celldifferentiering kan helt enkelt beskrivas somprocessen genom vilken en ung och omogen cell utvecklas till en specialiseradcell och når sin mogna form och funktion. För sådana encelliga organismersom bakterier uppträder olika livsfunktioner inom en enda cell.,
det vill säga sådana processer som transport av molekyler, metabolism och reproduktion tar alla plats inom en enda cell med tanke på att de är enda cellade. Men multicellulära organismer kräver olika typer av celler för dessa processer tillvara möjlig.
här spelar olika typer av celler en specifik funktion med tanke på att de har varierat strukturer., Till exempel, medan nervcellerna spelar en avgörande roll vid överföring av signaler till olika delar av kroppen, spelar blodceller en viktig roll som bär syre till olika delar av kroppen.
skillnaderna i struktur och funktioner mellan cellerna innebär att de är specialiserade celler. För att kunna utföra olika funktioner måste celler bli specialiserade. Detta blir möjligt genom den process som kallas cellspecialisering.,
Process och steg för celldifferentiering
en cell som kan differentiera till vilken typ av cell som helst kallas ”totipotent”. För däggdjur innehåller totipotentzygoten och produkterna från de första cellavdelningarna. Det finns också vissatyper av celler som kan skilja sig åt i många typer av celler. Dessa celler ärkända som” pluripotenta ” eller stamceller hos djur (meristemiska celler ihögre växter).,
även om denna typ av cell kan delas upp för att producera nya differentierade generationer, behåller de förmågan att dela upp och underhålla stem-cellpopulationen vilket gör dem till några av de viktigaste cellerna.
exempel på stam-ochprogenitorceller inkluderar:
hematopoetiska stamceller – dessa är från bonemarrow och är involverade i produktionen av röda och vita blodkroppar liksom blodplättarna.,
mesenkymala stamceller – även från bonemarrow, dessa celler är involverade i produktionen av fettceller, stromaceller samt en given typ av bencell.
Epitelstamceller – det här är stamceller och är involverade i produktionen av vissa hudceller.
Muskelsatellitceller – det här är stamceller som bidrar till differentierad muskelvävnad.,
processen för celldifferentiering börjar medbefruktning av honägget. Så snart ägget befruktas, cellmultiplikation initieras vilket resulterar i bildandet av en cellsknown sfär som blastocysten. Det är den här sfären av celler som fäster vid livmoderntallt och fortsätter att differentiera.
eftersom blastocysten skiljer sig, delar den och specialiserar sig på att bilda en zygot som fäster vid livmodern förnäringsämnen., Eftersom det fortsätter att föröka sig och öka i storlek, dedifferentieringsprocessen resulterar i bildandet av olika organ.
DNA och celldifferentiering
när honägget har befruktats innehåller deceller som bildas efter celldelning DNA som är identiska. Det vill säga, theDNA i alla celler kommer att vara identiska. Emellertid är olika regioner av achromosom (DNA lindas in till en kromosom) kod för olika funktioner ochcelltyp., Här är det bara de regioner som krävs för att utföra en givenfunktion som uttrycks i varje cell.
de regioner (gener) som äruttryckta bestämmer vilken typ av cell som ska skapas. Medan de olikatyper av celler som bildas innehåller samma DNA, är det uttrycket avolika gener som resulterar i olika typer av celler. Detta är att säga detinte alla gener uttrycks under differentiering.,
* genuttryck är den process genom vilkeninformation från en given gen används för att utveckla strukturerna för specifika celler.
specifikation och bestämning
under differentieringsprocessen blir cellergraduellt engagerade i att utvecklas till en viss celltyp. Här kan åtagandestaten beskrivas som” specifikation ”som representerar en reversibel typ av åtagande eller” bestämning ” som representerar ett ansvarigt åtagande.,
även om de två representerar differentiell genaktivitet,är cellernas egenskaper i detta skede inte helt lik den hos fulladifferentierade celler. Till exempel i specifikationstillståndet är celler intestabil under en lång tidsperiod.
det finns två mekanismer som medför ändrade åtaganden i de olika regionerna av det tidiga embryot.,
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)., Var och en av dessa celler ärver en given region av cytoplasman hos den ursprungliga cellen som kan innehålla cytoplasmiska determinanter (reuratoriska ämnen).
när theembryo blir en morula (fast massa av blastomerer) den består av två ellermer olika begått cellpopulationer. De cytoplasmiska determinanterna kaninnehålla mRNA eller protein ett givet tillstånd av aktivering som påverkar specifikutveckling.
induktion – in induktion orsakar asubstans som utsöndras av en grupp celler förändringar i utvecklingen av en annan grupp., Under tidig utveckling tenderar induktion att vara lärorik iden vävnad förutsätter ett givet tillstånd av engagemang i närvaro av signalen.
I induktion framkallar induktiva signaler också olika svar vid olika koncentrationervilket resulterar i bildandet av en sekvens av grupper av celler, var och en är iett annat tillstånd av specifikation.
under slutfasen av celldifferentiering bildas flera typer av differentierade celler från en befolkningav stamceller från föregångaren., Här sker terminal differentiering både iembryonisk utveckling såväl som i vävnader under postnatalt liv.
kontrollen av processen beror till stor del på ett system med lateral hämning.Det vill säga, celler som skiljer sig längs en given väg skickar ut signaler somundertrycker liknande differentiering av de närliggande cellerna. Ett bra exempel påDetta är med det utvecklande CNS hos ryggradsdjur (centrala nervsystemet).,
iDetta system har neuroner celler från röret av neuropitelium en ytacereceptor som kallas Hack och en cellyta molekyl som kallas Delta som canbind till skåran av intilliggande celler och aktivera dem.
denna aktivering resulterar i en kaskad av intracellulära händelser som i slutändan resulterar i undertryckande avDelta-produktion samt undertryckande av neuronal differentiering., Som ett resultat, neuropitelium hamnar bara generera några celler med hög expressionav Delta omgiven av ett större antal celler med lågt uttryck av Delta.
celldifferentiering betydelse
som tidigare nämnts celldifferentiering isa process genom vilken en generisk cell utvecklas till en viss typ av cell (celltyp) och slutligen låta zygoten gradvis utvecklas till amulticellulär vuxen organism.,
celldifferentiering är en viktig processgenom vilken en enda cell gradvis utvecklas och möjliggör utveckling som inte bara resulterar i att olika organ och vävnader bildas, utan också ett fullt fungerande djur.
medan det spelar en viktig roll i embryonal utveckling är processen med celldifferentiering också mycket viktig när det gällerkomplex organismer under hela livet. Detta beror påfakt att det orsakar förändringar i storlek, form, metaboliska aktiviteter samt tilldelad responsivitet hos celler.,
I celldifferentiering är genutt uttryck särskilt viktigt eftersom det finns vitala kontrollsystem som endast säkerställer viss differentiering. Här visar sig processen fördelaktig genom att kontrolleravissa aktiviteter för att garantera både normala fungerande vävnader och organ, menäven ett fullt funktionellt djur.
kunskap om celldifferentiering har ocksåpåverkat stamcellsforskning., Idag arbetar forskare och forskare för attbestämma det bästa sättet de kan använda stamceller för att återställa och reparera cellskador.
som tidigare nämnts är stamceller viktiga eftersom de kan utvecklas till vilken celltyp som helst. Detta gör dem mycketsärskilda genom att de kan differentiera och användas för given behandlingsyfte. Ett bra exempel på detta är med celler bland de äldre vuxna. I äldreår upplever många av cellerna slitage. Som ett resultat förlorar de sinaförmåga att dela eller reparera sig själva.,
stamceller kan fortsätta att dela in i ett antal specialiserade celler för att förnya och reparera problemet i fråga. I teorin antas det att det inte finns någon gräns förtyp av sjukdomar som kan behandlas med stamcellsterapi. Forskning pågår dock fortfarande för att säkerställa att denna typ av behandling är både säker och effektiv.,
primära faktorer som påverkar celldifferentiering
genstruktur – detta är den viktigaste faktorn när denkommer till celldifferentiering. Var och en av de livskraftiga generna innehåller viktiginformation som bestämmer djurets celltyp och fysiska egenskaper(värd). Eventuella problem i det genetiska materialet påverkar slutligen cellendifferentiering och utveckling av värden.,
Miljömässiga Faktorer – Olika environmentalfactors som förändringar i temperatur och tillgången på syre etc kan påverka therelease och produktion av hormoner med tanke på att olika proteiner är inblandade i överföringen av information samt aktivering av hormoner. Om dessamolekyler påverkas påverkas celldifferentiering och utveckling ocksåpåverkas.,
Läs mer om cellkultur, celldelning, cellproliferation och Cellfärgning samt Gram-fläck.
kolla in information om cellteori.
Varför är celladhesion viktigt?, 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