O transdeterminare în biologie reprezintă reprogramarea unei celule somatice diferențiate. În general, procesul de diferențiere a celulelor somatice de la ovulul fertilizat la organismul complet format este ireversibil. Cu toate acestea, în anumite condiții, o celulă determinată în diferențierea sa poate fi reprogramată.
Ce este transdeterminarea?
În general, procesul de diferențiere a celulelor somatice de la ovulul fertilizat la organismul complet format se desfășoară ireversibil. Transdeterminare înseamnă transformarea dintr-o stare determinată în altă stare determinată. În biologie, transdeterminarea se caracterizează prin reprogramarea unei celule corporale deja diferențiate într-o altă celulă corporală diferențiată. În cazul oamenilor și al majorității animalelor multicelulare, dezvoltarea organismelor începe cu celula ovulului fertilizat. Întregul organism se dezvoltă din această primă celulă. Pe măsură ce celulele se divid, diferențierea sau specializarea crescută a celulelor individuale are loc în timpul embriogenezei. Așa se dezvoltă organele. Ficat celulele, de exemplu, au aceleași informații genetice ca și inimă celule. Cu toate acestea, în ambele tipuri de celule, informațiile genetice necesare în fiecare caz sunt solicitate de gene diferite. În timpul diferențierii, anumite gene sunt reduse la tăcere prin metilări sau modificări ale histonelor. Diferențierea are loc prin reducerea la tăcere a diferitelor gene de la linia celulară la linia celulară. Astfel, în transdeterminare, genele inactive sunt reactivate și genele activate anterior devin din nou inactive. Un exemplu ar fi transformarea complexă a unui piele celulă într-o ficat celulă.
Funcția și sarcina
Celula ovulului fertilizat este prima celulă a organismului. Este celula stem originală a tuturor celulelor foarte diferențiate ulterior. În acest context, împreună cu primele opt celule, se numește celula stem totipotentă. Aceste prime celule sunt încă complet nediferențiate și se pot dezvolta fiecare într-un organism independent. După a opta diviziune celulară, se formează celule stem pluripotente sau embrionare. Acestea se pot transforma în celule ale tuturor celor trei straturi germinale (ectoderm, mesoderm, endoderm). Cu toate acestea, au pierdut deja capacitatea de a se dezvolta în organisme independente. Dezvoltarea ulterioară duce la celulele stem postembrionare, care sunt împărțite în celule stem fetale, neonatale și adulte, în funcție de stadiul de dezvoltare. Celulele stem postembrionare reprezintă deja diferite linii de celule care se pot transforma în sisteme de organe specifice. De asemenea, ei mai posedă potențial de diferențiere, care, totuși, este legat doar de tipuri de celule specifice. Acestea sunt denumite celule stem multipotente. De exemplu, celulele stem neuronale se pot transforma în diferite forme de celule nervoase, dar nu mai pot fi sânge celule. Este posibilă transdiferențierea sau transdeterminarea celulelor. Cu toate acestea, este controversat dacă o celulă corporală complet diferențiată poate fi reprogramată. Pentru a face acest lucru, expresia a mii de gene ar trebui să fie activată simultan și mii de alte gene simultan dezactivate pentru a transforma un piele celulă într-o celulă musculară, de exemplu. Până acum, s-a presupus că doar celulele stem adulte sunt încă capabile de acest lucru. Potențialul lor de diferențiere depășește chiar cotiledonul. Reprogramarea are loc de obicei în doi pași. În primul rând, apare diferențierea celulei. Apoi, după diviziunile celulare, apare din nou diferențierea într-o altă orientare. În organism, o astfel de transdeterminare are loc, de exemplu, în vindecarea ranilor. Celulele stem adulte se dezvoltă într-o mare varietate de tipuri de celule necesare procesului de vindecare. Pentru medicină, acest lucru va deschide, probabil, perspective excelente în viitor, ca alternativă la ziua de azi transplantare tehnologie. Organele bolnave ar putea fi cultivate direct din celulele stem adulte ale pacientului. Anii de tratament medicamentos pentru a limita reacțiile de respingere ar deveni un lucru din trecut. În diverse studii in vitro ale culturilor de celule, dediferențierea și rediferențierea celulelor ar putea fi realizate cu ajutorul unui factor de creștere. În contextul cercetării celulelor stem, s-a descoperit că celulele stem pot fi capabile să înlocuiască celulele distruse în infarctul miocardic. Cu toate acestea, rezultatele sugerează, de asemenea, că vindecarea nu se bazează pe înlocuirea cu celulele trans-diferențiate, ci pe stimularea creșterii celulare și a proceselor de diferențiere. Celulele stem adulte se dovedesc, de asemenea, eficiente în regenerare cartilaj și os.
Boli și afecțiuni
În legătură cu transdeterminarea, bolile grave apar în mod repetat. Dezvoltarea cancer se bazează pe diferențierea celulelor corpului. Modificările din interiorul celulei pot duce la o diviziune celulară nediferențiată, care se poate răspândi în tot corpul prin formare metastaze. Cauzele pot include mutații somatice, viruși, sau profilarea celulelor în afara controlului în timpul proceselor de vindecare. Diferențierea poate apărea rapid. Cu toate acestea, există și forme de cancer în care tumora rămâne diferențiată destul de mult timp. Cu toate acestea, nu apare nicio diferențiere ulterioară după faza de diferențiere. Celulele care se divid sunt degenerate și se îndepărtează mai mult de starea inițială după fiecare diviziune celulară. Informațiile genetice sunt, de asemenea, supuse unei schimbări constante. De exemplu, vindecarea ranilor este un proces natural bazat pe transdeterminare. Aici, celulele stem adulte se transformă în diferențiate piele celule, țesut conjunctiv celule sau celule de alte tipuri. Cu toate acestea, în cazuri rare, se poate forma o tumoare malignă ca urmare a diviziunilor celulare constante. O situație similară poate apărea și după reacții imune. Printre altele, limfoamele sunt expresia unui sistemului imunitar asta este scăpat de sub control.
