Kako celice postanejo specializirane - Razlika Med

Kako celice postanejo specializirane

Specializacija celic ali diferenciacija celic je proces pretvorbe generičnih celic v telesu v specializirane celice. Specializirane celice lahko opravljajo določeno funkcijo v telesu. Specializacija celic poteka v dveh fazah večceličnega organizma. Med embrionalnim razvojem se celična specializacija pojavlja predvsem zaradi celične signalizacije citoplazmatskih determinant. Med razvojem odraslih stebelna celica postanejo specializirane za različne vrste matičnih celic predvsem zaradi regulacije genske ekspresije. V tem članku je opisana specializacija celic v obeh razvojnih fazah.

Pokrita ključna območja

1. Kaj je celična specializacija
- Definicija, lastnosti, funkcija
2. Kako postajajo celice specializirane
- Razvoj zarodkov, razvoj odraslih

Ključne besede: odrasle matične celice, celična specializacija, citoplazmatske determinante, embrionalne matične celice, epigenetski nadzor, signalne kaskade


Kaj je celična specializacija

Specializacija celic se nanaša na diferenciacijo celic glede na njihovo lokacijo tkiva med njihovim razvojem. V večceličnem organizmu se celična specializacija pojavlja v večkratnem času med popravljanjem tkiva in med normalnim prometom celic. Poleg tega so celice znotraj zarodka specializirane za različne tipe za razvoj večceličnega organizma. Specializacija celic je prikazana v slika 1.


Slika 1: Specializacija celic

Specializacija celic spremeni velikost celice, obliko, presnovno aktivnost, membranski potencial in odzivnost na signale.

Kako celice postanejo specializirane

V različnih razvojnih fazah življenja lahko opazimo različne vrste celične specializacije.

Specializacija celic med embrionalnim razvojem

Zigota je koncept oploditve in je sestavljena iz ene same celice. S mitozo se deli na številne celice in tvori blastomer. Celice v blastomeri so totipotent, in so sposobni razlikovati se v katerokoli vrsto celic v telesu in v placenti. Celice stadija osem celic so znane kot embrionalne matične celice. Zarodne matične celice so pluripotenten, in so sposobni razlikovati se v vse vrste celic v telesu živali. Pluripotentne celice v rastlinah so znane kot meristematične celice. Te embrionalne matične celice se razlikujejo v tri telesne plasti: endodermo, ektodermo in mezodermo. Celice v zarodnih plasteh so multipotent, in so sposobni razlikovati se v ustrezna tkiva telesa, ki se razvijejo iz vsakega od treh zarodnih plasti. Razvoj zarodka je prikazan v slika 1.


Slika 1: Razvoj zarodkov

Celična delitev, ki se pojavi med embrionalnim razvojem, je vrsta asimetrične celične delitve. Asimetrična delitev celic povzroča hčerinske celice z izrazitimi razvojnimi usodami. Dva glavna razloga za asimetrično delitev celic sta citoplazemske determinante in različne celične signalne kaskade. Citoplazmatske determinante so regulatorne molekule matične celice. V signalne kaskade, določena celica inducira sosednje celice, da se razvijejo v njen tip s prenosom signalnih molekul v njih.

Specializacija celic med razvojem odraslih

Večcelični organizmi imajo različne vrste celic, ki so specializirane za opravljanje določene funkcije v telesu. Celice, ki opravljajo določeno funkcijo, so razporejene v tkiva. Zato je določeno tkivo sestavljeno iz celic z določeno funkcijo. Ne-specializirane celice v odraslem telesu so znane kot celice odraslih. Razlikujemo hematopoetske matične celice v specializirane celične tipe v krvi slika 3.


Slika 3: Diferenciacija hematopoetskih matičnih celic

Glavni mehanizem proizvodnje specializiranih celic iz matičnih celic je regulacija izražanja genov s pomočjo epigenetskih mehanizmov. Torej je tip celice določen na ravni genske ekspresije. Poleg tega je treba vzorec izražanja genov ohraniti že več generacij. Diferenčna genska ekspresija se doseže s histonskimi modifikacijami in različnimi ravnmi metilacije DNA.Na splošno so vzorci metilacije DNA v embrionalnih matičnih celicah in pluripotentnih matičnih celicah odraslih enaki. Vendar pa se razlikuje v specializiranih somatskih celicah. Odrasle matične celice so pluripotentne, njihovo pluripotenco pa vzdržujejo transkripcijski faktorji, znani kot OCT4, SOX2 in NANGO.

Zaključek

Specializacija celic je diferenciacija celic za opravljanje določene funkcije telesa večceličnih organizmov. Med embrionalnim razvojem in razvojem odraslih se pojavljajo različne vrste specializacije celic. Med embrionalnim razvojem se celice v blastomu diferencirajo v celice z različno močjo prek celične signalizacije in citoplazmatskih determinant. Med razvojem odraslih se celična specializacija pojavi preko regulacije genske ekspresije.

Sklic:

1. “Cellular Diferenciacija”. Wikipedija, Wikimedia Foundation, 17. marec 2018,