Transdyferencjacja

w Transdyferencjacja następuje metamorfoza. Zróżnicowane komórki danego liścienia są przekształcane w komórki innego liścienia w procesach takich jak deacetylacja i metylacja histonów. Wadliwe procesy transdyferencjacji są podstawą wielu chorób, np. Oesthrophagus Barretta.

Co to jest transróżnicowanie?

Rozwój embrionalny odbywa się w oparciu o trzy różne liścienie. Różnicowanie jest krokiem w rozwoju komórek embrionalnych. W procesie różnicowania komórki przekształcają się w wyspecjalizowaną formę. Pierwsze zróżnicowanie wszechmocnych komórek embrionalnych odpowiada rozwojowi liścieni, które są specyficzne dla tkanki, a zatem nie są już wszechmocne.

Transdyferencjacja jest przypadkiem szczególnym, a nawet odwróceniem różnicowania. Proces ten odpowiada metamorfozie. Komórki jednego liścienia są przekształcane w komórki innego liścienia. Większość transdyferencjacji nie zachodzi bezpośrednio, ale odpowiada odróżnicowaniu, po którym z kolei następuje różnicowanie w przeciwnym kierunku. Naukowcy kojarzą transdyferencjację głównie z ludzkimi komórkami macierzystymi.

Z każdym transróżnicowaniem następuje całkowita zmiana w ekspresji odpowiednich genów na poziomie biologii molekularnej. Każda transróżnicowanie wymaga zmiany aktywności tysięcy pojedynczych segmentów genów. W przypadku niektórych chorób zachodzą patologiczne procesy transróżnicowania. Zasadniczo transróżnicowanie nie musi mieć żadnej wartości patologicznej.

Funkcja i zadanie

W kontekście transróżnicowania ekspresja genów komórki zmienia się całkowicie na poziomie genetyki molekularnej. Ma to wpływ na replikację. W komórce transróżnicowanej replikują się zupełnie inne sekcje genu, niż pierwotnie zamierzano. Z tego powodu ostatecznie dochodzi do zupełnie innej syntezy białek niż pierwotnie planowano.

Transdyferencjacji towarzyszy dezaktywacja wcześniej aktywnych genów. To wyłączenie odbywa się głównie poprzez procesy zachodzące w kontekście deacetylacji lub metylacji histonów na poszczególnych odcinkach DNA. Pełny proces transróżnicowania wymaga zmiany aktywności niezliczonej liczby odcinków genu.

Ekspresja genów transróżnicowanej komórki w większości nie odpowiada oryginalnemu wzorowi ekspresji genów w podstawowych częściach. Proces deacetylacji histonów służy nie tylko wyłączaniu pewnych segmentów genów, ale także zmienia zdolność wiązania DNA. Proces deacetylacji histonów skupia się na histonie, z którego struktury usuwana jest grupa acetylowa. Daje to histonowi znacznie większe powinowactwo do grup fosforanowych DNA. Jednocześnie istnieje mniejsza zdolność wiązania między czynnikami transkrypcyjnymi a DNA.

Czynniki transkrypcyjne wpływają na transkrypcję pozytywnie lub negatywnie i są aktywatorami lub represorami. Zmniejszona zdolność wiązania czynników transkrypcyjnych powoduje zahamowanie ekspresji poszczególnych genów, które znajdują się w odpowiednim punkcie DNA.

Proces metylacji również przebiega zgodnie z zasadą inaktywacji DNA. Jedyna różnica polega na tym, że procesy metylacji koncentrują się na grupach metylowych, a nie histonach. Te grupy metylowe wiążą się z określoną sekcją DNA iw ten sposób dezaktywują poszczególne sekcje DNA. Kiedy komórki się różnicują, ich ekspresja genów znacznie się zmienia, a wiele genów jest nawet wyłączanych podczas procesów.

Całkowita transróżnicowanie zależy od wysokiej ekspresji tysięcy genów i jednocześnie wymaga regulacji w dół ekspresji tysięcy innych genów. Tylko w ten sposób komórki są dostępne do transformacji odpowiednich białek. Na przykład komórka mięśniowa wymaga zasadniczo innych białek niż komórka wątroby.

Transróżnicowanie odbywa się bezpośrednio lub poprzez objazd. Ten objazd odpowiada odróżnicowaniu, po którym następuje kolejne nowe zróżnicowanie w innych kierunkach.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby i dolegliwości

Transróżnicowanie może leżeć u podstaw wielu różnych chorób, co sprawia, że ​​mają znaczenie kliniczne. Na przykład tak zwany przełyk Barretta jest związany z procesami transróżnicowania. Choroba ta opiera się na konwersji komórek nabłonka, które podczas patologicznych procesów ulegają transróżnicowaniu w komórki jelitowe wytwarzające mucynę. W tym kontekście mówi się o metaplazji jelit, która wiąże się z ewentualnym ryzykiem zwyrodnienia i może np. Sprzyjać rozwojowi gruczolakoraków. Ogólnie zespół Barretta jest opisywany jako przewlekła zmiana zapalna w dystalnej części przełyku, która skutkuje rozwojem wrzodów trawiennych, które mogą występować jako część powikłań choroby refluksowej. W zespole dochodzi do konwersji nabłonka płaskiego w dystalnej części przełyku.

Inna choroba oparta na transróżnicowaniu odpowiada powstawaniu leukoplakii. W ramach tego zjawiska komórki błony śluzowej jamy ustnej ulegają transróżnicowaniu w zmiany przedrakowe, które mogą sprzyjać rakowi płaskonabłonkowemu. Leukoplakia to hiperkeratoza błony śluzowej, która często jest jednocześnie dysplastyczna. Oprócz jamy ustnej te leukoplakie występują przede wszystkim na ustach oraz w okolicy narządów płciowych. Leukoplakię zwykle poprzedza przewlekłe podrażnienie skóry lub błon śluzowych. To podrażnienie pogrubia zrogowaciałą warstwę w dotkniętym obszarze. Czerwonawa błona śluzowa staje się tak biaława, że ​​nie można już dostrzec naczyń włosowatych pod grubym nabłonkiem.

Bodziec sprawczy może mieć charakter mechaniczny, biologiczny, fizyczny lub chemiczny. Biologiczne bodźce obejmują przewlekłe infekcje wirusowe. Bodźce chemiczne wywołują głównie palenie lub żucie tytoniu. Na przykład źle dopasowana proteza może zostać uznana za bodziec sprawczy mechanicznie.