Cellulær differentiering i dyr og planter

den celle differentiering det er det gradvise fænomen, hvorved de multipotentielle celler af organismer når bestemte specifikke egenskaber. Det sker under udviklingsprocessen, og der ses fysiske og funktionelle ændringer. Konceptuelt sker differentiering i tre faser: bestemmelse, korrekt differentiering og modning.

Disse tre nævnte processer forekommer kontinuerligt i organismer. I den første stadie af bestemmelse forekommer tildelingen af ​​multipotente celler i embryoet til en defineret type celle; for eksempel en nervecelle eller en muskelcelle. I differentieringen begynder cellerne at udtrykke kendetegnene for slægten.

Endelig forekommer modning i de sidste faser af processen, hvor der opnås nye egenskaber, der resulterer i udseende af egenskaber i modne organismer..

Cell differentiering er en proces, der reguleres på en meget streng og præcis måde ved en række signaler, der omfatter hormoner, vitaminer, specifikke faktorer og jævne ioner. Disse molekyler indikerer starten af ​​signalveje i cellen.

Det er muligt, at der opstår konflikter mellem processerne for celledeling og differentiering; Udviklingen når derfor et punkt, hvor spredning må ophøre med at give anledning til differentiering.

indeks

• 1 Generelle egenskaber
• 2 Cell differentiering hos dyr
  • 2.1 Slå gener til og fra
  • 2.2 Mekanismer, der producerer forskellige celletyper
  • 2.3 Model af celledifferentiering: muskelvæv
  • 2.4 Master gener
• 3 Cell differentiering i planter
  • 3.1 Meristemas
  • 3.2 Auxins rolle
• 4 Forskelle mellem dyr og planter
• 5 referencer

Generelle egenskaber

Processen med celledifferentiering involverer forandringen i form, struktur og funktion af en celle i en given linie. Desuden indebærer det reduktion af alle de potentielle funktioner, som en celle kan have.

Ændringen styres af nøgle molekyler, mellem disse proteiner og specifikke messenger RNA'er. Cell differentiering er produktet af den kontrollerede og differentielle ekspression af visse gener.

Differentieringsprocessen indebærer ikke tab af oprindelige gener; hvad der sker er en undertrykkelse på bestemte steder i det genetiske maskineri i cellen, der gennemgår udviklingsprocessen. En celle indeholder ca. 30.000 gener, men udtrykker kun ca. 8.000 eller 10.000.

For at illustrere ovennævnte erklæring følgende eksperiment blev hævet: tage kernen i en differentieret celle og kroppen af ​​en amfibie-for eksempel en celle af slimhinden tarm- og implanteret i en frø æg hvis kerne er tidligere ekstraheret.

Den nye kerne har alle de nødvendige oplysninger til at skabe en ny organisme i perfekte forhold; det vil sige, at cellerne i tarmslimhinden ikke havde mistet noget gen, når de undergår differentieringsprocessen.

Celledifferentiering hos dyr

Udviklingen begynder med befrugtning. Når morulaformation forekommer i embryonets udviklingsprocesser, betragtes cellerne som totipotent, hvilket indikerer at de er i stand til at danne hele en organisme.

Med tiden går morulaen til en blastula, og cellerne kaldes nu pluripotente, fordi de kan danne organismens væv. De kan ikke danne den fuldstændige organisme, fordi de ikke er i stand til at give anledning til de ekstraembryoniske væv.

Histologisk er et organismes grundlæggende væv epithelialet, det bindende, det muskuløse og det nervøse.

Når du bevæger dig længere, er cellerne multipotente, fordi de adskiller sig fra modne og funktionelle celler.

-Specifically i dyr i metazoos- der er en fælles genetisk vej, som forener udvikling ontogenese gruppe gennem en række gener, der definerer specifikt mønster af kroppens strukturer, ved at kontrollere identiteten af ​​segmenterne i anteroposteriore akse af dyret.

Disse gener koder for bestemte proteiner, der deler en DNA-bindende aminosyresekvens (homobom i genet, homodomain i proteinet).

Tænder og slukker gener

DNA kan modificeres af kemiske midler eller ved cellulære mekanismer, der påvirker -indfører eller undertrykker - ekspressionen af ​​gener.

Der er to typer kromatin klassificeret efter deres udtryk eller ej: euchromatin og heterochromatin. Den første er organiseret på en lax måde og dens gener udtrykkes, den anden har en kompakt organisation og forhindrer adgang til transkriptionsmaskineriet.

Det foreslås, at der i de processer af celledifferentiering, gener, der ikke er nødvendige for den specifikke afstamning stumme i form af domæner bestående af heterokromatin.

Mekanismer, der producerer forskellige celletyper

I multicellulære organismer er der en række mekanismer, der producerer forskellige typer celler i udviklingsprocesserne, såsom segregering af cytoplasmatiske faktorer og cellekommunikation.

Segregeringen af ​​cytoplasmatiske faktorer involverer ulig adskillelse af elementer som proteiner eller messenger-RNA i processerne ved celledeling.

På den anden side kan cellulær kommunikation mellem naboceller stimulere differentieringen af ​​flere celletyper.

Denne proces sker i dannelsen af ​​oftalmiske vesikler, når de støder ectoderm af de cephaliske område og forårsage fortykkende plader, der danner linse. Disse foldes til det indre område og danner linsen.

Celledifferentieringsmodel: muskelvæv

En af de bedst beskrevne modeller i litteraturen er udviklingen af ​​muskelvæv. Dette væv er komplekst og består af celler med flere kerner, hvis funktion er kontraktion.

Mesenkymceller giver anledning til myogene celler, som igen giver anledning til modent skeletmuskulaturvæv.

For at denne differentieringsproces skal starte, skal der være visse differentieringsfaktorer, der forhindrer S-fasen i cellecyklussen, og som virker som genstimulerende midler, der forårsager forandringen.

Når disse celler modtager signalet, initierer det transformationen mod myoblaster, som ikke kan undergå celledelingsprocesser. Myoblaster udtrykker gener relateret til muskelkontraktion, såsom dem der koder for actin og myosinproteiner.

Myoblasterne kan smelte sammen og danne en myotube med mere end en kerne. I dette trin forekommer produktion af andre proteiner relateret til sammentrækning, såsom troponin og tropomyosin.

Når kernerne bevæger sig mod den perifere del af disse strukturer, betragtes de som en muskelfiber.

Som beskrevet har disse celler proteiner relateret til muskelkontraktion, men mangler andre proteiner, såsom keratin eller hæmoglobin.

Mastergener

Differenstrykket i generne er under kontrol af "mastergener". Disse findes i kernen og aktiverer transkriptionen af ​​andre gener. Som navnet antyder er nøglefaktorer, der er ansvarlige for at kontrollere andre gener, der styrer deres funktioner.

I tilfælde af muskel differentiering er de specifikke gener de, der koder for hvert af proteinerne involveret i muskelkontraktion, og mastergenene er MyoD og Myf5.

Når regulatoriske mastergener er fraværende, udtrykkes ikke subalter-gener. I modsætning hertil, når mastergenet er til stede, er udtrykket af målgenene tvunget.

Der er mestergener, der styrer differentieringen af ​​neuroner, epithelial, cardiac, blandt andre.

Cell differentiering i planter

Som hos dyr begynder udviklingen af ​​planter med dannelsen af ​​en zygote inde i frøet. Når den første celledeling opstår, stammer to forskellige celler.

Et af kendetegnene ved planteudvikling er den fortsatte vækst af organismen takket være den kontinuerlige tilstedeværelse af celler, der har en embryonal karakter. Disse regioner er kendt som meristemer og er organer med evig vækst.

Differentieringsveje giver anledning til de tre vævssystemer, der findes i planter: Protodermen, der indbefatter det dermale væv, de grundlæggende meristemer og substitutionen.

Den procambio årsag er ansvarlig for det vaskulære væv i planten, der omfatter veddet (transportør vand og opløste salte) og phloem (conveyor sukkerarter og andre molekyler, såsom aminosyrer).

dannelsesvæv

Meristemerne er placeret ved spidser af stilke og rødder. Således differentierer disse celler og giver anledning til de forskellige strukturer, der udgør planterne (blade, blomster, blandt andre).

Florares celledifferentiering af strukturer forekommer på et bestemt tidspunkt af udviklingen og meristem bliver "blomsterstand", som på sin side forme floral dannelsesvæv. Herfra opstår blomsterstykker bestående af blomkål, kronblade, stammer og carpels.

Disse celler er karakteriseret ved at have en lille størrelse, kuboid form, en tynd men fleksibel cellevæg og en cytoplasma med høj densitet og talrige ribosomer..

Auxins rolle

Phytohormoner har en rolle i fænomenerne celledifferentiering, især auxiner.

Dette hormon påvirker differentieringen af ​​vaskulært væv i stammen. Eksperimenter har vist, at anvendelse af auxiner i et sår fører til dannelsen af ​​vaskulært væv.

Tilsvarende er auxiner relateret til stimuleringen af ​​udviklingen af ​​vaskulære cambiumceller.

Forskelle mellem dyr og planter

Processen med celledifferentiering og udvikling i planter og dyr sker ikke identisk.

I dyrene skal bevægelser af celler og væv ske, således at organismerne erhverver en tredimensionel konformation, som karakteriserer dem. Derudover er cellediversitet meget større hos dyr.

Til gengæld har planter ikke kun vækstperioder i de tidlige stadier af individets liv; de kan øge deres størrelse for hele levetiden af ​​grøntsagen.

referencer

1. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). biologi. Ed. Panamericana Medical.
2. Cediel, J. F., Cárdenas, M.H., & García, A. (2009). Histologi manual: Grundlæggende væv. University of Rosario.
3. Hall, J. E. (2015). Guyton og Hall lærebog af medicinsk fysiologi e-bog. Elsevier Health Sciences.
4. Palomero, G. (2000). Embryologi lektioner. University of Oviedo.
5. Wolpert, L. (2009). Principper for udvikling. Ed. Panamericana Medical.