De Celdifferentiatie Het is het geleidelijke fenomeen waardoor de multipotentiële cellen van organismen bepaalde specifieke kenmerken bereiken. Het komt voor tijdens het ontwikkelingsproces en fysieke en functionele veranderingen zijn duidelijk. Conceptueel vindt differentiatie plaats in drie fasen: bepaling, differentiatie zelf en rijping..
Deze drie genoemde processen vinden continu plaats in organismen. In de eerste fase van bepaling worden de multipotentiële cellen in het embryo toegewezen aan een bepaald celtype; bijvoorbeeld een zenuwcel of een spiercel. Bij differentiatie beginnen cellen de kenmerken van de afstamming tot uitdrukking te brengen.
Ten slotte vindt rijping plaats in de laatste fasen van het proces, waar nieuwe eigenschappen worden verworven die resulteren in het verschijnen van kenmerken in volwassen organismen..
Celdifferentiatie is een proces dat zeer strikt en nauwkeurig wordt gereguleerd door een reeks signalen die hormonen, vitamines, specifieke factoren en zelfs ionen omvatten. Deze moleculen geven het begin van signaalroutes in de cel aan..
Er kunnen conflicten optreden tussen de processen van celdeling en differentiatie; ontwikkeling bereikt dus een punt waarop proliferatie moet ophouden om differentiatie mogelijk te maken.
Artikel index
Het proces van celdifferentiatie omvat de verandering in vorm, structuur en functie van een cel in een bepaalde lijn. Bovendien impliceert het de vermindering van alle potentiële functies die een cel kan hebben.
De verandering wordt bepaald door sleutelmoleculen, tussen deze eiwitten en specifieke boodschapper-RNA's. Celdifferentiatie is het product van de gecontroleerde en differentiële expressie van bepaalde genen.
Het differentiatieproces omvat niet het verlies van initiële genen; wat er gebeurt, is een onderdrukking op specifieke plaatsen van de genetische machinerie in de cel die het ontwikkelingsproces ondergaat. Een cel bevat ongeveer 30.000 genen, maar brengt slechts ongeveer 8.000-10.000 tot expressie.
Om de vorige verklaring te illustreren, werd het volgende experiment voorgesteld: de kern van een cel die al gedifferentieerd is van het lichaam van een amfibie - bijvoorbeeld een cel uit het darmslijmvlies - wordt genomen en geïmplanteerd in de zaadknop van een kikker waarvan de kern voorheen was geëxtraheerd.
De nieuwe kern heeft alle informatie die nodig is om een nieuw organisme in perfecte staat te creëren; dat wil zeggen dat de cellen van het darmslijmvlies geen genen verloren hadden tijdens het differentiatieproces.
Ontwikkeling begint met bevruchting. Wanneer de vorming van de morula plaatsvindt in de ontwikkelingsprocessen van het embryo, worden de cellen als totipotent beschouwd, wat aangeeft dat ze in staat zijn om het hele organisme te vormen.
Na verloop van tijd wordt de morula een blastula en worden de cellen nu pluripotent genoemd, omdat ze lichaamsweefsels kunnen vormen. Ze kunnen niet het volledige organisme vormen omdat ze niet in staat zijn om de extra-embryonale weefsels te doen ontstaan.
Histologisch gezien zijn de fundamentele weefsels van een organisme het epitheel, het bindweefsel, het spierweefsel en het zenuwstelsel..
Naarmate cellen verder vorderen, zijn ze multipotent, omdat ze differentiëren tot volwassen en functionele cellen..
Bij dieren - met name bij metazoans - is er een gemeenschappelijk pad van genetische ontwikkeling dat de ontogenie van de groep verenigt dankzij een reeks genen die het specifieke patroon van lichaamsstructuren bepalen en de identiteit van de segmenten in de anteroposterieure as controleren. dier.
Deze genen coderen voor bepaalde eiwitten die een DNA-bindende aminozuursequentie delen (homeobox in het gen, homodomein in het eiwit).
DNA kan worden gemodificeerd door chemische middelen of door cellulaire mechanismen die de expressie van genen beïnvloeden, induceren of onderdrukken.
Er zijn twee soorten chromatine, ingedeeld op basis van hun uitdrukking of niet: euchromatine en heterochromatine. De eerste is losjes georganiseerd en de genen zijn tot expressie gebracht, de tweede heeft een compacte organisatie en verhindert toegang tot de transcriptiemachines.
Er is voorgesteld dat, in de processen van celdifferentiatie, de genen die niet vereist zijn voor die specifieke afstamming tot zwijgen worden gebracht in de vorm van domeinen die bestaan uit heterochromatine..
In meercellige organismen zijn er een reeks mechanismen die verschillende soorten cellen produceren in ontwikkelingsprocessen, zoals de scheiding van cytoplasmatische factoren en celcommunicatie..
De scheiding van cytoplasmatische factoren omvat de ongelijke scheiding van elementen zoals eiwitten of boodschapper-RNA in de celdelingsprocessen.
Anderzijds kan celcommunicatie tussen naburige cellen de differentiatie van verschillende celtypen stimuleren..
Dit proces vindt plaats bij de vorming van oftalmische blaasjes wanneer ze het ectoderm van het cefale gebied ontmoeten en de verdikking veroorzaken die de lensplaten vormt. Deze vouwen naar het binnenste gebied en vormen de lens.
Een van de best beschreven modellen in de literatuur is de ontwikkeling van spierweefsel. Dit weefsel is complex en bestaat uit cellen met meerdere kernen waarvan de functie is om samen te trekken..
Mesenchymale cellen geven aanleiding tot myogene cellen, die op hun beurt aanleiding geven tot volwassen skeletspierweefsel.
Om dit differentiatieproces te starten, moeten bepaalde differentiatiefactoren aanwezig zijn die de S-fase van de celcyclus verhinderen en die werken als stimulerende middelen voor genen die de verandering veroorzaken..
Wanneer deze cellen het signaal ontvangen, starten ze de transformatie naar myoblasten die geen celdelingsprocessen kunnen ondergaan. Myoblasten brengen genen tot expressie die verband houden met spiercontractie, zoals die die coderen voor de eiwitten actine en myosine.
Myoblasten kunnen met elkaar versmelten en een myotube vormen met meer dan één kern. In dit stadium vindt de productie van andere eiwitten plaats die verband houden met contractie, zoals troponine en tropomyosine..
Wanneer de kernen naar het perifere deel van deze structuren bewegen, worden ze als een spiervezel beschouwd.
Zoals beschreven, hebben deze cellen eiwitten die verband houden met spiercontractie, maar missen ze andere eiwitten zoals keratine of hemoglobine..
Differentiële expressie in genen staat onder controle van "mastergenen". Deze worden gevonden in de kern en activeren de transcriptie van andere genen. Zoals hun naam aangeeft, zijn het sleutelfactoren die verantwoordelijk zijn voor het beheersen van andere genen door hun functies te sturen..
In het geval van spierdifferentiatie zijn de specifieke genen degene die coderen voor elk van de eiwitten die betrokken zijn bij spiercontractie, en de mastergenen zijn MyoD Y Myf5.
Wanneer regulerende mastergenen ontbreken, worden subalterne genen niet tot expressie gebracht. Als daarentegen het mastergen aanwezig is, wordt de expressie van de doelgenen geforceerd.
Er zijn meestergenen die de differentiatie van onder meer neuronen, epitheel, hart, sturen.
Net als bij dieren begint de ontwikkeling van planten met de vorming van een zygote in het zaad. Bij de eerste celdeling ontstaan twee verschillende cellen.
Een van de kenmerken van de ontwikkeling van planten is de continue groei van het organisme dankzij de continue aanwezigheid van cellen met een embryonaal karakter. Deze regio's staan bekend als meristemen en zijn organen van voortdurende groei..
De differentiatieroutes geven aanleiding tot de drie weefselsystemen die in planten aanwezig zijn: het protoderm dat de huidweefsels omvat, de fundamentele meristemen en de uitloper..
Prochange is verantwoordelijk voor het ontstaan van het vaatweefsel in de plant, gevormd door xyleem (transporteur van water en opgeloste zouten) en floëem (transporteur van suikers en andere moleculen zoals aminozuren).
Meristemen bevinden zich aan de uiteinden van de stengels en wortels. Deze cellen differentiëren dus en geven aanleiding tot de verschillende structuren waaruit planten bestaan (onder andere bladeren, bloemen)..
Cellulaire differentiatie van flora-structuren vindt op een bepaald punt in ontwikkeling plaats en het meristeem wordt "bloeiwijze" die op zijn beurt de bloemenmeristemen vormt. Vanaf hier ontstaan de bloemstukken die bestaan uit kelkblaadjes, bloembladen, meeldraden en vruchtbladen..
Deze cellen worden gekenmerkt door een kleine kubusvorm, een dunne maar flexibele celwand en een cytoplasma met een hoge dichtheid en talrijke ribosomen..
Fytohormonen spelen een rol bij verschijnselen van celdifferentiatie, met name auxines.
Dit hormoon beïnvloedt de differentiatie van vaatweefsel in de stengel. Experimenten hebben aangetoond dat het aanbrengen van auxines op een wond leidt tot de vorming van vaatweefsel..
Evenzo zijn auxines gerelateerd aan het stimuleren van de ontwikkeling van vasculaire cambiumcellen..
Het proces van celdifferentiatie en ontwikkeling bij planten en dieren verloopt niet identiek.
Bij dieren moeten cel- en weefselbewegingen plaatsvinden om organismen een driedimensionale conformatie te laten verwerven die hen kenmerkt. Bovendien is de celdiversiteit bij dieren veel hoger..
Daarentegen hebben planten geen groeiperiodes alleen in de vroege stadia van het individuele leven; kan in omvang toenemen gedurende de levensduur van de plant.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.