I människokroppen har mer än 200 typer av celler isolerats, som var och en har samma ärftliga kod. Alla utvecklades först från ett encelligt och sedan ett flercelligt embryo, som lite senare delade sig i tre groddlager. Från var och en av dess delar har kroppens vävnader utvecklats, där ungefär samma typ av celler finns. Samtidigt utvecklades nästan alla från samma grupp av föregångare. Denna process kallas celldifferentiering. Detta är en lokal anpassning av cellen till kroppens verkliga behov, implementeringen av funktionerna programmerade i dess ärftliga kod.
Karakterisering av celler och vävnader
Somatiska celler i kroppen har samma kromosomuppsättning, oavsett funktionssyfte. Men de skiljer sig åt i fenotyp, vilket förklaras av deras förberedelse för att utföra olika lokala uppgifter ibiologiska vävnader. En fenotyp är resultatet av uttrycket av en specifik genetisk uppsättning i en specifik miljö. Och under olika förhållanden utvecklas celler med samma genetiska material olika, har olika morfologiska egenskaper och utför specifika funktioner.
En högt utvecklad organism behöver detta för att bilda många vävnader som utgör dess organ. I detta fall skapas vävnader från en homogen grupp av stamprekursorer. Denna process kallas celldifferentiering. Detta är en kedja av händelser som syftar till att växa en cellpopulation enligt förutbestämda kriterier för tillväxt och utveckling av biologiska vävnader i kroppen. Det ligger till grund för tillväxten av en organism och dess flercelliga organisation.
Essence of differentiation
När det gäller molekylärbiologi är celldifferentiering processen att aktivera vissa delar av kromosomerna och deaktivera andra. Det vill säga kompakt packning eller avlindning av delar av kromosomerna, vilket gör dem tillgängliga för att läsa ärftlig information. I det konjugerade tillståndet, när generna är förpackade i heterokromatin, är läsning omöjlig, och i den expanderade formen blir de önskade delarna av den genetiska koden tillgängliga för budbärar-RNA och efterföljande uttryck. Detta innebär att celldifferentiering är en icke strikt reglerad typning av samma typ av kromatinförpackning.
Cytokiner och budbärare
Som ett resultat differentierade en grupp celler till identiskaförhållanden och som har liknande morfologiska egenskaper, sker en despriralisering av identiska sektioner av kromosomer. Och under exponeringen för intercellulära budbärare, lokala regulatorer av celldifferentiering, aktiveras de önskade sektionerna av gener och deras uttryck sker. Och därför producerar cellerna i biologiska vävnader samma ämnen och utför liknande funktioner, för vilka denna process tillhandahålls. Ur denna synvinkel är celldifferentiering en riktad effekt av molekylära faktorer (cytokiner) på uttrycket av genetisk information.
Membranreceptorer
Celler i samma vävnad har en liknande uppsättning membranreceptorer, vars närvaro kontrolleras av T-dödare i immunsystemet. Förlusten av en cellreceptor av önskad typ eller uttrycket av en annan, inte avsedd för en given lokalisering på grund av risken för onkogenes, orsakar riktad cellulär aggression mot "kränkaren". Resultatet kommer att bli förstörelsen av cellen, vars differentiering inte följde reglerna som föreskrivs av påverkan av intercellulära budbärare från specialiserade regulatorer.
Immundifferentiering
Immunceller har speciella receptormolekyler som kallas differentieringskluster. Dessa är de så kallade markörerna, som kan användas för att förstå under vilka förhållanden immunocyter utvecklades och för vilka ändamål de är avsedda. De genomgår en lång och komplicerad differentieringsprocess, i varje steg av vilka grupper av lymfocyter som har utvecklat ett otillräckligt antal receptorer elimineras och förstörs, eller i deras interaktion medantikroppar upptäckt "icke-efterlevnad".
Cellgrupper och vävnader
De flesta kroppsceller delar sig i två delar under mitotisk reproduktion. I det förberedande skedet fördubblas den genetiska informationen, varefter två dotterceller med en liknande uppsättning gener bildas. Inte bara aktiva delar av kromosomerna är föremål för kopiering, utan också konjugerade. Därför, i vävnader, ger differentierade celler efter delning upphov till två nya dotterceller som har genetiskt material som liknar den kompletta somatiska uppsättningen kromosomer. De kan dock inte differentiera sig till andra celler, eftersom de inte kan migrera naturligt till andra habitatförhållanden, det vill säga till andra differentieringsbudbärare.
Tillväxt av cellpopulation
Omedelbart efter delningen av två dotterceller får de en speciell uppsättning organeller som de ärvt från modern. Dessa minsta funktionella element är redan förberedda för att utföra de nödvändiga uppgifterna i en given biologisk vävnad. Därför behöver dottercellen bara öka volymen av hålrummen i det endoplasmatiska retikulumet och öka i storlek.
Målet med cellutveckling är också att få tillräckligt med näringsämnen och bundet syre. För att göra detta, i fallet med syre- eller energisvält, frisätter det angiogenesfaktorer i det intercellulära utrymmet. Nya kapillärkärl spirar längs dessa ankare, som kommer att mata gruppen.celler.
Processen att öka i storlek, erhålla en adekvat tillförsel av syre- och energisubstrat och expandera intracellulära organeller med en ökad proteinproduktion kallas celltillväxt. Det ligger till grund för tillväxten av en flercellig organism och regleras av många spridningsfaktorer. Vid någon tidpunkt, efter att ha nått den maximala storleken, genom en signal utifrån eller av en slump, kommer den odlade cellen igen att dela sig på mitten, vilket ytterligare ökar storleken på den biologiska vävnaden och organismen som helhet.
Mesodermal differentiering
Som en tydlig demonstration av differentieringen av stamceller och deras mer utvecklade "ättlingar", bör vi överväga omvandlingen av människokroppens mesodermala könslager. Från mesodermen - en grupp stamceller med samma struktur och som utvecklas i närvaro av differentieringsfaktorer, kommer sådana cellpopulationer som nefrotom, somit, splanknotom, splanknotomal mesenkym och paramesonefrisk kanal.
Från varje sådan population kommer mellanliggande former av differentiering att uppstå, som senare kommer att ge upphov till cellerna i en vuxen organism. I synnerhet utvecklas tre cellgrupper från somiten: myotom, dermatom och sklerotom. Myotomceller kommer att ge upphov till muskelceller, sklerotom - brosk och ben, och dermatom - bindväv i huden.
Nefrotomen ger upphov till epitelet i njurarna och sädesledaren, och livmoderepitelet kommer att skilja sig från den paramesonefriska kanalenrör och livmoder. Fenotypen av splanknotomceller kommer att framställas av differentieringsfaktorer för deras omvandling till mesotel (lungsäcken, hjärtsäcken och bukhinnan), myokardium, binjurebarken. Splanknotomens mesenkymet är utgångsmaterialet för utvecklingen av cellpopulationer av blod, bindväv och glatt muskelvävnad, blodkärl och mikrogliaceller.
Tillväxten av celler i dessa populationer, deras multipla delning och differentiering är grunden för att stödja livskraften hos en flercellig organism. Denna process kallas också histogenes - utvecklingen av vävnader från cellulära prekursorer som ett resultat av deras differentiering och transformation av fenotypen i enlighet med inverkan av extracellulära faktorer som reglerar deras utveckling.
Plantcelldifferentiering
Funktionerna hos en växtcell beror på deras placering, såväl som närvaron av tillväxtmodulatorer och suppressorer. Embryot av en växt i sammansättningen av frön har inte vegetativa och groddområden, och därför måste det efter groning utveckla dem, vilket är nödvändigt för reproduktion och tillväxt. Och tills den gynnsamma tidpunkten kommer för dess groning, kommer den att förbli vilande.
Från det ögonblick som signalen för tillväxt tas emot kommer växtcellernas funktioner att börja realiseras tillsammans med en ökning i storlek. Cellpopulationerna i embryot kommer att gå igenom en differentieringsfas och omvandlas till transportvägar, vegetativa delar, groddstrukturer.
