Hvordan blir celler spesialisert
Share
Cellspesialisering eller celledifferensiering er en prosess for å konvertere generiske celler i kroppen til spesialiserte celler. De spesialiserte cellene kan utføre en viss funksjon i kroppen. Cellens spesialisering skjer i to stadier av en multicellular organisme. Under den embryonale utviklingen skjer cellespesialisering hovedsakelig på grunn av cellesignalering av cytoplasmatiske determinanter. Under voksenutvikling, den stamceller bli spesialisert på ulike typer stamceller hovedsakelig på grunn av regulering av genuttrykk. Cell spesialisering i begge utviklingsstadier er beskrevet i denne artikkelen.
Nøkkelområder dekket
1. Hva er Cell Spesialisering
- Definisjon, Funksjoner, Funksjon
2. Hvordan blir celler spesialisert
- Embryonisk utvikling, voksenutvikling
Nøkkelbetingelser: Voksne stamceller, Cellespesialisering, Cytoplasmiske determinanter, Embryonale stamceller, Epigenetisk kontroll, Signaliseringskaskader
Hva er Cell Spesialisering
Cell spesialisering refererer til differensiering av celler basert på deres plassering av vevet under utviklingen deres. I en multicellular organisme oppstår cellepesialisering i flere ganger under vevsreparasjon og under normal celleomsetning. Dessuten er cellene i embryoet spesialisert på ulike typer for å utvikle en multicellular organisme. Cellens spesialisering er vist i Figur 1.
Figur 1: Cellespesialisering
Cellens spesialisering endrer størrelsen på cellen, formen, metabolsk aktivitet, membranpotensial og responsen til signaler.
Hvordan blir celler spesialisert
Ulike typer celle spesialisering kan observeres i ulike utviklingsstadier av livet.
Cell Spesialisering Under Embryonisk Utvikling
Zygoten er konseptet for befruktning, og består av en enkelt celle. Den deler seg i mange celler gjennom mitose, og danner blastomeren. Cellene i blastomeren er totipotente, og de er i stand til å differensiere til alle typer celler i kroppen, så vel som i morkaken. Cellene i åttecelletrinnet er kjent som embryonale stamceller. De embryonale stamceller er pluripotent, og de er i stand til å differensiere til noen typer celler i et dyrs kropp. De pluripotente cellene i planter er kjent som meristematiske celler. Disse embryonale stamceller er differensiert i kroppens tre kimenlag: endoderm, ektoderm og mesoderm. Cellene i kimen lagene er multi, og de er i stand til å differensiere til tilsvarende vev av kroppen utviklet fra hvert av de tre bakterie lagene. Den embryonale utviklingen er vist i Figur 1.
Figur 1: Embryonutvikling
Cellefordelingen som oppstår under den embryonale utviklingen er en type asymmetrisk celledeling. Asymmetrisk celledeling gir opphav til dattercellene med tydelige utviklingspartier. De to viktigste årsakene til den asymmetriske celledeling er cytoplasmatiske determinanter og forskjellige cellesignaleringskaskader. Cytoplasmiske determinanter er regulatoriske molekyler av foreldrecellen. I signaleringskaskader, en bestemt celle induserer sine nabokeller til å utvikle seg til sin type ved å overføre signalmolekyler inn i dem.
Cell Spesialisering under voksenutvikling
Flercellulære organismer har forskjellige typer celler som er spesialisert på å utføre en bestemt funksjon i kroppen. Cellene som utfører en bestemt funksjon, er ordnet i vev. Derfor består et bestemt vev av celler med en definert funksjon. De uspesialiserte cellene i den voksne kroppen er kjent som voksne stamceller. Differensiering av hematopoietiske stamceller til spesialiserte celletyper i blodet er vist i figur 3.
Figur 3: Hematopoietisk stamcelledifferensiering
Hovedmekanismen for å produsere spesialiserte celler fra stamceller er reguleringen av genuttrykk gjennom epigenetiske mekanismer. Derfor er typen av cellen bestemt på nivået av genuttrykk. Dessuten må mønsteret av genuttrykk opprettholdes over generasjoner. Differensialgenuttrykket oppnås ved hjelp av histon-modifikasjoner og forskjellige nivåer av DNA-metylering. Generelt er mønstrene av DNA-metylering i embryonale stamceller og pluripotente voksne stamceller det samme. Men det er annerledes i de spesialiserte somatiske cellene. Voksne stamceller er pluripotente, og deres pluripotens opprettholdes av transkripsjonsfaktorer kjent som OCT4, SOX2 og NANGO.
Konklusjon
Cell spesialisering er differensiering av celler for å utføre en bestemt funksjon av kroppen av multicellulære organismer. Ulike typer celle spesialisering skjer under embryonisk utvikling og voksenutvikling. Under embryonal utvikling, blir cellene i blastomeren differensiert til celler med forskjellig potensial gjennom cellesignalering og cytoplasmiske determinanter. Under voksenutvikling skjer cellespesialiseringen gjennom regulering av genuttrykk.
Henvisning:
1. "Cellular Differentiation." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17. mars 2018, Tilgjengelig her.
2. "Gjennombrudd i forståelse hvordan stamceller blir spesialisert." SBP, tilgjengelig her.
Bilde Courtesy:
1. "Figur 2. Resultater av differensiering av cellulære supper og une des trois différentes catégories de cellules med sous-divisent og types de cellules spécifiques avec des rôles précis7" Av Ryongraf (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Stemcelldifferentiaion" Av US gov (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. "422 Feature Stem Cell New" Av OpenStax College - Anatomi og fysiologi, Connexions nettsted, 19. juni 2013 (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
