Diferențierea în biologie caracterizează transformarea dintr-o stare slab diferențiată într-o stare foarte diferențiată. Acest proces are o importanță deosebită în timpul dezvoltării ovulului fertilizat într-un organism complet. Perturbările din procesul de diferențiere pot conduce la boli grave precum cancer sau malformații.
Ce este diferențierea?
Diferențierea biologică se referă la specializarea celulelor stem nediferențiate în celule somatice diferențiate. Diferențierea biologică se referă la specializarea celulelor stem nediferențiate în celule somatice diferențiate. În special în timpul embriogenezei și al creșterii ulterioare, aceste procese joacă un rol proeminent. Cu toate acestea, procesele de diferențiere sunt încă importante pentru menținerea funcțiilor corpului la organismele adulte. Inițial, celulele stem nediferențiate posedă încă capacitatea de a se transforma în toate celelalte celule ale corpului. În acest proces, mai multe procese de diferențiere dau naștere la celule corporale specializate, care formează diferitele organe și, în cele din urmă, își pierd capacitatea de divizare. Există mai multe tipuri de celule stem. De exemplu, așa-numitele celule stem totipotente sunt încă capabile să le transforme pe fiecare într-un organism complet. La rândul său, celulele stem pluripotente se pot diferenția în toate celulele corpului. Cu toate acestea, nu mai este posibil ca ei să se dezvolte în organisme individuale. Celulele stem multipotente au realizat deja o anumită diferențiere într-o anumită linie celulară. Cu toate acestea, ele se pot diferenția în toate celelalte celule ale acelei linii.
Funcția și sarcina
Diferențierea biologică reprezintă unul dintre cele mai importante procese în dezvoltarea organismelor vegetale, animale sau umane. În timpul acestui proces, printre altele, celulele somatice din ce în ce mai diferențiate se dezvoltă dintr-o ovulă fertilizată în mai mulți pași. Celula ovulă fertilizată este prima celulă stem totipotentă, care suferă inițial diviziunea celulară în patru celule identice. Fiecare dintre aceste patru celule se poate dezvolta într-un organism complet identic genetic. Când stadiul cu patru celule este atins, apare formarea blastocistului, care constă din celule stem embrionare pluripotente. Aceste celule stem pluripotente se pot dezvolta prin următoarea etapă de diferențiere în cele trei straturi germinale ectoderm, entoderm și mezoderm și reprezintă astfel punctul de plecare pentru toate celulele corpului. Cu toate acestea, spre deosebire de celulele stem totipotente, acestea au pierdut deja capacitatea de a se dezvolta în organisme independente genetic identice. Cele trei cotiledonate dau naștere la alte linii celulare, care constau inițial din celule stem multipotente. În acest proces, celulele stem multipotente sunt capabile să se dezvolte în toate tipurile de celule din linia celulară respectivă. Aceste celule nu mai posedă capacitatea de a se transforma în toate celelalte celule somatice, deoarece au ajuns deja la un grad mai mare de diferențiere decât celulele stem pluripotente. La organismele animale și umane, procesul de diferențiere este asociat cu o determinare. Determinarea se referă la specificarea unei specializări odată ce a fost luată, dezvoltarea ulterioară a liniilor celulare fiind transmisă pe cale epigenetică. Desigur, celulele care au fost deja pre-diferențiate vor continua să se diferențieze în celulele liniei de celule corespunzătoare ca parte a determinării lor. Deși informațiile genetice generale ale fiecărei celule sunt identice, ele sunt apelate diferit de către genă expresie în funcție de tipul de celulă. Aceasta înseamnă, printre altele, că într-un ficat celulă, de exemplu, numai informațiile genetice pentru funcția ficatului sunt decodificate, în timp ce toate celelalte informații rămân necitite. Diferențierea este influențată de diverși factori externi sau interni. hormoni iar factorii de creștere, de exemplu, joacă un rol important. Contactele celulare cu celulele vecine determină, de asemenea, direcția diferențierii. În anumite condiții, poate apărea transdeterminarea. În acest caz, determinarea celulei este modificată. Aceasta joacă un rol mai ales în vindecarea ranilor. În aceste cazuri, dacă celulele sunt deja diferențiate, își pierd diferențierea și se diferențiază din nou. Cu toate acestea, dacă acest proces este deranjat, cancer Diferențierea este esențială pentru ca organismul să funcționeze deloc ca un sistem biologic unificat.
Boli și tulburări
Cu toate acestea, în timpul diferențierii celulare, pot apărea tulburări care pot potențial conduce la malformațiile organelor în timpul embriogenezei. Astfel, există unele boli genetice cu displazii multiple de organe. În plus față de malformații ale organe interne, aspectul extern este adesea dizarmonic. Cu toate acestea, există și cauze non-genetice ale malformațiilor organelor. Un exemplu este agenezia renală în absența lichid amniotic. Din moment ce umanul embrion se poate dezvolta numai în cadrul lichid amniotic, diferențierea organelor defecte apare aici din cauza lipsei de spațiu și sunt afectate și alte organe și țesuturi. Droguri poate, de asemenea, perturba procesul de diferențiere în timpul embriogenezei. Un exemplu bine cunoscut este talidomida tranchilizantă, care a provocat daune dezvoltării creșterii făt în timpul sarcina precoce. Acest lucru a devenit public în 1961 cu așa-numitul scandal al talidomidei. Cu toate acestea, se poate întâmpla ca celulele deja diferențiate să se diferențieze și apoi să se înmulțească necontrolat. Această situație este prezentă în cancer. Cu cât diferențierea celulelor este mai avansată, cu atât tumora este mai malignă. După cum sa menționat mai devreme, diferențierea este necesară în unele cazuri când există o nevoie mai mare de creștere celulară. Acesta este cazul, printre altele, în vindecarea ranilor. Cu toate acestea, în aceste procese, diferențierea este urmată de diferențierea celulară din nou. Cu toate acestea, dacă diferențierea nu reușește să apară, se dezvoltă cancerul. Mutațiile somatice din celule pot afecta, de asemenea, genele care influențează diferențierea. Prin urmare, pe măsură ce îmbătrânim, probabilitatea de a dezvolta cancer crește.
