea celulară a structurilor florei are loc la un anumit moment al dezvoltării și meristemul devine „inflorescență” care, la rândul său, formează meristemele florale. De aici iau naștere piesele florale formate din sepale, petale, stamine și carpeluri..
Aceste celule se caracterizează prin faptul că au o dimensiune mică, formă cuboidală, un perete celular subțire, dar flexibil și o citoplasmă cu densitate mare și numeroși ribozomi..
Fitohormonii au un rol în fenomenele de diferențiere celulară, în special auxinele.
Acest hormon influențează diferențierea țesutului vascular în tulpină. Experimentele au arătat că aplicarea auxinelor pe o rană duce la formarea țesutului vascular..
În mod similar, auxinele sunt legate de stimularea dezvoltării celulelor cambiumului vascular..
Procesul de diferențiere și dezvoltare celulară la plante și animale nu are loc identic.
La animale, mișcările celulare și ale țesuturilor trebuie să aibă loc pentru ca organismele să dobândească o conformație tridimensională care le caracterizează. Mai mult, diversitatea celulară este mult mai mare la animale..
În schimb, plantele nu au perioade de creștere doar în primele etape ale vieții individului; poate crește în mărime pe tot parcursul vieții plantei.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.