celdifferentiatie kan eenvoudig worden beschreven als het proces waarbij een jonge en onrijpe cel evolueert naar een gespecialiseerde cel, die zijn volwassen vorm en functie bereikt. Voor dergelijke eencellige organismen zoals bacteriën, komen Diverse het levenfuncties binnen één enkele cel voor.,
dat wil zeggen, processen als het transport van moleculen, metabolisme en reproductie nemen allemaal plaats binnen een enkele cel, aangezien ze eencellig zijn. Nochtans, vereisen de meercellige organismen verschillende types van cellen voor deze processen om mogelijk te zijn.
hier spelen verschillende typen cellen een specifieke functie, aangezien ze verschillende structuren hebben., Terwijl de zenuwcellen bijvoorbeeld een cruciale rol spelen bij de overdracht van signalen naar verschillende delen van het lichaam, spelen bloedcellen een belangrijke rol bij het transport van zuurstof naar verschillende delen van het lichaam.
de verschillen in structuur en functies tussen de cellen betekenen dat het gespecialiseerde cellen zijn. Om verschillende functies uit te kunnen voeren, moeten cellen zich specialiseren. Dit wordt mogelijk door het proces dat als celspecialisatie wordt bedoeld.,
proces en stappen van celdifferentiatie
een cel die kan differentiëren in elk type cel wordt”totipotent” genoemd. Voor zoogdieren omvat totipotent de zygote en producten van de eerste paar celdelingen. Er zijn ook certaintypes van cellen die in vele types van cellen kunnen onderscheiden. Deze cellen staan bekend als” pluripotente ” of stamcellen bij dieren (meristemische cellen in hogere planten).,
hoewel dit type cel kan delen om nieuwe verschillende generaties te produceren, behouden ze de mogelijkheid om de stamcelpopulatie te delen en te behouden, waardoor ze tot de belangrijkste cellen behoren.
voorbeelden van Stam – enprogenitorcellen zijn onder meer:
hematopoëtische stamcellen-deze zijn afkomstig van de botmarrow en zijn betrokken bij de productie van rode en witte bloedcellen evenals de bloedplaatjes.,
mesenchymale stamcellen – ook van de botmarrow zijn deze cellen betrokken bij de productie van vetcellen, stromale cellen en een bepaald type botcel.
epitheliale stamcellen – dit zijn voorlopercellen en zijn betrokken bij de productie van bepaalde huidcellen.
Spiersatellietcellen – dit zijn voorlopercellen die bijdragen aan gedifferentieerd spierweefsel.,
het proces van celdifferentiatie begint met de bevruchting van het vrouwelijke ei. Zodra het ei bevrucht is, wordt celmultipulatie geïnitieerd wat resulteert in de vorming van een bol van cellen bekend als de blastocyst. Het is deze bol van cellen die zich hechten aan de baarmoederwand en blijft differentiëren.
aangezien de blastocyst differentiëert, is het een zygote die zich aan de baarmoeder hecht., Aangezien het zich blijft vermenigvuldigen en in omvang toeneemt, resulteert hetverschilproces in de vorming van verschillende organen.
DNA en celdifferentiatie
zodra het vrouwelijke ei is bevrucht, bevatten de cellen die na celdeling worden gevormd identiek DNA. Dat wil zeggen, theDNA in alle cellen zal identiek zijn. Nochtans, wordt de verschillende gebieden van achromosome (DNA in aan een chromosoom) code voor verschillende functies en celtype gewikkeld., Hier zijn het alleen de gebieden die nodig zijn om een givenfunctie uit te voeren die in elke cel worden uitgedrukt.
de gebieden (genen) die worden uitgedrukt bepalen het type cel dat zal worden aangemaakt. Terwijl de verschillende soorten cellen die worden gevormd hetzelfde DNA bevatten, is het de expressie van verschillende genen die resulteert in verschillende soorten cellen. Dit wil zeggen datniet alle genen worden uitgedrukt tijdens differentiatie.,
* genexpressie is het proces waarbij informatie uit een bepaald gen wordt gebruikt om de structuren van specifieke cellen te ontwikkelen.
specificatie en bepaling
tijdens het differentiatieproces worden cellen geleidelijk geëngageerd om zich tot een bepaald celtype te ontwikkelen. Hier kan het verplichtingsniveau worden omschreven als” specificatie “die een omkeerbare vorm van verbintenis vertegenwoordigt of als” vastberadenheid ” die een onherstelbare verbintenis vertegenwoordigt.,
hoewel de twee differentiële genactiviteit vertegenwoordigen,zijn de eigenschappen van cellen in dit stadium niet volledig vergelijkbaar met die van volledig gedifferentieerde cellen. In de specificatiestatus zijn cellen bijvoorbeeld niet stabiel over een lange periode.
er zijn twee mechanismen die in de verschillende regio ’s van de vroege embryo’ s een geringer engagement teweegbrengen.,
Theseinclude:
- Cytoplasmic localization
- Induction
Cytoplasmic Localization – This occurs during theearliest stage of embryo development. Here, the embryo divides without growthand undergoes cleavage divisions that produce blastomeres (separate cells)., Elk van deze cellen erven een bepaald gebied van het cytoplasma van de oorspronkelijke celdat cytoplasmische determinanten (reuratoire stoffen) kan bevatten.
zodra theembryo een morula wordt (massief van blastomeren) is het samengesteld uit twee of meer verschillend geëngageerde celpopulaties. De cytoplasmic determinanten kunnen mRNA of proteã Ne een bepaalde staat van activering bevatten die specifieke ontwikkeling beà nvloeden.
inductie – in inductie veroorzaakt een substance die door één groep cellen wordt uitgescheiden veranderingen in de ontwikkeling van een andere groep., Tijdens de vroege ontwikkeling, inductie neigt leerzaam te zijn indat weefsel neemt een bepaalde staat van betrokkenheid in de aanwezigheid van het signaal.
bij inductie roepen inductieve signalen ook verschillende responsen op bij wisselende concentraties, die leiden tot de vorming van een opeenvolging van groepen cellen, die elk in een verschillende stand van specificatie verkeren.
tijdens de laatste fase van celdifferentiatie,is er de vorming van verschillende soorten gedifferentieerde cellen uit één populatievan stamcellen van de precursor., Hier, komt de einddifferentiatie zowel inembryonic ontwikkeling als in weefsels tijdens postnataal leven voor.
controle van het proces hangt grotendeels af van een systeem van laterale inhibitie.Dat wil zeggen, cellen die langs een bepaalde weg differentiëren zenden signalen uit die gelijkaardige differentiatie door de naburige cellen onderdrukken. Een goed voorbeeld hiervan is de ontwikkeling van het CZS van gewervelde dieren (centraal zenuwstelsel).,
in dit systeem bezitten neuronencellen uit de neuropitheelbuis een surfacereceptor die inkeping wordt genoemd en een molecuul van het celoppervlak dat Delta wordt genoemd, dat kan binden aan de inkeping van aangrenzende cellen en deze kan activeren.
deze activering resulteert in een cascade van intracellulaire voorvallen die uiteindelijk resulteren in de onderdrukking van deltaproductie en de onderdrukking van neuronale differentiatie., Als resultaat, eindigt het neuropitheel slechts het produceren van een paar cellen met hoge Expression van Delta die door een groter aantal cellen met lage uitdrukking van Delta wordt omringd.
celdifferentiatie significantie
zoals eerder vermeld is celdifferentiatie een proces waarbij een generieke cel evolueert tot een bepaald type cel (celltype) en uiteindelijk de zygote geleidelijk kan evolueren tot amulticellulair volwassen organisme.,
celdifferentiatie is een belangrijk proces waarbij een enkele cel geleidelijk evolueert, waardoor niet alleen verschillende organen en weefsels worden gevormd, maar ook een volledig functionerend dier.
hoewel het een belangrijke rol speelt in de embryonale ontwikkeling,is het proces van celdifferentiatie ook zeer belangrijk wanneer het gaat om complexe organismen gedurende hun hele leven. Dit is wegens thefact dat het veranderingen in grootte, vorm, metabolische activiteiten evenals assignal responsiviteit van cellen veroorzaakt.,
bij celdifferentiatie is genexpressie van bijzonder belang, aangezien er vitale controlesystemen zijn die alleen voor een bepaalde differentiatie zorgen. Hier blijkt het proces voordelig door bepaalde activiteiten te controleren om zowel normaal functionerende weefsels als organen te garanderen, maar ook een volledig functioneel dier.
kennis van celdifferentiatie heeft ook stamcelonderzoek beïnvloed., Vandaag, wetenschappers en onderzoekers werken om de beste manier te bepalen zij stamcellen kunnen gebruiken voor het regenereren en herstellen van cellulaire schade.
zoals eerder vermeld, zijn stamcellen belangrijk omdat ze zich kunnen ontwikkelen tot elk celtype. Dit maakt hen zeer speciaal in dat zij kunnen onderscheiden en voor bepaalde behandelingsdoeleinden worden gebruikt. Een goed voorbeeld hiervan is met cellen onder de oudere volwassenen. In oudere jaren ervaren veel van de cellen slijtage. Als gevolg hiervan verliezen ze hun mogelijkheid om zichzelf te verdelen of te repareren.,
stamcellen kunnen blijven differentiëren in een aantal gespecialiseerde cellen om de desbetreffende ziekte te vernieuwen en te herstellen. In theorie wordt verondersteld dat er geen limiet is met betrekking tot het type ziekten dat kan worden behandeld met behulp van stamceltherapie. Er is echter nog steeds onderzoek gaande om ervoor te zorgen dat dit type behandeling zowel veilig als effectief is.,
primaire factoren die de celdifferentiatie beïnvloeden
genstructuur – dit is de belangrijkste factor bij celdifferentiatie. Elk van de levensvatbare genen bevat belangrijke informatie die het celtype en de fysieke eigenschappen van het dier(gastheer) bepalen. Om het even welk probleem in het genetische materiaal beà nvloedt uiteindelijk celldifferentiation en de ontwikkeling van de gastheer.,
omgevingsfactoren – verschillende omgevingsfactoren zoals veranderingen in temperatuur en toevoer van zuurstof enz.kunnen het vrijkomen en de productie van hormonen beïnvloeden, aangezien verschillende eiwitten betrokken zijn bij de overdracht van informatie en het activeren van hormonen. Als thesemoleculen worden beà nvloed, dan celdifferentiatie en ontwikkeling zijn ook beà nvloed.,
hier, meer informatie over celkweek, celdeling, celproliferatie en Celkleuring en gramkleuring.
Bekijk informatie over de celtheorie.
Waarom is celadhesie belangrijk?, Stain
Capsule Stain
Return to learning more about Stem Cells
Return from Cell Differentiation to Cell Biology Main Page
Return to MicroscopeMaster Research Home
Bora Zivkovic (2001) From Two Cells To Many:Cell Differentiation and Embryonic Development.,
Links