Hierarchia rozwojowa komórek roślin i zwierząt
Rozwojowa Hierarchia Komórek i Zwierząt Komórki!
Wraz z postępem prac nad rozwojem nowych typów komórek poprzez hierarchiczną serię decyzji dotyczących specyficznych wcześniej istniejących typów komórek w rozwoju zwierząt, następuje podział zarodka na trzy warstwy zarodkowe: ektoderma, mezoderma i endoderma to jedno z najwcześniejszych zdarzeń.
Każda z warstw zarodkowych wywołuje następnie określony zakres zróżnicowanych typów komórek. Podobnie zarodek rośliny dzieli się na trzy podstawowe warstwy komórek. Każdy z nich daje początek szczególnemu zakresowi zróżnicowanych typów komórek.
U zwierząt te decyzje rozwojowe są zazwyczaj nieodwracalne, na przykład, gdy komórka odróżnia się jako ektoderma, jej los jest ustalony. Rozwój u zwierząt obejmuje zatem szereg decyzji, które stopniowo i nieodwracalnie ograniczają los komórek.
Los komórek i moc:
Los komórki to wszystkie typy komórek, z których jej potomkowie mogą stać się podczas normalnego rozwoju lub rozwoju niezakłóceni eksperymentalną manipulacją. Komórka może różnicować się w nieprawidłowy sposób, jeśli znajduje się w nietypowym otoczeniu.
Termin moc używany jest do opisania całego repertuaru typów komórek, które konkretna komórka może wytworzyć we wszystkich możliwych środowiskach. Jest to nieodłączna własność i jest większa lub równa jej przeznaczeniu; los komórki zależy od jej siły i środowiska.
W komórce zwierzęcej los i potencja są stopniowo ograniczane. Los komórek staje się coraz bardziej ograniczony do momentu, aż komórka zostanie ostatecznie zróżnicowana (może tworzyć tylko jeden rodzaj komórek).
W roślinach losy komórek są stopniowo ograniczane, ale różnicowanie nie odpowiada ostatecznemu ograniczeniu siły. Zróżnicowane komórki roślinne mogą całkiem łatwo zmienić losy, jeśli przeniosą się do nowej pozycji, a nawet w pełni zróżnicowane komórki roślinne mogą zregenerować całą nową roślinę, jeśli zostaną odizolowane. Jedną z podstawowych różnic między rozwojem zwierząt i roślin jest to, że podczas gdy los komórek roślinnych może być ograniczony podczas rozwoju, komórki pozostają totipotencjalne, nawet jeśli mają zróżnicowane.
Zaangażowanie rozwojowe:
Gdy los komórek zostaje ograniczony po każdej decyzji w hierarchii rozwojowej, mówi się, że komórki są zaangażowane w pewien los. U zwierząt zaangażowanie następuje etapami, początkowo odwracalnym, a następnie stałym. W zakładach zaangażowanie wydaje się być zawsze odwracalne.
W rozwoju zwierzęcia niezatwierdzona komórka może być opisana jako naiwna, co oznacza, że nie otrzymała żadnych instrukcji ukierunkowujących ją na określoną ścieżkę rozwoju. O losie komórki mówi się, że komórka jest ukierunkowana na podążanie określoną ścieżką rozwojową i robi to w izolacji, która powinna zapewniać neutralne środowisko.
Specyfikacja może wystąpić, jeśli komórka dziedziczy określoną determinantę cytoplazmatyczną lub odbiera sygnały indukcyjne z innej komórki. Jednak ta sama komórka umieszczona w innym środowisku, na przykład w kontakcie z innymi komórkami, może być wyszczególniona poprzez jej interakcję z tymi komórkami.
To pokazuje, że zaangażowanie na tym etapie jest odwracalne. O losie komórki mówi się, że nie można jej zmienić, niezależnie od środowiska komórki. Pokazuje to, że zobowiązanie stało się nieodwracalne.
Indukcja:
Indukcja jest procesem, w którym jedna komórka lub grupa komórek może wpływać na losy rozwoju innej i jest powszechną strategią kontrolowania różnicowania i tworzenia wzorów w rozwoju.
Sygnałem indukcyjnym może być białko lub inna cząsteczka wydzielana z komórki indukującej. Zazwyczaj wchodzi w interakcję z receptorem na powierzchni reagującej komórki. Sygnał inicjuje kaskadę transdukcji sygnału wewnątrz odpowiadającej komórki, która zmienia aktywność czynników transkrypcyjnych i / lub innych białek, i ostatecznie zmienia ekspresję genu wzorca. Indukcja jest procesem zewnętrznym, który zależy od pozycji komórki w zarodku.
Indukcja obejmuje sygnalizację komórkową i może występować w różnych zakresach. Odpowiadające komórki mogą wykazywać pojedynczą stereotypową odpowiedź na sygnał indukcyjny lub stopniowaną odpowiedź zależną od jego stężenia, w którym to przypadku nazywany jest morfogenem.
Kompetencja:
Waddington (1932) wprowadził pojęcie kompetencji jako fizjologiczny stan tkanki, który pozwala mu reagować w sposób morfogenetycznie specyficzny na bodźce determinujące. Jest zawsze związany z konkretnymi bodźcami i odpowiednimi reakcjami. Kompetencja jest określeniem, które podsumowuje zdolność enzymatycznego dopełnienia komórki embrionalnej do przyjęcia określonego stosunku metabolitów.
Kompetencja jest właściwością komórki reagującej na indukcję. Komórkę określa się jako kompetentną, jeśli może reagować na sygnał indukcyjny przez poddanie się wszystkim odpowiednim zmianom molekularnym, które pozwalają mu podążać za "indukowanym" szlakiem rozwojowym. W przypadku braku indukcji, komórka ostatecznie zostaje zdeterminowana na alternatywny szlak, co pokrywa się z utratą kompetencji do reagowania na indukcję.
