CELLEDIFFERENSIERING: HOS DYR OG PLANTER - BIOLOGI - 2026

Den celledifferensiering er den gradvise fenomenet hvorved multipotential celler av organismer oppnå visse spesifikke egenskaper. Det oppstår under utviklingsprosessen og fysiske og funksjonelle endringer er tydelige. Konseptuelt skjer differensiering i tre stadier: bestemmelse, differensiering i seg selv og modning.

Disse tre nevnte prosessene forekommer kontinuerlig i organismer. I det første stadiet av bestemmelse tilordnes multipotensielle celler i embryoet en definert celletype; for eksempel en nervecelle eller en muskelcelle. I differensiering begynner celler å uttrykke slektsegenskapene.

Til slutt skjer modning i de siste stadiene av prosessen, hvor nye egenskaper erverves som resulterer i utseendet til egenskaper hos modne organismer.

Celledifferensiering er en prosess som er veldig strengt og presist regulert av en serie signaler som inkluderer hormoner, vitaminer, spesifikke faktorer og til og med ioner. Disse molekylene indikerer igangsetting av signalveier i cellen.

Konflikter kan oppstå mellom prosessene for celledeling og differensiering; derfor når utviklingen et punkt hvor spredning må opphøre for å tillate differensiering.

Generelle egenskaper

Prosessen med celledifferensiering innebærer endring i form, struktur og funksjon av en celle i en gitt avstamning. I tillegg innebærer det reduksjon av alle potensielle funksjoner som en celle kan ha.

Endringen styres av viktige molekyler, mellom disse proteiner og spesifikke messenger-RNA. Cellulær differensiering er produktet av det kontrollerte og differensielle uttrykket av visse gener.

Differensieringsprosessen innebærer ikke tap av innledende gener; Det som skjer er en undertrykkelse på bestemte steder av det genetiske maskineriet i cellen som er under utvikling. En celle inneholder omtrent 30 000 gener, men den uttrykker bare rundt 8000 til 10.000.

For å eksemplifisere den forrige uttalelsen ble følgende eksperiment foreslått: kjernen til en celle som allerede var differensiert fra kroppen til en amfibie - for eksempel, en celle fra tarmslimhinnen - blir tatt og implantert i eggløsningen til en frosk hvis kjerne tidligere ble ekstrahert .

Den nye kjernen har all nødvendig informasjon for å skape en ny organisme i perfekt stand; det vil si at cellene i tarmslimhinnen ikke hadde mistet noen gener når de gjennomgikk differensieringsprosessen.

Celledifferensiering hos dyr

Utvikling begynner med befruktning. Når moruladannelse skjer i utviklingsprosessene til embryoet, blir cellene betraktet som totipotente, noe som indikerer at de er i stand til å danne hele en organisme.

Over tid blir morulaen en blastula, og cellene kalles nå pluripotente fordi de kan danne kroppens vev. De kan ikke danne den komplette organismen fordi de ikke er i stand til å gi opphav til de ekstra embryonale vevene.

Histologisk er det grunnleggende vevet i en organisme epitel, binde, muskulatur og nervøs.

Når cellene skrider videre, er de multipotente, fordi de skiller seg ut i modne og funksjonelle celler.

Hos dyr - spesifikt i metazoaner - er det en felles vei for genetisk utvikling som forener gruppen ontogeni takket være en serie gener som definerer det spesifikke mønsteret for kroppsstrukturer, som kontrollerer identiteten til segmentene i den anteroposterior aksen. av dyret.

Disse genene koder for spesielle proteiner som deler en DNA-bindende aminosyresekvens (homeobox i genet, homodomain i proteinet).

Slå gener av og på

DNA kan modifiseres av kjemiske midler eller ved cellemekanismer som påvirker - induserer eller undertrykker - uttrykket av gener.

Det er to typer kromatin, klassifisert i henhold til deres uttrykk eller ikke: eukromatin og heterokromatin. Førstnevnte er løst organisert og genene deres kommer til uttrykk, sistnevnte har en kompakt organisasjon og forhindrer tilgang til transkripsjonsmaskineriet.

Det er blitt foreslått at i prosessene med cellulær differensiering blir gener som ikke er nødvendige for den spesifikke avstengning tauset i form av domener som består av heterokromatin.

Mekanismer som produserer forskjellige celletyper

I flercellede organismer er det en serie mekanismer som produserer forskjellige typer celler i utviklingsprosesser, for eksempel utskillelse av cytoplasmatiske faktorer og cellekommunikasjon.

Segregeringen av cytoplasmatiske faktorer involverer ulik separasjon av elementer som proteiner eller messenger RNA i prosessene for celledeling.

På den annen side kan cellekommunikasjon mellom naboceller stimulere differensieringen av ulike celletyper.

Denne prosessen skjer ved dannelse av oftalmiske vesikler når de møter ektodermen i kefalområdet og forårsaker fortykning som danner linseplatene. Disse brettes til det indre området og danner linsen.

Celledifferensieringsmodell: muskelvev

En av de best beskrevne modellene i litteraturen er utvikling av muskelvev. Dette vevet er sammensatt og består av celler med flere kjerner hvis funksjon er å trekke seg sammen.

Mesenchymale celler gir opphav til myogene celler, som igjen gir opphav til skjelettmuskelvev.

For at denne differensieringsprosessen skal begynne, må visse differensieringsfaktorer være til stede som forhindrer S-fasen av cellesyklusen og som fungerer som stimulanser av gener som forårsaker endringen.

Når disse cellene mottar signalet, initierer det transformasjonen mot myoblaster som ikke kan gjennomgå celledelingsprosesser. Myoblaster uttrykker gener relatert til muskelkontraksjon, for eksempel de som koder for aktinet og myosinproteiner.

Myoblaster kan smelte sammen og danne en myotube med mer enn en kjerne. I dette stadiet skjer produksjonen av andre proteiner relatert til sammentrekning, for eksempel troponin og tropomyosin.

Når kjernene beveger seg mot den perifere delen av disse strukturene, regnes de som en muskelfiber.

Som beskrevet har disse cellene proteiner relatert til muskelkontraksjon, men mangler andre proteiner som keratin eller hemoglobin.

Mestergener

Differensialuttrykk i gener er under kontroll av "mestergener." Disse finnes i kjernen og aktiverer transkripsjonen av andre gener. Som navnet tilsier, er de nøkkelfaktorer som er ansvarlige for å kontrollere andre gener ved å dirigere deres funksjoner.

Ved muskeldifferensiering er de spesifikke genene de som koder for hvert av proteinene som er involvert i muskelkontraksjon, og mastergenene er MyoD og Myf5.

Når reguleringsmestergener mangler, uttrykkes ikke suballternegener. I motsetning til dette, når mestergenet er til stede, tvinges ekspresjonen av målgenene.

Det er mestergener som styrer differensieringen av nevroner, epitelial, hjerte, blant andre.

Celledifferensiering i planter

Som hos dyr begynner planteutvikling med dannelse av en zygote inne i frøet. Når den første celledelingen oppstår, kommer to forskjellige celler.

Et av kjennetegnene ved planteutvikling er den kontinuerlige veksten av organismen takket være den kontinuerlige tilstedeværelsen av celler som har en embryonal karakter. Disse regionene er kjent som meristemer og er organer for evig vekst.

Differensieringsveiene gir opphav til de tre vevssystemene som er til stede i planter: protodermen som inkluderer dermale vev, de grunnleggende meristemene og utvekslingen.

Prochange er ansvarlig for opprinnelse av det vaskulære vevet i planten, dannet av xylem (transportør av vann og oppløste salter) og floem (transportør av sukker og andre molekyler som aminosyrer).

meristem

Meristemer er plassert på tuppen av stilkene og røttene. Dermed skiller disse cellene seg og gir opphav til de forskjellige strukturene som utgjør planter (blader, blomster, blant andre).

Cellulær differensiering av flora-strukturer oppstår på et bestemt tidspunkt i utviklingen, og meristemet blir "blomsterstand", som igjen danner blomstermeristeme. Herfra kommer blomsterbitene som består av kelter, kronblader, stamens og karpeller.

Disse cellene er karakterisert ved å ha en kuboidform av liten størrelse, en tynn, men fleksibel cellevegg og en cytoplasma med høy tetthet og mange ribosomer.

Rollen til auxiner

Fytohormoner har en rolle i cellulære differensieringsfenomener, spesielt auxiner.

Dette hormonet påvirker differensieringen av vaskulært vev i stammen. Eksperimenter har vist at påføring av auxiner på et sår fører til dannelse av vaskulært vev.

På samme måte er auxiner relatert til å stimulere utviklingen av vaskulære cambiumceller.

Forskjeller mellom dyr og planter

Prosessen med celledifferensiering og utvikling hos planter og dyr forekommer ikke identisk.

Celle- og vevsbevegelser må forekomme hos dyr for at organismer skal få en tredimensjonal konformasjon som kjennetegner dem. Videre er cellediversiteten mye høyere hos dyr.

I kontrast har planter ikke vekstperioder bare i de tidlige stadiene av individets liv; de kan øke i størrelse gjennom hele plantens levetid.

referanser

1. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biologi. Panamerican Medical Ed.
2. Cediel, JF, Cárdenas, MH, & García, A. (2009). Histologihåndbok: Fundamental Tissues. Rosario University.
3. Hall, JE (2015). Guyton og Hall lærebok for medisinsk fysiologi e-bok. Elsevier Health Sciences.
4. Palomero, G. (2000). Leksjoner i embryologi. Oviedo universitet.
5. Wolpert, L. (2009). Prinsipper for utvikling. Panamerican Medical Ed.