Embriyogenezde hücre farklılaşması. Çok hücreli bir organizmada hücrelerin farklılaşması. Farklılaşma kelimesinin literatürdeki kullanım örnekleri
Rusya Federasyonu Eğitim Bakanlığı
Petersburg Teknoloji Enstitüsü
Moleküler Biyoteknoloji Anabilim Dalı
Makale
Konu: Embriyonik hücrelerin farklılaşması
Tamamlayan: Shilov S.D. gr.295 kurs 3
Petersburg
2003
Giriş ………………………………………………………………………………..3
Belirleme ve farklılaştırma……………………………………………….3
Yumurtanın bölünmesi ve blastula oluşumu ………………………………..4
Gelişmekte olan embriyoların organizasyon merkezleri. İndüksiyon …………..6
Çalışmanın kimyasal yönü ve hücre ve dokuların farklılaşması…………...8
Alan teorisi.. ………………………………………………………………………….10
Sonuç …………………………………………………………………………...12
Kullanılan literatür listesi ……………………………………………..13
Ek …………………………………………………………………………..14
Giriiş:
Herhangi bir çok hücreli hayvanın organizması, tek bir hücreden - döllenmiş bir yumurtadan - oluşan bir hücre klonu olarak düşünülebilir. Bu nedenle, vücut hücreleri, kural olarak, genetik olarak aynıdır, ancak fenotipte farklılık gösterir: bazıları kas hücresi olur, diğerleri nöron olur, yine de diğerleri kan hücresi olur vb. Vücuttaki hücreler farklı tip kesin olarak tanımlanmış bir düzende bulunur ve bu nedenle vücut karakteristik bir şekle sahiptir. Bir organizmanın tüm belirtileri, her hücrede yeniden üretilen genomik DNA'daki nükleotitlerin dizilimi ile belirlenir. Tüm hücreler aynı genetik "talimatları" alır, ancak bunları zamana ve koşullara gereken saygıyla yorumlarlar - böylece çok hücreli bir toplulukta her hücre belirli özel işlevini yerine getirir.
Çok hücreli organizmalar genellikle çok karmaşıktır, ancak yapıları çok sınırlı bir dizi kullanılarak gerçekleştirilir. çeşitli formlar hücresel aktivite. Hücreler büyür ve bölünür. Ölürler, mekanik olarak birleşirler, hareket etmelerini ve şekil değiştirmelerini sağlayan kuvvetler oluştururlar, farklılaşırlar, yani genom tarafından kodlanan bazı maddelerin sentezini başlatır veya durdururlar, içine salgılarlar. çevre veya yüzeylerinde komşu hücrelerin aktivitesini etkileyen maddeler oluşturur. Bu yazıda, çeşitli hücresel aktivite biçimlerinin doğru zamanda ve doğru yerde uygulanmasının nasıl bütün bir organizmanın oluşumuna yol açtığını açıklamaya çalışacağım.
Belirleme ve farklılaşma:
Deneysel embriyolojideki en önemli kavramlar, sürekliliğin ana fenomenini, bir organizmanın gelişimindeki süreçlerin sırasını yansıtan farklılaşma ve belirleme kavramlarıdır. Ontogenezde, farklılaşma süreçleri sürekli olarak meydana gelir, yani embriyonun farklı bölümleri arasında, hücreler ve dokular arasında yeni ve yeni değişiklikler ortaya çıkar, çeşitli organlar ortaya çıkar. Gelişmekte olan orijinal yumurta ile karşılaştırıldığında, vücut alışılmadık derecede karmaşık görünüyor. Farklılaşma, bir organizmanın gelişiminde, hücreler (sitolojik farklılaşma), dokular (histolojik farklılaşma) veya organlar ve vücut ile ilgili olsun, nispeten homojen olanın giderek daha farklı hale geldiği yapısal, biyokimyasal veya diğer bir değişikliktir. bütün, morfolojik veya O'dan bahsediyoruz fizyolojik değişiklikler. Belirli farklılaşmaların nedensel mekanizmasını tanımlarken belirleme terimi kullanılır. Embriyonun bir kısmı kendi içinde taşıdığı andan itibaren belirlenmiş olarak adlandırılır. özel sebepler ileriye dönük gelişimine uygun olarak kendi kendine farklılaşma yoluyla gelişebildiği zaman, daha fazla gelişmesi. B.I.'ye göre. Balinsky belirlemesi, başlayan farklılaşma süreçlerinin istikrarı, değişen koşullara rağmen amaçlanan yönde gelişme eğilimleri, geçmiş değişikliklerin geri döndürülemezliği olarak adlandırılmalıdır.
Bir hayvanın vücudu nispeten az sayıda kolayca ayırt edilebilen hücre türlerinden oluşur - yaklaşık 200. Aralarındaki farklar çok açıktır çünkü vücuttaki herhangi bir hücrenin ihtiyaç duyduğu çok sayıda proteine ek olarak, farklı türdeki hücreler sentezler. kendi özel protein setleri. Kerotin epidermal hücrelerde, hemoglobin eritrositlerde ve hemoglobin bağırsak hücrelerinde oluşur. sindirim enzimleri vesaire. Şu soru ortaya çıkabilir: Bu, hücrelerin farklı gen kümelerine sahip olmasından mı kaynaklanıyor? Mercek hücreleri, örneğin keratin, hemoglobin vb. genlerini kaybedebilir, ancak kristalin genlerini koruyabilir; veya uygulamalarla kristalin genlerinin kopya sayısını seçici olarak artırabilirler. Bununla birlikte, durum böyle değildir, bir dizi çalışma, hemen hemen tüm türlerdeki hücrelerin, döllenmiş bir yumurtadakiyle aynı tam genomu içerdiğini göstermektedir. Görünüşe göre hücreler, farklı genler içerdikleri için değil, farklı genleri ifade ettikleri için farklılık gösteriyor. Genlerin aktivitesi düzenlemeye tabidir: açılıp kapatılabilirler.
Farklılaşmaları sırasında hücrelerdeki belirgin değişikliğe rağmen, genomun kendisinin değişmeden kaldığına dair en ikna edici kanıt, çekirdeklerin amfibi yumurtalarına nakli ile yapılan deneylerde elde edildi. Yumurta çekirdeği, ultraviyole ışınlama ile önceden yok edilir ve örneğin bağırsaktan farklılaşmış bir hücrenin çekirdeği, bir mikropipet ile döllenmiş bir yumurtaya nakledilir. Böylece, farklılaşmış bir hücrenin çekirdeğinin, döllenmiş bir yumurtanın genomuna eşdeğer ve embriyonun normal gelişimini sağlayabilecek tam bir genom içerip içermediğini kontrol etmek mümkündür. Cevap olumlu çıktı; bu deneylerde yavru üretebilen normal bir kurbağa yetiştirmek mümkündü.
Yumurtanın bölünmesi ve blastula oluşumu:
Hayvanlar birçok yönden evrimleşmiştir. Gelişmekte olan organizmaların çevre ile bağlantıları çok çeşitli ve özeldir. Buna ve bölünmenin morfolojisi ve fizyolojisindeki harika özelliklere rağmen farklı şekiller hayvanlarda, çoğu organizmada yumurtanın kırılması, blastula adı verilen benzer bir gelişme döneminde gerçekleşir (Yunanca blaste, blastos - filiz, mikrop). Bu, hayvanlar aleminin ortak kökeninin sayısız göstergesinden ve yapıların evrimsel gelişimindeki paralellik örneklerinden biridir. Ancak bu, tüm hayvanların embriyolarının blastula aşamasında tamamen aynı şekilde düzenlendiği anlamına gelmez; aksine, ana ile birlikte ortak özellikler farklı hayvanların blastulaları arasında da önemli farklılıklar vardır. Pek çok nedene bağlı olarak, kırılan yumurta genellikle orijinal küresel şeklini korur ve blastomerler birbirlerine çok büyük baskı uygulayarak çok yönlü bir şekil alırlar ve aralarında boşluk bırakmazlar; bu durumda, bir morula oluşur - hücre atık ürünleriyle dolu, içinde daha büyük veya daha küçük bir oyuğa sahip bir böğürtlen meyvesine benzeyen, bölünen hücrelerden oluşan bir koleksiyon. (Şekil 1) Bu boşluğa kırma boşluğu denir veya onu ilk kez tanımlayan bilim adamı Baer'in onuruna - Baer boşluğu. Hücreler bölündükçe, boşluk yavaş yavaş genişler ve blastocoelium adı verilen bir blastula boşluğuna dönüşür. Blastocelium'u çevreleyen hücreler epitel tabakasını oluşturur.
şekil 1
Blastula hücreleri bir epitel tabakası oluşturduktan sonra, koordineli hareketlerin zamanı gelir - gastrulasyon. Bu radikal yeniden yapılanma, içi boş hücresel topun, merkezi bir eksene ve iki taraflı simetriye sahip çok katmanlı bir yapıya dönüşmesine yol açar. Hayvan geliştikçe vücudun ön ve arka uçları, karın ve sırt tarafları ve vücudu sağ ve sol yarıya bölen medyan simetri düzlemi belirlenmelidir. Bu polarite çok fazla ekler erken aşama embriyo gelişimi. Karmaşık bir invajinasyon sürecinin (invaginasyon) (Şekil 1) bir sonucu olarak, epitelyumun önemli bir kısmı dış yüzeyden embriyoya geçerek birincil bağırsağı oluşturur. Daha sonraki gelişim, gastrulasyon sırasında oluşturulan iç, dış ve orta katmanların etkileşimleri ile belirlenecektir. Gastrulasyon sürecinden sonra, organogenez süreci başlar - bu, bir veya daha fazla mikrop tabakasının belirli bölgelerinde yerel bir değişiklik ve bir mikrop oluşumudur. Aynı zamanda, organ gelişim mekanizmasının bağlı olacağı bazı baskın hücresel materyal türlerini ayırmak bazen imkansızdır.
Gelişmekte olan embriyoların organizasyon merkezleri. indüksiyon.
Spemann yaptığı denemelerde, erken gastrula aşamasında bir semender embriyosunun üst yarısının (hayvan yarımküresinin) tamamını kesip 180° döndürdü ve tekrar ekledi. Sonuç olarak, nöral plak olması gerektiği yerde, ancak normal hücresel materyalden değil, ektodermal tabakadan oluşturulmuştur. Spemann, ektodermal tabakanın hücrelerinin nöral plakanın gelişim yolu boyunca gelişmesine neden olan, yani oluşumunu indükleyen bir tür etkinin bu alanda yayıldığına karar verdi. Bu alana organizasyon merkezi adını verdi ve etkinin geldiği materyal - organizatör veya indüktör. Daha sonra Spemann, sözde indüktörleri blastula veya erken gastrula aşamasında diğer embriyoların farklı bölümlerine nakletti. Embriyodaki yeri ne olursa olsun, tüm niteliklere sahip ikincil nöral plaka, aşıdan değil, konakçı hücrelerden indüklenirken, aşının kendisi çoğu durumda normal gelişim yolu boyunca hareket etti. 1938'de bu fenomenleri analiz etmek için Holtfeter, standart ortamlardan semenderlerin gastrulalarından kesilmiş küçük parçalar geliştirdi. Embriyonun farklı bölgelerinden kesilen, yani değişen derecelerde belirlenen parçaların, buna bağlı olarak ya farklı bireysel hücrelere bölündüğü (daha az belirlenir) veya farklı doku yapıları oluşturabileceği (daha yerel olarak belirlenir) ortaya çıktı. Spemann okulunun dilindeki bu yapılar, bir düzenleyicinin yokluğunda gelişmiştir.
Bu gerçeklerden 1955'te J. Holtfreter ve W. Hamburger tarafından tamamen ikna edici bir sonuç çıkarıldı: marjinal bölgenin tüm bölümleri, eksplantasyon koşulları altında, embriyonik sistemde olsaydı vereceklerinden çok daha çeşitli dokular üretir. Daha sonra bu bilim adamları, deneysel verileri analiz ederek, embriyonun daha az spesifik olarak belirlenmiş diğer bölümlerinin kaderini belirlemede alanları ve düzenleyicileri en üstün güç olarak görmenin yanlış olacağı konusunda çok önemli bir sonuca vardılar. Spemann ekolü ve onun diğer laboratuvarlardan takipçileri tarafından yapılan ve embriyolojiye embriyonun parçalarının birbirine bağlı olduğuna, gelişimin herhangi bir aşamasında bütünleştiğine dair parlak kanıtlar veren çok sayıda deney ve çalışmanın değerli sonuçları, giderek daha fazla yorumlanmaya başlandı. -yanlı olarak, düzenleyicilerin sözde kayıtsız hücresel malzeme üzerindeki eylemi olarak. Bu, embriyolojinin gelişiminde, morfogenez süreçlerinin ana açıklamasının bulunduğu ve bilim adamlarının tek taraflı tutkulara karşı eleştirel sözlerinin bilimin gelişimine müdahale eden bir şey olarak görüldüğü bir dönemdi. O dönemde yaratılan örgütlenme merkezleri teorisi, hiç şüphesiz tek taraflı ve hatta fanatik görüşler içeriyordu; büyüleyici gerçekler, daha sonra Spemann okulunun kendisi tarafından keşfedildi.
Araştırmacılar şu soruyla karşı karşıya kaldı: düzenleyicilerin, indükleyicilerin eylemi ne kadar spesifik? Organizatörü kuyruksuz bir amfibiden (çan kurbağası) naklederken
Kuyruklu bir amfibinin (triton) embriyosunun medüller plakanın indüksiyonuna sahip olduğu bulundu. Bir kuş embriyosundan semender embriyosuna nakil söz konusu olduğunda düzenleyicinin de uyarıcı etkisi vardır. Benzer bir fenomen, bir triton düzenleyicinin bir tavşan embriyosuna nakli durumunda da ortaya çıkar. Başka sorular ortaya çıktı. Düzenleyiciler, farklı hayvanlarda doğada aynı mıdır? Organizatörün indükleyici özellikleri hücrelere, bileşenlerine, spesifik farklılaşmaya, hücreler arasındaki bağlantıların türüne - tek kelimeyle organizatörün biyolojik sistemine mi bağlı yoksa başka bir mekanizmadan mı bahsediyoruz? 1931'de, düzenleyicinin, yapısının tamamen yok edilmesinden sonra bile hücrelerinin tamamen yok olmasına neden olabileceği keşfedildi. Embriyonun ezilmiş parçaları karıştırıldı, topaklar yapıldı ve başka bir embriyonun blastula boşluğuna nakledildi. İndüksiyon gerçekleşti. 1932'de sözde ölü örgütçüler hakkında bir rapor çıktı. Bir grup bilim adamı, hücrelerin 120 derecede kurutulduğu, kaynatıldığı, dondurulduğu, 6 ay boyunca alkole konulduğu, öldürülen organizatörlerin etkisini inceledi. hidroklorik asit vesaire. Bu tür manipülasyonlardan sonra organizatörün indüksiyon yeteneklerini kaybetmediği ortaya çıktı. Çoğu embriyolog bu keşifte gördü yeni Çağ embriyolojide, bilgi kimyasal mekanizma düzenleyiciler, şekillendirici ve organ yapıcı maddeler bulmak. Bazı laboratuvarlar, ölü düzenleyicilerin yaşayan düzenleyicilerden farklı hareket ettiğini kanıtlamaya çalıştı. Ancak kısa süre sonra, araştırmacıları şaşırtacak şekilde, organizatörlerin özgül olmadığı keşfedildi. Öldürülen hidra parçaları, karaciğer parçaları, böbrekler, dil, bir insan cesedinin çeşitli dokuları, yumuşakça kas parçaları, ezilmiş su piresi, balık bağırsağı parçaları, sıçan sarkom hücreleri, tavuk ve insan dokularının indükleyici olduğu ortaya çıktı. İndüktörlerin kimyasına karşı tek taraflı bir tutku başladı: belirli bir şekillendirme sürecini tetikleyen bir maddenin formülünü ve birkaç yıl boyunca biriken zengin bir malzemeyi çözmeye başladılar. İşler saçmalık noktasına ulaştı: sözde böyle bir maddeye batırılmış agar parçaları, yağ asidi bitkisel yağlar, hayvanlar için zehirli sefalin, naftalin vb. Embriyoya nakledilen bitki hücrelerinin bile bir indüktör etkisi verdiği bulundu! Belirli bir biçimlendirici madde bulmaya yönelik tüm bu girişimlerin sadece hobi olduğu ve amaca ulaşmadığı artık açıktır.
Organizatörler teorisine tekrar dönelim. Organizatörlerin tepkimeye giren, indüklenen hücresel malzeme üzerindeki endüktif etkileri hakkındaki olağan şemada, kayıtsız bir şey olarak anlaşılır, yani yalnızca belirlenmeye itilmeyi bekler. Ancak öyle değil. Organizatörün hareket ettiği hücresel malzeme kayıtsız değildir. M.N. Ragozina, eksenel mezodermin anlajının sadece nöral tüpün bir indüktörü olmadığını, aynı zamanda farklılaşması için anlajdan biçimlendirici bir etkiye ihtiyaç duyduğunu gösterdi. gergin sistem. Bu durumda, tek taraflı indüksiyon değil, gelişen embriyonun parçalarının etkileşimi gerçekleşir. Aynı indüktör indükleyebilir çeşitli oluşumlarÖrneğin, işitsel kesecik, bir amfibi embriyonun yan tarafına nakledildiğinde, ek bir uzvu indükleyebilir, aynı vezikül, farklı bir yere ve farklı bir gelişim aşamasında nakledildiğinde, işitsel kapsülü indükleyebilir. Aynı zamanda merceğin temel yapısı vb. ile temas etmesi durumunda merceğin aksesuar çekirdeğinin bir indüktörü olarak da işlev görebilir.
Söylenenleri, birkaç başka bilim adamıyla birlikte enerjik bir şekilde düzenleyicilerin kimyasını anlamaya çalışan Waddington'ın çalışmasından bir alıntıyla özetlemek daha iyi: "Görünüşe göre eşiğin üzerindeydik. son derece önemli bir keşfin - gelişimi etkileyen bir madde elde etme olasılığı. Zorluk, hücre farklılaşmasına neden olan bir düzenleyici gibi hareket eden bir madde bulamamamız değil, bu türden çok fazla madde bulmamızdı. Sonunda, J. Needham, M. Brachet ve bu makalenin yazarı ikna edici bir şekilde, en ateşli hayal gücüne sahip bir kişinin bile bir embriyoda arayamayacağı bir madde olan metilen mavisinin bile sinir dokusu oluşumunu tetikleyebileceğini ikna edici bir şekilde gösterdi. . Farklılaşmayı anlamak için ipucu verebilecek tek bir hücrede reaksiyona giren bir madde aramanın faydasız olduğu ortaya çıktı. Farklılaşmanın nedeni, oluştuğu reaktif dokuda aranmalıdır.”
Çalışmanın kimyasal yönü ve hücre ve dokuların farklılaşması:
1950'lerde ve 1960'larda, biyoloji, fizik ve kimyanın artan karşılıklı etkisi ve yeni yöntemlerin kullanılması nedeniyle, bu kavramın içeriği önemli ölçüde değişmesine rağmen, indüktörlerin kimyasına olan ilgi yeniden arttı. İlk olarak, enfeksiyona neden olan herhangi bir biçimlendirici madde aramak mantıksız kabul edilir. İkinci olarak, giderek artan sayıda araştırmacı, embriyoların normal gelişimi sırasında gözlemlenen indüksiyon olgusunu, ölü düzenleyiciler olgusuna benzetmektedir. Üçüncüsü, Spemann'ın düzenleyicinin "kayıtsız" hücresel malzeme üzerindeki endüktif etkileri hakkındaki hipotezi yerine, embriyoların gelişiminde parçaların birbirine bağlı olduğu fikri kuruldu.
1938'de S. Toivonen, yüzlerce farklı hayvan dokusunu amfibilerde eksenel temelleri indükleme yeteneği açısından test ederek, bazı indüktörlerin niteliksel olarak bir etkiye sahip olduğunu buldu. farklı eylem, yani: kobay karaciğer dokusu neredeyse sadece indükler ön beyin ve türevleri, kemik iliği - gövde ve kuyruk yapıları. 1950'de F. Leman, Toivonen, Yamatada ve diğer araştırmacılar tarafından kabul edilen bir hipotez önerdi. Bu hipoteze göre, birincil indüksiyon, karşılıklı olarak örtüşen iki gradyan oluşturan sadece iki ajandan kaynaklanabilir. Bir madde münhasıran anterosefalik (arensefalik) yapıları indükler ve diğer madde gövde-kaudal (döterensefalik) yapıları indükler. Eğer çok fazla ikinci ajan varsa ve birinci ajandan çok az varsa, o zaman ön beyin indüklenir; birinciden çok, ikinciden çok az varsa, o zaman gövde-kaudal kısım ortaya çıkar. Tüm bunlar, hipoteze göre, amfibilerin normal gelişiminde gerçekleşir; embriyonun farklı kısımlarında uygun kantitatif kombinasyonlarda belirli indükleyici maddelerin varlığının hayal edilmesi gerekir. Toivonen
Karaciğer dokusu ve kemik iliğinin ayrı ve eş zamanlı etkisi ile bir dizi deney yaptı ve veriler bu teoriyi doğruladı. Karaciğer dokularının etkisi altında, ön beyin ve türevleri, kemik iliğinin etkisi altında, gövde ve kuyruk dokuları ve karaciğer ve kemik iliğinin eşzamanlı hareketi ile vücudun her seviyesindeki yapılar oluşmuştur. normal bir larva oluştu.
Toivonen, iki indüktörün her birinin kendi aktif alanını oluşturduğunu, eylemlerinin eşzamanlı eylemiyle birleşik bir alanın ortaya çıktığını varsayar (Şekil 2)
1970'lere gelindiğinde, "indükleyicilerin" kimyasının, 1930'larda embriyologların tek taraflı kimyasal coşkuları döneminde olduğu kadar belirsiz olduğu ortaya çıktı. Kimyasal embriyolojideki büyük ilerlemeye rağmen, "organizasyon merkezleri" ile ilgili tüm temel sorular 40'lardakiyle aynı kalıyor. Toivonen'in hipotezi, ne yazık ki, indüktörlerin ve düzenleyicilerin özünün eski tek taraflı kimyasal şemalarına kıyasla temelde yeni bir şey vermiyor, yalnızca bir madde yerine iki veya birkaç kişi düşünülüyor. Yazarın kısmen işaret ettiği Toivonen'in hipotezinin aşağıdaki bariz eksiklikleri dikkate alınmalıdır. İlk olarak, bu hipotez yalnızca indüktörlerden bahsediyor ve ana konuya - reaksiyona giren sistemlere - hiç değinmiyor. İkinci olarak, deneysel doğrulaması, bazı maddelerin hayvan dokularındaki etkisine dayanarak verilir ve amfibi embriyolarının normal gelişimi olgusunu açıklamaya çalışır. İzole edilen maddelerin gerçekten embriyonun normal gastrulasında bulunduğunun kanıtlanması gerekir. Varsa, konumları nedir? Ancak Toivonen ve diğer araştırmacıların ilginç verilerini görmezden gelmek için hiçbir sebep yok. Bu veriler, hayvansal ve bitkisel eğilimler üzerine uzun süredir devam eden deneyleri yansıtıyor. deniz kestanesi. (Şek. 3)
deneylerde cerrahi müdahale 16 ila 64 blastomer arasındaki aşamalarda, embriyonun çeşitli kısımları çıkarıldı - hayvansal ve bitkisel. Hayvan ve bitkisel gradyanlar birbirine hakim değilse normal gelişme meydana geldi. Özünde, bu deneyler Tovonen'in görüşlerine yakındır.
Alan teorisi:
Farklı araştırmacılar alan kavramına farklı içerikler yatırmışlardır. Bazıları alanı, belirli faktörlerin aynı şekilde işlediği bir alan olarak düşünmüştür. Onların fikirlerine göre saha içinde bir denge durumu vardır. alan tek sistem ve sistemin değişmemesi için bazı parçaların çıkarılabileceği veya değiştirilebileceği bir mozaik değil. Saha sistemi içinde farklı konsantrasyonlar olabilir. kimyasal maddeler, metabolik gradyanlar olabilir.
Koltsov'un alan teorisi. N.Koltsov'un organizmanın bütünlüğü fikri ve onun alan teorisi, deneysel embriyoloji ve genetiğin verilerini fizikokimyasal açıdan ele alma girişimidir.
Oosit ve yumurta, belirli bir polariteye sahip, belirli bir hücresel yapı düzenlemesine sahip organize sistemlerdir. Zaten oositlerde, pH'larına bağlı olarak asidik ve bazik boyalara özel bir reaksiyon veren çeşitli maddeler ve yapılar vardır. Bu, hücrenin farklı bölümlerinin belirli pozitif veya negatif yüklere sahip olabileceği anlamına gelir. Bütün bir hücrede, yüzeyi kural olarak negatif yüklüdür ve çekirdeğin ve kromozomların yüzeyi pozitif yüklüdür. Oositin olgunlaşması sırasında, yapısına göre bir elektrik kuvvet alanı yaratılır ve bu yapı "sabitlenir". Hücredeki güç alanının etkisi altında, potansiyellerdeki farkla açıklanan, maddelerin belirli kataforetik hareket noktaları ortaya çıkmalıdır. Yumurta sperm tarafından aktive edildiğinde, bazen solunumda bir değişiklik meydana gelir. ani değişiklik pH, zar geçirgenliğindeki değişiklikler ve maddelerin hareketi. Koltsov'a göre, bu fenomenler açıkça yeniden doldurulmuş kuvvet alanlarının voltajlarından, potansiyel farktan kaynaklanmaktadır. Böylece gelişmeye başlayan embriyo bir güç alanıdır. Geliştirme sürecinde, güç alanının farklı noktaları potansiyel bir farkla karakterize edilir. Sadece elektriksel potansiyellerden değil, aynı zamanda kimyasal, sıcaklık, yerçekimi, yayılma, kılcal, mekanik vb. hakkında da konuşuyoruz.
Hücre zarlarının geçirgenliğinin azalması veya artması gibi bir etken bile sıvı maddelerin akımlarında kaçınılmaz olarak değişikliğe neden olur. Blastomerler arasında belirli bağlantıların var olması nedeniyle, sıvı maddelerin akımlarındaki bir değişikliğin de blastomerlerin uzamsal düzenlemesini etkileyebileceği düşünülebilir. Farklı karakterdeki potansiyeller ve bunların değişiklikleri, yalnızca embriyoların gelişimine eşlik etmekle kalmaz, yalnızca entegrasyon durumunu yansıtmakla kalmaz, aynı zamanda bireysel blastomerlerin ve tüm embriyonun davranışını belirleyerek gelişimde önemli bir rol oynar. Gelişim sürecinde embriyonun güç alanı değişir: daha karmaşık hale gelir, farklılaşır, ancak birleşik kalır. Koltsov, yüksek potansiyel farkı olan merkezlerden, ikinci, üçüncü derece merkezlerden bahsediyor. Bir potansiyelden diğerine azalan stresli gradyanlardan bahsediyor. Her merkezden, tüm kuvvet alanı tarafından tanımlanan gradyanlar vardır. 1930'ların biyofizik durumunda Koltsov, embriyo alanı hakkında daha somut fiziksel fikirler yaratamadı. Güç alanının manyetik olmadığına, ancak onunla karşılaştırılabileceğine inanıyordu. Ezilme sırasında oluşan, yapı olarak birbirinin aynısı olmayan blastomerler farklı parçalar embriyonun tek bir alanından oluşur ve yeni pozisyona göre biyokimyasal özelliklerini ve yapısını değiştirir. Böylece, çekirdeğin her bir bölgesinin davranışı, onun başlangıç yapısına, genel kuvvet alanının etkisine ve bu alanın yakın bölgelerinin etkisine bağlıdır.
Koltsov ayrıca "kuvvet alanı" kavramını da tanıtıyor. dış ortam” (yerçekimi, ışık ve kimyasal), örneğin embriyonun içindeki kuvvet alanını etkilediği için önemli bir önem atfederek, yerleşik hayvanlarda büyüme yönünü belirler.
Ne yazık ki, embriyonik gelişim fiziği sorunları yeterince çalışılmamaktadır. Mevcut gerçekler, Koltsov'un alanlar hakkındaki düşünceleriyle çelişmiyor.
Koltsov'un görüşlerine yakın düşünceler, diğer araştırmacılar tarafından da ifade edildi. 1968'de B. Weisberg, çeşitli morfogenetik süreçlerin birleşik, fiziksel bir yorumunu önererek salınım alanları hakkında bir fikir yarattı. Miksomisetlerdeki elektrik potansiyellerinin dalgalanmalarını, mantar kolonileri gibi bazı organik formların akustik bir alandaki küçük parçacıkların düzenlenmesiyle benzerliğini inceledi. Weisberg, titreşim alanlarının, hücresel komplekslerin, titreşimlerin fazlar halinde senkronize edildiği bölgelere bölünmesi gerektiğine ve bölgeler arasında bir faz farkı yaratıldığına yol açtığını düşünüyor. Bunun bir sonucu olarak meydana gelen uzamsal ayrılma, morfogenetik hareketlere yol açabilir: gastrulasyon sırasında hücrelerin invaginasyonu, iç kulağın yarım daire biçimli kanallarının konumu, ktenoforda kürek plakalarının oluşumu vb.
Tüm teorilerin analizi, hiçbirini embriyologu tatmin edebilecek bir bireysel gelişim teorisi olarak kabul etmemize izin vermez. Araştırma metodolojisinden bağımsız olarak, embriyonun bir parça mozaiği, blastomerlerin toplamı olduğu vb. gelişimin herhangi bir aşamasında organizmanın bir şekilde entegre olduğu, bütünsel bir sistem olduğu savunulamaz.
Kullanılan literatür listesi:
BP Tokin "Genel Embriyoloji"
yayınevi "Yüksek okul" Moskova 1970
B. Albers, D. Bray, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, J. Watson "Hücrenin Moleküler Biyolojisi" Cilt 4
yayınevi "Mir" Moskova 1987
Organizmaların gastrulasyon ve sonraki gelişim aşamalarına, hücre büyümesi ve farklılaşması süreçleri eşlik eder.
Yükseklik- bu, gelişme sürecinde organizmanın toplam kütlesinde ve boyutunda bir artıştır. Hücre, doku, organ ve organizma düzeylerinde gerçekleşir. Tüm organizmadaki kütle artışı, kurucu yapılarının büyümesini yansıtır.
Büyüme aşağıdaki mekanizmalarla sağlanır:
Hücre sayısında artış;
Hücre boyutunda bir artış;
Hücre dışı maddenin hacminde ve kütlesinde bir artış.
İki tür büyüme vardır: sınırlı ve sınırsız. Sınırsız büyüme, ontogenez boyunca (bireyin yaşamı boyunca, doğumdan önce ve sonra), ölüme kadar devam eder. Bu tür bir büyümeye, örneğin balıklar sahiptir. Birçok omurgalı, sınırlı büyüme ile karakterize edilir, örn. oldukça hızlı bir şekilde biyokütlelerinin bir platosuna ulaşırlar.
Birkaç hücre büyümesi türü vardır.
Yardımcı - hücrelerin boyutunu artırarak devam eden büyüme. Bu, rotiferler gibi sabit hücre sayısına sahip hayvanlarda görülen nadir bir büyüme türüdür. yuvarlak solucanlar, böcek larvaları. Bireysel hücrelerin büyümesi genellikle çekirdeklerin poliploidizasyonu ile ilişkilidir.
Proliferatif - hücre üremesi ile ilerleyen büyüme. İki biçimde bilinir: çarpımsal ve eklemeli.
Çoğaltıcı büyüme, ana hücrenin bölünmesinden ortaya çıkan her iki hücrenin de tekrar bölünmeye girmesiyle karakterize edilir. Çarpımsal büyüme çok etkilidir ve bu nedenle saf formu hemen hemen hiç oluşmaz veya çok çabuk biter (örneğin embriyonik dönemde).
Ek büyüme, sonraki her bölünmeden sonra, hücrelerden yalnızca birinin yeniden bölünmesi, diğerinin bölünmeyi durdurması gerçeğinden oluşur. Bu tür bir büyüme, organın kambiyal ve farklılaşmış bölgelere bölünmesiyle ilişkilidir. Hücreler, bölgelerin boyutları arasında sabit oranları koruyarak birinci bölgeden ikinciye hareket eder. Bu büyüme, hücresel bileşimin yenilenmesinin gerçekleştiği organlar için tipiktir.
Büyümenin mekansal organizasyonu karmaşık ve düzenlidir. Bununla birlikte, formun tür özgüllüğü büyük ölçüde ilişkilidir. Bu, allometrik büyüme şeklinde kendini gösterir. Biyolojik anlamı, büyüme sürecindeki organizmanın geometrik değil, fiziksel bir benzerliği, yani. vücut ağırlığı ile destek ve motor organların boyutları arasındaki belirli oranları aşmayın. Vücudun büyümesiyle birlikte kütle üçüncü dereceye ve kemiklerin bölümleri ikinci dereceye yükseldiğinden, vücudun kendi ağırlığıyla ezilmemesi için kemiklerin orantısız bir şekilde hızla kalınlaşması gerekir.
Bir sınır veya Hayflick sınırı (doğan Hayflick sınırı) vardır - keşfi Leonard Hayflick'in adını taşıyan somatik hücre bölünmelerinin sayısının sınırı. 1961'de Hayflick, insan hücrelerinin nasıl bölündüğünü gözlemledi. hücre kültürü, yaklaşık 50 bölünmeden sonra ölürler ve bu sınıra yaklaştıkça yaşlanma belirtileri gösterirler. Bu sınır, hem insanlarda hem de diğer çok hücreli organizmalarda tamamen farklılaşmış tüm hücrelerin kültürlerinde bulunmuştur. Maksimum bölünme sayısı hücre tipine göre değişir ve organizmaya bağlı olarak daha da fazla değişir. Çoğu insan hücresi için Hayflick sınırı 52 bölümdür.
Hayflick sınırı, kromozomların uçlarındaki DNA bölümleri olan telomerlerin boyutunda bir azalma ile ilişkilidir. Çoğu somatik hücrede olduğu gibi bir hücrede aktif telomeraz yoksa, her hücre bölünmesinde telomerlerin boyutu azalır. DNA polimeraz, DNA molekülünün uçlarını kopyalayamaz. Dolayı bu olgu telomerler çok yavaş kısalmalıdır - hücre döngüsü başına birkaç (3-6) nükleotid, yani Hayflick sınırına karşılık gelen bölünme sayısı için sadece 150-300 nükleotid kısalacaktır. Şu anda, telomer erozyonunu esas olarak mobil genom elementlerinin yaşla ilişkili baskılanmasının neden olduğu DNA hasarına yanıt olarak aktive olan hücresel rekombinazların aktivitesi ile açıklayan epigenetik bir yaşlanma teorisi önerilmiştir. Belirli sayıda bölünmeden sonra telomerler tamamen kaybolduğunda, hücre, hücre döngüsünün belirli bir aşamasında donar veya bir apoptoz programı başlatır; bu, 20. yüzyılın ikinci yarısında keşfedilen ve kendini gösteren düz hücre yıkımı olgusudur. hücre boyutunda bir azalma ve yıkımından sonra hücreler arası boşluğa giren madde miktarının en aza indirilmesi.
en önemli özelliği büyüme onun farklılık. Bu, büyüme hızının ilk olarak aynı olmadığı anlamına gelir. farklı bölgeler vücut ve ikincisi, Farklı aşamalar gelişim. Açıkçası, diferansiyel büyümenin morfogenez üzerinde büyük bir etkisi vardır. Embriyonun farklı aşamalardaki büyümesine hücre farklılaşması eşlik eder. Farklılaşma, işlevlerinin uzmanlaşmasıyla ilişkili hücrelerin yapısında ve belirli genlerin aktivitesinden kaynaklanan bir değişikliktir. Hücre farklılaşması hem morfolojik hem de işlevsel farklılıklar uzmanlıkları nedeniyle. Farklılaşma sürecinde, daha az özelleşmiş bir hücre daha özel hale gelir. Farklılaşma, hücrenin işlevini, büyüklüğünü, şeklini ve metabolik aktivitesini değiştirir.
Farklılaşmanın 4 aşaması vardır.
1. Ootipik farklılaşma zigot aşamasında, varsayımsal, varsayımsal ilkeler - döllenmiş bir yumurtanın alanları ile temsil edilir.
2. blastomerik farklılaşma blastula aşamasında, eşit olmayan blastomerlerin görünümünden oluşur (örneğin, bazı hayvanlarda çatının blastomerleri, marjinal bölgelerin tabanı).
3. ilkel farklılaşma erken gastrula aşamasında. İzole alanlar var - mikrop katmanları.
4. histogenetik farklılaşma geç gastrula aşamasında. Bir yaprak içinde, çeşitli dokuların temelleri görünür (örneğin, mezodermin somitlerinde). Organ ve sistemlerin temelleri dokulardan oluşur. Gastrulasyon sürecinde, germ katmanlarının farklılaşması, eksenel bir organ temel kompleksi ortaya çıkar.
Yeni yapıların ortaya çıkması ve şekil değiştirmeleri sırasında kişisel Gelişim organizmalara morfogenez denir. Büyüme gibi morfogenez ve hücre farklılaşması, bir döngüsel süreçler, yani önceki durumuna dönmez ve çoğunlukla geri döndürülemez. Döngüsel olmayan süreçlerin ana özelliği, uzay-zaman organizasyonudur. Supraselüler düzeyde morfogenez gastrulasyon ile başlar. Kordalılarda gastrulasyondan sonra eksenel organların döşenmesi meydana gelir. Bu dönemde, gastrulasyon sırasında olduğu gibi, morfolojik yeniden düzenlemeler tüm embriyoyu kaplar. Aşağıdaki organogenez yerel süreçlerdir. Her birinin içinde, yeni ayrık (ayrı) esaslara bir bölünme gerçekleşir. Böylece bireysel gelişim, zaman ve mekan içinde tutarlı bir şekilde ilerleyerek karmaşık bir yapıya ve zigotun genetik bilgisinden çok daha zengin bilgilere sahip bir bireyin oluşmasına yol açar.
golgi zarı hücreler arası prokaryotik
Çok hücreli organizmalar, yapı ve işlev bakımından bir dereceye kadar farklılık gösteren hücrelerden oluşur, örneğin bir yetişkinde yaklaşık 230 çeşitli tipler hücreler. Hepsi aynı hücrenin - zigotun (cinsel üreme durumunda) - torunlarıdır ve farklılaşma sürecinin bir sonucu olarak farklılıklar kazanırlar. Vakaların ezici çoğunluğundaki farklılaşmaya, hücrenin kalıtsal bilgisindeki bir değişiklik eşlik etmez, ancak yalnızca gen aktivitesinin düzenlenmesiyle sağlanır; gen ifadesinin spesifik doğası, genellikle epigenetik nedeniyle ana hücrenin bölünmesi sırasında kalıtılır. mekanizmalar. Bununla birlikte, istisnalar vardır: örneğin, belirli bir hücrenin oluşumu sırasında. bağışıklık sistemi Omurgalılarda belirli genler yeniden düzenlenir, memeli eritrositler tüm kalıtsal bilgileri tamamen kaybeder ve eşey hücreleri - bunun yarısı.
Embriyonik gelişimin ilk aşamalarındaki hücreler arasındaki farklılıklar, ilk olarak, döllenmiş bir yumurtanın sitoplazmasının heterojenliğinden dolayı ortaya çıkar; ikincisi, hücrenin mikro ortamı önemli bir rol oynar - diğer hücreler ve çevre ile olan temasları.
Farklılaşma geçiren hücreler, potansiyellerini, yani diğer tip hücrelere yol açma yeteneklerini kaybederler. Özellikle zigotu içeren totipotent hücrelerden tam bir organizma oluşturulabilir. Pluripotent hücreler (örneğin, blastosist hücreleri) herhangi bir vücut hücresine farklılaşma yeteneğine sahiptir, ancak ekstra embriyonik dokulara ve dolayısıyla yeni bir bireye dönüşemezler. Sadece sınırlı sayıda başka doku oluşturabilen hücrelere multipotent (yetişkin insan kök hücreleri), sadece kendi türünü üretebilenlere ise unipotent denir. Terminal olarak farklılaşmış hücrelerin çoğu (ör. nöronlar, eritrositler) bölünme ve hücre döngüsünü terk etme yeteneklerini tamamen kaybeder.
Bazı durumlarda, farklılaşma tersine çevrilebilir; bunun tersi sürece farklılaşma denir. Rejenerasyon süreçlerinin karakteristiğidir. Bazı çekincelerle, hücrelerin tümör transformasyonu, farklılaşma olgusuna bağlanabilir.
Hücre ölümü.
Tek hücreli organizmalar bir anlamda "ölümsüz" olarak kabul edilebilir, çünkü hasar veya açlık durumları dışında ölmezler, bir bölünme aşamasından geçerler ve bunun sonucunda iki yeni organizma oluşur. Öte yandan, çok hücreli organizmaların tüm hücreleri (gametler hariç) ölüme mahkumdur, ancak yalnızca tüm bireyin ölümü durumunda ölmezler - bu süreç sürekli gerçekleşir.
Embriyonik gelişim sırasında bazı hücrelerin ölümü gereklidir, hücreler yetişkin organizmalarda ölmeye devam eder, örneğin kemik iliğiİnsan bağırsağında her saat milyarlarca hücre ölüyor. Fizyolojik koşullar nedeniyle “programlanmış hücre ölümü” gerçekleşir, yani hücreler “intihar eder”. Hücresel kendini yok etmenin tek yolu olmasa da en yaygın yolu apoptozdur. Apoptozun ana belirtileri, DNA parçalanması, apoptotik cisimlere hücre parçalanması - zarlarla çevrili veziküllerdir. Yüzeylerinde, komşu hücreleri ve makrofajları, sürece enflamasyon eşlik etmeyecek şekilde onları fagositize etmeye teşvik eden özel moleküller vardır. Apoptoz, enerjiye bağımlı bir süreçtir ve ATP kullanımını gerektirir. Bu taraftan hücre ölümü sadece vücut gelişimi için değil, normal işleyen Bağışıklık sisteminin değil, aynı zamanda kişiyi kötü huylu transformasyona yol açabilecek hasarlı hücrelerden ve viral enfeksiyonlardan korumak için.
fiziksel veya kimyasal hasar hücrelerin yanı sıra enerji ve oksijen kaynaklarının eksikliği başka bir ölüme - nekrotik - yol açabilir. Nekroz, apoptozdan farklı olarak, genellikle plazmalemmanın yırtılması ve sitoplazma sızıntısının eşlik ettiği pasif bir süreçtir. Nekroz neredeyse her zaman çevre dokuların iltihaplanmasına neden olur. Son zamanlarda, programlanmış nekroz mekanizması olası bir antiviral ve antitümör koruma olarak incelenmiştir.
Hücrede uzun süreli ATP eksikliği koşulu altında, nekroz yoluyla hemen ölmez, ancak çoğu durumda bir süre canlı kalmasına izin veren bir süreç olan otofaji yolunu tutar. Otofaji ile (kelimenin tam anlamıyla "kendi kendini yeme"), metabolizma aktif katabolizmaya doğru geçiş yaparken, tek tek organeller çift zarla çevrilidir, sindirimin meydana geldiği lizozomlarla birleşen otofagozomlar oluşur. organik madde. Açlık grevi, organellerin çoğu zaten "yendikten" sonra devam ederse, hücre nekrozla ölür. Bazı yazarlar, belirli koşullar altında otofajinin ayrı bir hücre ölümü türü olabileceğine inanmaktadır.
Henüz nihai uzmanlaşma düzeyine ulaşmamış (yani farklılaşma yeteneğine sahip) tüm hücrelerin genel adı kök hücredir. Hücre farklılaşma derecesi (“gelişme potansiyeli”) potansiyel olarak adlandırılır. Yetişkin bir organizmanın herhangi bir hücresine dönüşebilen hücrelere pluripotent denir. Pluripotent hücreler, örneğin, memeli blastosistinin iç hücre kütlesinin hücreleridir. ekili atıfta bulunmak laboratuvar ortamında Blastosistin iç hücre kütlesinden elde edilen pluripotent hücreler için "embriyonik kök hücreler" terimi kullanılmaktadır.
Farklılaşma - hücrenin uzmanlaştığı süreçtir, yani. kimyasal, morfolojik ve işlevsel özellikler. En dar anlamda, bunlar, belirli bir hücre tipine özgü ana fonksiyonel proteinlerin sentezi başladığında, bir, genellikle terminal hücre döngüsü sırasında bir hücrede meydana gelen değişikliklerdir. Bir örnek, bazalden dikenli tabakaya ve ardından art arda diğer, daha yüzeysel katmanlara hareket eden hücrelerin, zona pellucida hücrelerinde eleidin'e ve daha sonra stratumda keratine dönüşen keratohyalin biriktirdiği insan epidermal hücrelerinin farklılaşmasıdır. korneum. Bu durumda hücrelerin şekli, hücre zarlarının yapısı ve organellerin yapısı değişir. Aslında, bir hücre değil, benzer hücrelerden oluşan bir grup farklılaşır. İnsan vücudunda yaklaşık 220 farklı hücre türü olduğu için birçok örnek var. Fibroblastlar kollajen, miyoblastlar - miyozin, epitel hücreleri sentezler sindirim kanalı- pepsin ve tripsin. 338
Daha geniş anlamda altında farklılaşma kademeli olarak anlayın (birden fazla hücre döngüleri) bir ilk primordiumun az ya da çok homojen hücrelerinden kaynaklanan hücreler arasında giderek daha büyük farklılıkların ve uzmanlaşma yönlerinin ortaya çıkması. Bu sürece kesinlikle morfogenetik dönüşümler eşlik eder, yani. belirli organların temellerinin kesin organlara dönüşmesi ve daha da geliştirilmesi. Embriyogenez süreci tarafından belirlenen hücreler arasındaki ilk kimyasal ve morfogenetik farklılıklar gastrulasyon sırasında bulunur.
Germ tabakaları ve türevleri, germ hücrelerinin potansiyelinin sınırlandırılmasına yol açan erken farklılaşmanın bir örneğidir.
NUCLEUS_CYTOPLASMATIC İLİŞKİLERİ
Hücre farklılaşma derecesini karakterize eden bir dizi özellik vardır. Bu nedenle, farklılaşmamış durum, nispeten büyük bir çekirdek ve yüksek bir nükleer sitoplazmik oran V çekirdek / V sitoplazma ile karakterize edilir ( V- hacim), dağınık kromatin ve iyi tanımlanmış bir nükleol, çok sayıda ribozom ve yoğun RNA sentezi, yüksek mitotik aktivite ve spesifik olmayan metabolizma. Tüm bu işaretler, hücre tarafından uzmanlaşmanın kazanılmasını karakterize eden farklılaşma sürecinde değişir.
Ayrı ayrı dokuların farklılaşma sırasında karakteristik bir görünüm kazanmasının bir sonucu olarak işleme denir. histogenez. Hücre farklılaşması, histogenez ve organogenez birlikte ve embriyonun belirli bölgelerinde ve belirli bir zamanda gerçekleşir. Bu çok önemlidir çünkü embriyonik gelişimin koordinasyonunu ve entegrasyonunu gösterir.
Aynı zamanda, özünde, tek hücreli aşama (zigot) anından itibaren, ondan belirli bir türün bir organizmasının gelişiminin zaten katı bir şekilde önceden belirlenmiş olması şaşırtıcıdır. Kuşun kuş yumurtasından, kurbağanın da kurbağa yumurtasından geliştiğini herkes bilir. Doğru, organizmaların fenotipleri her zaman farklıdır ve ölüm veya gelişimsel malformasyon noktasına kadar bozulabilir ve hatta çoğu zaman, örneğin kimerik hayvanlarda olduğu gibi, yapay olarak inşa edilebilir.
Çoğunlukla aynı karyotip ve genotipe sahip olan hücrelerin nasıl farklılaştığını ve doku ve organogeneze nasıl katıldığını anlamak gerekir. gerekli yerler ve belirli bir süre içinde, bu tür organizmaların bütünsel "imajına" göre. Tüm somatik hücrelerin kalıtsal materyalinin tamamen aynı olduğu görüşünü ileri sürerken dikkat edilmesi, hücre farklılaşmasının nedenlerinin yorumlanmasındaki nesnel gerçekliği ve tarihsel belirsizliği yansıtır.
V. Weisman, yalnızca germ hücre dizisinin genomunun tüm bilgilerini taşıdığı ve torunlarına ilettiği ve somatik hücrelerin kalıtsal materyal miktarında zigottan ve birbirinden farklı olabileceği ve bu nedenle farklılaşabileceği hipotezini öne sürdü. talimatlar. Aşağıda, kalıtsal materyali değiştirme olasılığını doğrulayan gerçekler bulunmaktadır. somatik hücreler, ancak kuralın istisnaları olarak ele alınmalıdır.
Hücre farklılaşması
Hücre farklılaşması- belirli profil işlevlerini yerine getirme yeteneklerini yansıtan, özel bir hücre fenotipinin oluşumu için genetik olarak belirlenmiş bir programın uygulanması süreci. Başka bir deyişle, hücre fenotipi, belirli bir gen kümesinin koordineli ifadesinin (yani koordineli fonksiyonel aktivitesinin) sonucudur.
Farklılaşma sürecinde, daha az özelleşmiş bir hücre daha özel hale gelir. Örneğin, bir monosit bir makrofaja dönüşür, bir promiyoblast, bir sinsityum oluşturan bir kas lifi oluşturan bir miyoblasta dönüşür. Bölünme, farklılaşma ve morfogenez, tek bir hücrenin (zigot) çok çeşitli hücre tipleri içeren çok hücreli bir organizmaya dönüştüğü ana süreçlerdir. Farklılaşma, hücrenin işlevini, büyüklüğünü, şeklini ve metabolik aktivitesini değiştirir.
Hücre farklılaşması sadece embriyonik gelişimde değil, aynı zamanda yetişkin bir organizmada da (hemopoez, spermatogenez, hasarlı dokuların rejenerasyonu sırasında) meydana gelir.
kudret
Embriyonik gelişim sırasında farklılaşma
Henüz nihai uzmanlaşma düzeyine ulaşmamış (yani farklılaşma yeteneğine sahip) tüm hücrelerin genel adı kök hücredir. Hücre farklılaşma derecesi (“gelişme potansiyeli”) potansiyel olarak adlandırılır. Yetişkin bir organizmada herhangi bir hücreye dönüşebilen hücrelere pluripotent denir. "Embriyonik kök hücreler" terimi, hayvanlardaki pluripotent hücrelere atıfta bulunmak için de kullanılır. Zigot ve blastomerler, ekstraembriyonik dokular da dahil olmak üzere herhangi bir hücreye farklılaşabildikleri için totipotenttir.
Memeli hücre farklılaşması
Embriyo gelişim sürecindeki ilk farklılaşma, blastokist oluşumu aşamasında, homojen morula hücrelerinin ikiye bölünmesiyle gerçekleşir. hücre tipi: iç embriyoblast ve dış trofoblast. Trofoblast, embriyonun implantasyonunda yer alır ve koryon ektodermine (plasentanın dokularından biri) yol açar. Embriyoblast, embriyonun diğer tüm dokularına yol açar. Embriyo geliştikçe hücreler, kas hücreleri gibi sonlu bir işleve sahip terminal olarak farklılaşmış hücreler haline gelene kadar giderek daha fazla özelleşir (multipotent, unipotent). İnsan vücudunda yaklaşık 220 farklı hücre tipi vardır.
Erişkin bir organizmadaki az sayıda hücre çok potensiyeli korur. Kan hücrelerinin, cildin vb. doğal yenilenmesi sürecinde ve ayrıca hasarlı dokuları değiştirmek için kullanılırlar. Bu hücreler, kök hücrelerin iki ana işlevine sahip olduklarından - çoklu potansiyeli korumak için kendilerini yenileme yeteneği ve farklılaşma yeteneği - bunlara yetişkin kök hücreler denir.
Farklılaşma
Farklılaşma, farklılaşmanın tersi bir süreçtir. Kısmen veya tamamen farklılaşmış bir hücre, daha az farklılaşmış bir duruma geri döner. Genellikle rejeneratif sürecin bir parçasıdır ve bitkilerde olduğu kadar hayvanlarda da daha düşük formlarda görülür. Örneğin, bir bitkinin bir kısmı zarar gördüğünde, yaranın bitişiğindeki hücreler farklılaşarak yoğun bir şekilde bölünerek bir nasır oluşturur. Belirli koşullar altında yerleştirildiğinde, kallus hücreleri eksik dokulara farklılaşır. Böylece çelik suya daldırıldığında nasırdan kökler oluşur. Bazı çekincelerle, hücrelerin tümör transformasyonu, farklılaşma olgusuna bağlanabilir.
Ayrıca bakınız
notlar
Wikimedia Vakfı. 2010
Diğer sözlüklerde "Hücre Farklılaşması" nın ne olduğuna bakın:
D. dokular, bkz. Hücre, Bitki dokuları ...
Bkz. Hücre, Bitki Dokuları... ansiklopedik sözlük F. Brockhaus ve I.A. Efron
- (lat. diferansiyel fark) homojen hücreler ve dokular arasındaki farklılıkların ortaya çıkması, ontogenez sırasındaki değişimleri, uzmanlaşmaya yol açması ... Büyük Tıp Sözlüğü
Hücreler, belirli profil işlevlerini yerine getirme yeteneklerini yansıtan, özel bir hücre fenotipinin oluşumu için genetik olarak belirlenmiş bir programı uygulama sürecidir. Başka bir deyişle, hücre fenotipi koordineli ... ... Wikipedia'nın sonucudur.
farklılaşma- Ayrıca. diferansiyel, almanca. farklı. modası geçmiş Değere göre işlem bölüm ayırt etmek. Uygarlığımızdaki gelişmeler, yeteneklerimizin yalnızca bazılarının geliştirilmesine, tek taraflı bir gelişmeye doğru, ... ... Rus Dilinin Galyacılığının Tarihsel Sözlüğü
Homojen hücre ve dokular arasındaki farklılıkların ortaya çıkması, bunların bireyin gelişimi sırasında değişmesi, özelleşmelerin oluşmasına neden olur. hücreler, organlar ve dokular. D. morfogenezin temelini oluşturur ve ana olarak ortaya çıkar. embriyonik gelişim sürecinde, ... ... Biyolojik ansiklopedik sözlük
Kök hücrelerin, herhangi bir kan hücresi dizisine yol açan hücrelere dönüşme süreci. Bu işlem kırmızı oluşumu ile sonuçlanır. kan hücreleri(eritrositler), trombositler, nötrofiller, monositler, eozinofiller, bazofiller ve lenfositler… Tıbbi terimler
Embriyonun başlangıçta özdeş, uzmanlaşmamış hücrelerinin organizmanın bireysel gelişimi (ontogenez) sürecinde özelleşmiş doku ve organ hücrelerine dönüşümü ... Büyük Ansiklopedik Sözlük
farklılaşma- Vücudun şimdiye kadar homojen hücre ve dokularında uzmanlaşma Biyoteknoloji konuları EN farklılaşma … Teknik Tercümanın El Kitabı
farklılaşma- HAYVAN EMBRİOLOJİSİ AYRIŞMASI - bireysel gelişim sırasında hücrelerde belirli özelliklerin oluşma süreci ve homojen hücreler ve dokular arasındaki farklılıkların ortaya çıkması, özel hücrelerin, dokuların ve ... ... Genel Embriyoloji: Terminolojik Sözlük