Transdeterminacja

ZA Transdeterminacja w biologii oznacza przeprogramowanie zróżnicowanej komórki ciała, z reguły proces różnicowania się komórek ciała z zapłodnionej komórki jajowej do w pełni rozwiniętego organizmu jest nieodwracalny. Jednak w pewnych warunkach komórkę, która jest zdeterminowana w swoim zróżnicowaniu, można przeprogramować.

Co to jest transdeterminacja?

Z reguły proces różnicowania się komórek organizmu od zapłodnionej komórki jajowej do w pełni rozwiniętego organizmu jest nieodwracalny.

Transdeterminacja oznacza przejście z jednego określonego stanu do innego określonego stanu.W biologii transdeterminacja charakteryzuje się przeprogramowaniem już zróżnicowanej komórki ciała na inną zróżnicowaną komórkę ciała.

$config[ads_text1] not found

W przypadku ludzi i większości zwierząt wielokomórkowych rozwój organizmów rozpoczyna się od zapłodnienia komórki jajowej. Z tej pierwszej komórki rozwija się cały organizm. W miarę podziału komórek poszczególne komórki stają się coraz bardziej zróżnicowane lub wyspecjalizowane w przebiegu embriogenezy. Tak rozwijają się narządy. Na przykład komórki wątroby mają taką samą informację genetyczną jak komórki serca. Jednak w obu typach komórek niezbędna informacja genetyczna jest pobierana z różnych genów.

W ramach różnicowania niektóre geny są wyłączane przez metylację lub modyfikację histonów. Różnicowanie zachodzi w tym, że różne geny są wyłączane z linii komórkowej do linii komórkowej.

Podczas transdeterminacji nieaktywne geny są reaktywowane, a wcześniej aktywowane geny są ponownie nieaktywne. Przykładem może być złożona transformacja komórki skóry w komórkę wątroby.

Funkcja i zadanie

Zapłodniona komórka jajowa jest pierwszą komórką organizmu. Jest to pierwotna komórka macierzysta wszystkich późniejszych wysoce zróżnicowanych komórek. Wraz z pierwszymi ośmioma komórkami nazywana jest totipotencjalną komórką macierzystą. Te pierwsze komórki są nadal całkowicie niezróżnicowane i każda z nich może rozwinąć się w niezależny organizm.

$config[ads_text2] not found

Po ósmym podziale komórki tworzą się pluripotencjalne lub embrionalne komórki macierzyste. Mogą one nadal przekształcać się w komórki wszystkich trzech listków zarodkowych (ektoderma, mezoderma, endoderma). Jednak stracili już zdolność przekształcania się w niezależne organizmy.

Dalszy rozwój prowadzi do powstania postembrionalnych komórek macierzystych, które w zależności od etapu rozwoju dzielą się na płodowe, noworodkowe i dorosłe komórki macierzyste. Postembrionalne komórki macierzyste już reprezentują różne linie komórkowe, które mogą przekształcić się w określone układy narządów. One również nadal mają potencjał różnicowania, chociaż jest to związane tylko z niektórymi typami komórek. Nazywa się je multipotencjalnymi komórkami macierzystymi. Na przykład nerwowe komórki macierzyste mogą nadal przekształcać się w różne formy komórek nerwowych, ale już nie w komórki krwi.

ZA Transdyferencjacja lub możliwa jest transdeterminacja komórek. Jednak kontrowersyjne jest to, czy w pełni zróżnicowaną komórkę ciała można przeprogramować. Aby to zrobić, ekspresja tysięcy genów musiałaby zostać aktywowana, a tysiące innych genów dezaktywowanych w tym samym czasie, na przykład aby przekształcić komórkę skóry w komórkę mięśniową. Jak dotąd zakładano, że tylko dorosłe komórki macierzyste są w stanie to zrobić. Ich potencjał różnicowania wykracza nawet poza liścienie.

$config[ads_text3] not found

Przeprogramowanie przebiega zwykle w dwóch etapach. Przede wszystkim następuje odróżnicowanie komórki. Po podziale komórki różnicowanie zachodzi ponownie w innej orientacji. Taka transdeterminacja zachodzi w organizmie np. Podczas gojenia się ran. Z dorosłych komórek macierzystych powstaje wiele różnych typów komórek niezbędnych do procesu gojenia.

W przyszłości medycyna będzie miała prawdopodobnie doskonałe perspektywy jako alternatywa dla dzisiejszej technologii przeszczepów. W ten sposób chore narządy można wyhodować bezpośrednio z ich własnych dorosłych komórek macierzystych. Lata leczenia odwykowego w celu ograniczenia reakcji odrzucenia należałyby do przeszłości. W różnych badaniach in vitro kultur komórkowych do odróżnicowania i ponownego zróżnicowania komórek zastosowano czynnik wzrostu.

W ramach badań nad komórkami macierzystymi odkryto, że komórki macierzyste mogą być w stanie zastąpić komórki zniszczone podczas ataku serca. Jednak wyniki sugerują również, że gojenie nie opiera się na zastąpieniu przez komórki zdeterminowane trans, ale na stymulowaniu wzrostu komórek i procesów różnicowania komórek. Dorosłe komórki macierzyste również potwierdzają swoją wartość w regeneracji chrząstki i kości.

Choroby i dolegliwości

W związku z transdeterminacją często pojawiają się poważne choroby. Rozwój raka opiera się na odróżnicowaniu komórek ciała. Zmiany w komórce mogą prowadzić do niezróżnicowanego podziału komórkowego, który może objąć całe ciało poprzez tworzenie przerzutów. Przyczyną mogą być mutacje somatyczne, wirusy lub niekontrolowane profilowanie komórek podczas procesów gojenia.

$config[ads_text4] not found

Odróżnicowanie może być szybkie. Istnieją jednak również formy raka, w których nowotwór pozostaje przez długi czas zróżnicowany. Jednak po fazie odróżnicowania nie następuje dalsze różnicowanie. Dzielące się komórki ulegają degeneracji i po każdym podziale komórki oddalają się od swojego stanu początkowego.

Informacja genetyczna również podlega ciągłym zmianom. Na przykład gojenie się ran jest naturalnym procesem opartym na transdeterminacji. W tym przypadku dorosłe komórki macierzyste są przekształcane w zróżnicowane komórki skóry, komórki tkanki łącznej lub komórki innego typu, jednak w rzadkich przypadkach w ramach stałego podziału komórkowego powstaje złośliwy guz.

To samo może się zdarzyć po reakcjach immunologicznych. Chłoniaki są między innymi wyrazem układu odpornościowego, który wymyka się spod kontroli.