De totipotentialiteit of totipotentie is het vermogen, de capaciteit en het potentieel dat elke embryonale cel bezit om het totale aantal cellen van een individu te produceren. De term is afgeleid van het Latijnse woord totipotentia, wat het vermogen voor alle dingen betekent en / of het vermogen om een compleet organisme te worden of te doen ontstaan.
De totipotente cellen die het best worden gedefinieerd of bestudeerd, zijn de zygote en sporen. Sommige auteurs gebruiken de term stamcellen en totipotente cellen als synoniem, maar desondanks bestaat er geen consensus over dit aspect..
Volgens sommige auteurs zijn stamcellen groepen ongedifferentieerde cellen die verschillende groepen of soorten gespecialiseerde cellen kunnen worden. Ze kunnen unipotent, multipotent en ook totipotent zijn. Alleen de laatsten zijn in staat om een compleet individu te doen ontstaan.
Artikel index
De vader van totipotentialiteit is de Duitse bioloog en filosoof Hans Adolf Eduard Driesch. Deze wetenschapper zorgde voor een revolutie in het begrip van embryologie dankzij zijn experimenten met zee-egels.
In 1891 voerde Driesch experimenten uit met tweecellige (tweecellige) embryo's van de zee-egel. Echinus microtuberculatus (momenteel bekend als Psammechinus microtuberculatus) de aanvaarde hypothesen van die tijd over de embryonale ontwikkeling uitdagen.
Hun resultaten toonden aan dat de cellen van een vroeg embryo (zygote), wanneer ze mechanisch of natuurlijk gescheiden zijn, zich zouden kunnen blijven ontwikkelen totdat ze normale larven vormen, met de conclusie dat deze cellen totipotent zijn in hun vroege ontwikkelingsstadia..
Dit in tegenstelling tot de resultaten van Wilhelm Roux (pionier op het gebied van experimentele embryologie), die met tweecellige kikkereieren had gewerkt. Roux ontdekte dat het doden van een van de twee cellen misvormde embryo's ontwikkelde, en concludeerde dat embryonale cellen vooraf bepaalde bestemmingen hebben.
Later in 1910 zou de Amerikaanse chemicus, zoöloog en fysioloog Jesse Francis McClendon verifiëren dat de resultaten van Driesch konden worden gerepliceerd in kikkers, kippen, andere egels en zelfs zoogdieren..
Totipotentialiteit wordt gekenmerkt door het potentieel van sommige cellen om een compleet individu te vormen. Deze kunnen elk type cel in het lichaam worden en ook in ander extra-embryonaal weefsel.
Totipotente cellen worden gevormd in organismen van zowel seksuele als aseksuele voortplanting, het zijn zygoten of sporen. Ze kunnen een zygote zijn in het zaad van een phanerogam (plant), in een ei van een dier of in de baarmoeder van een zoogdier (zoals mensen, olifanten of muizen).
Dit potentieel heeft in de meeste gevallen een korte levensduur tijdens de ontwikkeling. In het menselijk lichaam hebben ze een beperkte tijd, ongeveer 4 dagen na de bevruchting. In andere organismen zoals planten, zeesponzen, ringwormen, zeesterren en muizen hebben ze een verschillende duur.
Bij planten en schimmels die zich voortplanten door sporen, wordt gezegd dat deze cellen die geen bevruchting nodig hebben, van het totipotente type zijn, aangezien de zygote van deze organismen het vermogen heeft om alle soorten cellen te produceren die nodig zijn om een compleet individu te ontwikkelen..
Talrijke ontwikkelings-, groei- en weefselkweekonderzoeken bij planten hebben herhaaldelijk aangetoond dat veel plantencellen totipotent zijn. Een voorbeeld hiervan zijn de culturen van kleine weefsels of stengelsneden die, wanneer ze in groeimedia worden geplaatst, een geheel nieuw individu kunnen doen ontstaan of regenereren..
Zoals eerder vermeld, werd de eerste studie die het bestaan van totipotente embryonale cellen aantoonde, uitgevoerd met zee-egels (stekelhuidigen). Sindsdien zijn er veel onderzoeken uitgevoerd om het experiment van Driesch te repliceren en bij alle is het resultaat hetzelfde (het bestaan van totipotentialiteit).
Een ander geval bij stekelhuidigen, maar dit keer met zeesterren en zeesterren, is het vermogen van sommige soorten om een compleet organisme te regenereren uit een sectie of deel van een arm (zonder delen van de centrale schijf). Dit regeneratievermogen is te danken aan de aanwezigheid van volwassen totipotente stamcellen.
Weefselstudies in poriferen (sponzen) laten zien dat deze primitieve organismen grote aantallen totipotente cellen hebben. Hierdoor kunnen ze elk type cel produceren of verkrijgen dat ze nodig hebben en soms ook een compleet organisme uit een klein lichaamsdeel kunnen regenereren..
Bij gewervelde dieren worden totipotentialiteitsstudies beschreven in de embryonale ontwikkeling; dat wil zeggen dat de embryonale cellen van gewervelde dieren zoals vissen, reptielen, vogels en zoogdieren een totipotent gedrag vertonen dat vergelijkbaar is met dat van de egels van Driesch..
Ongeacht het type reproductie (kruisbestuiving, zelfbevruchting en ook parthenogenese) hebben de cellen die aanwezig zijn tussen de zygote en de morula (eerste segmentaties van de zygote) het vermogen om alle celtypen te produceren en ze te ordenen tot een samenhangend bauplan (een compleet organisme).
Een groot deel van de wetenschappelijke gemeenschap classificeert totipotente cellen op basis van hun oorsprong en potentie. Volgens hun oorsprong worden ze ingedeeld in embryonaal, foetaal en volwassen, terwijl ze op basis van hun potentieel worden ingedeeld in de volgende groepen.
Degenen die aanleiding geven tot een compleet individu.
Ze kunnen cellen vormen die aanleiding geven tot een embryonale afstamming, maar ze leiden niet tot een volledig organisme.
Degenen die alleen cellen van dezelfde afstamming of embryonale laag kunnen voortbrengen.
Gespecialiseerde cellen die kunnen differentiëren tot één celtype.
Studies met totipotente cellen (in de brede zin van de classificatie volgens hun potentieel) stellen ons in staat om ze te zien als een mogelijke remedie voor vele ziekten, weefselregeneratie, celtherapieën en zelfs mogelijke bronnen voor het klonen van planten, dieren en de mens. zichzelf, waarover veel ethisch gediscussieerd is.
Studies van aangeboren ziekten en kanker worden benaderd door deskundige wetenschappers in totipotente cellen, vanwege de ontwikkeling en celvermenigvuldiging die aanwezig is bij sommige van deze ziekten.
De analyse en studies van de eerste zygotische delen (van totipotente cellen) hebben veel kennis opgeleverd over de activering en inactivering van genen en ook over de betrokkenheid van eiwitten die dit proces mogelijk maken..
Andere wetenschappelijke vorderingen met betrekking tot studies van de eerste embryonale of zygotische delingen zijn misvormingen en / of geboorteafwijkingen veroorzaakt door abnormale vroege celdelingen en differentiatie..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.