TOTIPOTENTIALITY: HISTORIE, EGENSKAPER OG VIKTIGHET - BIOLOGI - 2026

Den totipotency eller totipotency er den evne, evne og mulighet besatt av hver av embryoniske celler til å produsere de totale celler i et individ. Begrepet stammer fra det latinske ordet totipotentia, som betyr evne for alle ting og / eller evne til å bli eller gi opphav til en komplett organisme.

Totipotente celler som er best definert eller studert er zygoten og sporer. Noen forfattere bruker begrepet stamceller og totipotente celler som et synonym, men det er imidlertid ingen enighet i denne forbindelse.

Totipotensielle celler. Tatt og redigert fra: Jucomo.

Stamceller er ifølge noen forfattere grupper av udifferensierte celler som kan bli forskjellige grupper eller typer spesialiserte celler. De kan være unototente, multipotente og også totipotente. Bare de siste er i stand til å gi opphav til et komplett individ.

Historie

Faren til totipotensialiteten er den tyske biologen og filosofen Hans Adolf Eduard Driesch. Denne forskeren revolusjonerte forståelsen av embryologi takket være sine eksperimenter med kråkeboller.

I 1891 gjennomførte Driesch eksperimenter med to-cellede (to-cellers) embryoer fra kråkeboller Echinus microtuberculatus (nå kjent som Psammechinus microtuberculatus) og utfordret datidens aksepterte hypoteser om utvikling av embryon.

Resultatene deres viste at cellene fra et tidlig embryo (zygote) når de er separert, enten mekanisk eller naturlig, kunne fortsette å utvikle seg til de danner normale larver, og konkluderte med at disse cellene er totipotente i de tidlige utviklingsstadiene.

Dette i motsetning til resultatene fra Wilhelm Roux (pioner innen eksperimentell embryologi), som hadde jobbet med to-cellede froskeegg. Roux fant at å drepe en av de to cellene utviklet misdannede embryoer, og konkluderte med at embryonale celler har forhåndsbestemte destinasjoner.

Senere i 1910 ville den amerikanske kjemikeren, zoologen og fysiologen Jesse Francis McClendon bekrefte at Drieschs resultater kunne kopieres i frosker, kyllinger, andre pinnsvin og til og med pattedyr.

kjennetegn

Totipotensialitet er preget av potensialet fra noen celler til å gi opphav til et komplett individ. Disse er i stand til å bli en hvilken som helst type celle i kroppen og også i annet ekstra-embryonalt vev.

Totipotente celler dannes i organismer med både seksuell og aseksuell reproduksjon, de er zygoter eller sporer. De kan være en zygote i frøet til et fanerogam (plante), i et egg fra et hvilket som helst dyr, eller i en livmor fra et pattedyr (som mennesker, elefanter eller mus).

Dette potensialet har i de fleste tilfeller en kort levetid under utvikling. I menneskekroppen har de en begrenset tid, omtrent 4 dager etter befruktning. I andre organismer som planter, marine svamper, annelid ormer, sjøstjerner og mus har de forskjellig varighet.

Totipotensialitet i forskjellige grupper av organismer

Hos planter og sopp som reproduserer seg med sporer, sies det at disse cellene som ikke trenger befruktning er av totipotent type, siden zygoten til disse organismene har kapasitet til å produsere alle cellene som er nødvendige for å utvikle et komplett individ.

Tallrike utviklings-, vekst- og vevskulturstudier i planter har gjentatte ganger vist at mange planteceller er totipotente. Et eksempel på dette er kulturene i små vev eller stammeseksjoner som, når de plasseres i vekstmedier, er i stand til å gi opphav til eller gjenopprette et helt nytt individ.

Virvelløse dyr

Som allerede nevnt tidligere, ble den første studien som påviste eksistensen av totipotente embryonale celler, utført med kråkeboller (pighuder). Siden har mange studier blitt utført for å gjenskape Driesch sitt eksperiment, og i alle av dem er resultatet det samme (eksistensen av totipotentiality).

Et annet tilfelle hos pigghuder, men denne gangen med sjøstjerner og sjøstjerner, er muligheten for noen arter av disse til å gjenopprette en komplett organisme fra en seksjon eller en del av en arm (uten deler av den sentrale disken). Denne regenerative kapasiteten skyldes tilstedeværelsen av voksne totipotente stamceller.

Linckia guildingi sjøstjerne, organisme regenerert fra en arm av andre organismer. Tatt og redigert fra: Emőke Dénes.

Poriferøse (svamp) vevsundersøkelser viser at disse primitive organismer har et stort antall totipotente celler. Dette gjør at de kan produsere eller få tak i hvilken som helst type celle de trenger, og noen ganger også for å kunne regenerere en komplett organisme fra en liten kroppsdel.

virveldyr

Hos virveldyr er totipotensialitetsstudier beskrevet i embryonal utvikling; det vil si at de embryonale cellene til virveldyr som fisk, krypdyr, fugler og pattedyr har en totipotent oppførsel som ligner på Drieschs pinnsvin.

Uavhengig av type reproduksjon (kryssgjødsling, selvbefruktning og også parthenogenese) har cellene som er til stede mellom zygoten og morulaen (første segmenteringer av zygoten) kapasitet til å produsere alle typer celler og organisere dem i en sammenhengende bauplan (en komplett organisme ).

Celletyper i henhold til deres totipotente kapasitet

En god del av det vitenskapelige samfunnet klassifiserer totipotente celler etter deres opprinnelse og potensial. I henhold til deres opprinnelse klassifiseres de som embryonale, fosterlige og voksne, mens de i henhold til deres potensial er klassifisert i følgende grupper.

totipotente

De som gir opphav til et komplett individ.

pluripotent

De kan danne celler som vil gi opphav til enhver embryonisk avstamning, men de gir ikke opphav til en fullstendig organisme.

multi

De som bare kan gi opphav til celler med samme avstamning eller embryonale lag.

Unipotent

Spesialiserte celler som har muligheten til å differensiere til en enkelt celletype.

Betydning

Studier med totipotente celler (i vid forstand av klassifiseringen i henhold til deres potensial) lar oss se dem som en mulig kur mot mange sykdommer, vevsregenerering, cellebehandlinger og til og med potensielle kilder for kloning av planter, dyr og mennesket selv. som har vært gjenstand for mye etisk debatt.

Studier av medfødte sykdommer og kreft blir kontaktet av sakkyndige forskere på totipotente celler på grunn av celleutviklingen og multiplikasjonen som er til stede i noen av disse sykdommene.

Analyser og studier av de første zygotiske divisjonene (av totipotente celler) har gitt mye innsikt i aktivering og inaktivering av gener og også om involvering av proteiner som gjør denne prosessen mulig.

Andre vitenskapelige fremskritt relatert til studier av de første embryonale eller zygotiske divisjonene er misdannelser og / eller fødselsdefekter forårsaket av unormal tidlig celledeling og differensiering.

referanser

1. Morceller. Totipotentiality. Gjenopprettet fra biologia.edu.ar.
2. ML Condic (2014). Totipotency: Hva det er og hva det ikke er. Stamceller og utvikling.
3. Cellekraft. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.
4. Y. Cortés Rivera. RI Hernández, P. San Martín del Angel, E. Zarza Meza, R. Cuervo
5. González (2016). Regenererende potensial for sjøstjernen Linckia guildinguii. Hydrobiologiske.
6. M. Kearl (2012). Kraften til de to første klyvingcellene i echinoderm-utvikling. Eksperimentell produksjon av partielle og doble formasjoner »(1891-1892), av Hans Driesch. Embryo Project Encyclopedia. Gjenopprettet fra embryo.asu.edu.
7. Typer stamceller. Latin American Stem Cell Society. Gjenopprettet fra solcema.com.
8. JFMcClendon (1910). Utviklingen av isolerte blastomerer av froskens egg. » American Journal of Anatomy.