5 głównych czynników regulujących różnicowanie komórek

Niektóre z głównych czynników regulujących różnicowanie komórek są następujące:

Jest faktem, że zróżnicowane komórki roślinne i zwierzęce zachowują wszystkie geny wymagane do zaprogramowania rozwoju i różnicowania lub kompletnego organizmu. Również zróżnicowane komórki zawierają różne rodzaje białek.

Oznacza to, że wzór ekspresji genów jest odpowiedzialny za różnicowanie komórek, tj. Różne geny ulegają ekspresji w każdym typie komórek różnicujących. Ponieważ pomiędzy sekwencją DNA (lub genem) a ostatecznym tworzeniem funkcjonalnego białka i produktu białkowego zaangażowana jest duża liczba etapów, w kontrolowaniu ekspresji genów działa wiele mechanizmów.

1. Wpływ cytoplazmy lub różnicowanie komórek:

Ogólny wpływ cytoplazmy na wczesne różnicowanie komórek został wykazany w licznych eksperymentach z komórkami jajowymi.

(i) W jajach ślimaków różnicowanie komórek zależy od płata polarnego, który jest cytoplazmatycznym występem na warstwie roślinnej jaja. Jeśli płatek zostanie usunięty chirurgicznie, zarodek rozwinie wadliwą stopę, oko i muszlę.

(ii) W jajach płazów na różnicowanie komórek wpływa szary półksiężyc. Jeśli szary półksiężyc zostanie uszkodzony przez nakłucie zarodka, rozwija się nienormalny układ nerwowy.

Cytoplazma wpływa i kontroluje zachowanie genów jądrowych i różnicowanie komórki. Kontrola może być na poziomie transkrypcji komórki. Kontrola może być na poziomie transkrypcji mRNA, dojrzewania transkrybowanego mRNA, translacji mRNA w cytoplazmie, dostępności tRNA, rybosomów, czynników inicjacji lub przez obecność enzymów kontrolujących syntezę białek lub degradujących mRNA. Nawet po syntezie białka na zdarzenia posttrakcyjne może również wpływać cytoplazma komórkowa, co z kolei może prowadzić do różnicowania się cytoplazmy komórkowej.

2. Obracanie białka:

Proces ekspresji i regulacji genów nie kończy się na syntezie białek. Białka są poddawane obrotowi tj. Rozpadowi i resyntezie. Oznacza to, że ilość określonego białka obecnego w komórce wpływa na różnicowanie komórek. Na przykład, gdy komórki wątroby są eksponowane na kortyzon steroidowy hormon, ilość enzymu pirolaza tryptofanowa w wątrobie wzrasta dziesięciokrotnie, ale arginaza zwiększa się tylko nieznacznie.

3. Interakcje między komórkami:

W organizmach wielokomórkowych różnicowanie komórek nie występuje w izolacji, ale w wyniku interakcji między komórkami, tj. Komórki wpływają na metabolizm i różnicowanie się nawzajem. Zmiana kształtu komórek, zmiana pozycji i adhezja komórka-komórka wpływają na różnicowanie komórek.

4. Indukcja embrionalna:

Gdy komórki z jednego regionu zarodka są przeszczepiane do jakiegoś innego regionu, przeszczep lub przeszczep różni się w zależności od chemicznych regulatorów otaczających komórek lub powoduje, że otaczające komórki różnicują się pod jego wpływem.

Na przykład, jeśli komórki normalnie przeznaczone do stania się tkanką nerwową są usuwane z wczesnej części gastruli i przeszczepiane do innego płazów zarodka w regionie przeznaczonym do rozwoju w naskórku, komórki przeszczepu różnicują się w komórki naskórka zamiast tkanki nerwowej. Podobnie, prospektywne komórki naskórka wszczepione w domniemany obszar nerwowy różnicują się w tkankę nerwową.

Gdy materiał z grzbietowej wargi blastopor z jednego gastrula został przeszczepiony do innej pozycji w innym gastrula, przeszczepiony materiał blastoporowy wyzwalał tworzenie dodatkowego sznurka nerwowego i struny grzbietowej całego nowego zarodka połączonego z zarodkiem gospodarza.

Zjawisko to opisuje się jako indukcję lub pierwotną indukcję embrionalną. W wtórnej indukcji embrionalnej jedna grupa komórek indukuje sąsiednią grupę komórek w celu różnicowania w określonym kierunku. Na przykład, w rozwijającym się oku, różnicowanie soczewki jest indukowane przez kontakt pomiędzy potencjalnymi komórkami soczewki a leżącą poniżej ektodermą.

5. Hormony:

W indukcji pierwotnej i wtórnej interakcja zachodzi między blisko położonymi komórkami. Jednak komórki rozdzielone na duże odległości również oddziałują ze sobą. Sygnały chemiczne są albo hormonami, albo czynnikami wzrostu. Niektóre hormony wpływają na wzrost niektórych komórek, podczas gdy hormony płciowe stymulują różnicowanie narządów płciowych.