Celldifferentiering i djur och växter



den celldifferentiering Det är det gradvisa fenomenet genom vilket de multipotenta cellerna av organismer når vissa specifika egenskaper. Det sker under utvecklingsprocessen och fysiska och funktionella förändringar framgår. Konceptuellt sker differentiering i tre steg: bestämning, korrekt differentiering och mognad.

Dessa tre nämnda processer uppträder kontinuerligt i organismer. I det första bestämningsfasen uppstår uppgiften av multipotenta celler i embryot till en definierad celltyp; till exempel en nervcell eller en muskelcell. I differentieringen börjar cellerna att uttrycka linjens egenskaper.

Slutligen uppträder mognad i de sista stadierna av processen, där nya egenskaper förvärvas som resulterar i utseendet av egenskaper hos mogna organismer..

Celldifferentiering är en process som regleras på ett mycket strikt och exakt sätt genom en serie signaler som inkluderar hormoner, vitaminer, specifika faktorer och jämna joner. Dessa molekyler indikerar starten av signalvägar inuti cellen.

Det är möjligt att konflikter uppstår mellan processerna för celldelning och differentiering. Därför når utvecklingen en punkt där proliferation måste upphöra att ge upphov till differentiering.

index

  • 1 Allmänna egenskaper
  • 2 Celldifferentiering hos djur
    • 2.1 Slå gen på och av
    • 2.2 Mekanismer som producerar olika celltyper
    • 2.3 Modell av celldifferentiering: muskelvävnad
    • 2.4 Mastergener
  • 3 Celldifferentiering i växter
    • 3.1 Meristemas
    • 3.2 Auxins roll
  • 4 Skillnader mellan djur och växter
  • 5 referenser

Allmänna egenskaper

Processen av celldifferentiering involverar förändringen i form, struktur och funktion hos en cell i en given släkting. Dessutom innebär det minskning av alla potentiella funktioner som en cell kan ha.

Förändringen styrs av nyckelmolekyler, mellan dessa proteiner och specifika messenger-RNA. Celldifferentiering är produkten av det kontrollerade och differentialexpressionen av vissa gener.

Differentieringsprocessen innebär inte förlusten av initiala gener. vad som händer är ett förtryck på specifika ställen i den genetiska maskinen i cellen som genomgår utvecklingsprocessen. En cell innehåller cirka 30 000 gener, men uttrycker endast cirka 8 000 eller 10 000.

För att illustrera ovanstående redovisning följande experiment höjdes: ta kärnan i en differentierad cell och kroppen av en amfibie-exempelvis en cell av slemhinnan intestinal- och implanteras i en groda ägg vars kärn tidigare extraherade.

Den nya kärnan har all nödvändig information för att skapa en ny organism i perfekta förhållanden. det vill säga, cellerna i tarmslemhinnan hade inte förlorat någon gen när de genomgåde differentieringsprocessen.

Celldifferentiering hos djur

Utvecklingen börjar med befruktning. När morulbildning uppträder i embryonets utvecklingsprocesser anses cellerna totipotenta, vilket indikerar att de kan bilda hela en organism.

Med tiden går morula till en blastula och cellerna kallas nu pluripotenta, eftersom de kan bilda organismens vävnader. De kan inte bilda hela organismen eftersom de inte kan ge upphov till extraembryoniska vävnader.

Histologiskt är en organisms grundläggande vävnader epitheliala, den bindande, den muskulösa och den nervösa.

När du rör dig längre är cellerna multipotenta, eftersom de skiljer sig från mogna och funktionella celler.

-Specifically i djur i metazoos- det finns en gemensam genetisk väg som förenar utveckling ontogeni grupp genom en serie av gener som definierar det specifika mönstret av kroppsstrukturer, genom att kontrollera identiteten hos de segment de anteroposteriora axeln av djuret.

Dessa gener kodar för särskilda proteiner som delar en DNA-bindande aminosyrasekvens (hemobox i genen, homodomain i proteinet).

Slår på och av gener

DNA kan modifieras av kemiska medel eller genom cellulära mekanismer som påverkar-inducerar eller undertrycker-expression av gener.

Det finns två typer av kromatin, klassificerade enligt deras uttryck eller ej: eukromatin och heterochromatin. Den första är organiserad på laxväg och dess gener uttrycks, den andra har en kompakt organisation och förhindrar åtkomst till transkriptionsmaskinen.

Det har föreslagits att i celldifferentieringsprocesser tycks gener som inte är nödvändiga för den specifika linjen i form av domäner som är sammansatta av heterochromatin.

Mekanismer som producerar olika celltyper

I multicellulära organismer finns en serie mekanismer som producerar olika typer av celler i utvecklingsprocesserna, såsom segregering av cytoplasmatiska faktorer och cellkommunikation.

Segregeringen av cytoplasmatiska faktorer involverar ojämn separation av element såsom proteiner eller messenger-RNA i processerna av celldelning.

Å andra sidan kan cellulär kommunikation mellan närliggande celler stimulera differentieringen av flera celltyper.

Denna process sker vid bildningen av oftalmiska vesiklar när de stöter ektoderm av de cefaliska plattorna region och orsakar förtjockande formningslins. Dessa viks till den inre regionen och bildar linsen.

Celldifferentieringsmodell: muskelvävnad

En av de mest beskrivna modellerna i litteraturen är utvecklingen av muskelvävnad. Denna vävnad är komplex och består av celler med flera kärnor vars funktion är sammandragning.

Mesenkymceller ger upphov till myogena celler, vilket i sin tur ger upphov till mogen skelettmuskelvävnad.

För att denna differentieringsprocess ska kunna startas måste vissa differentieringsfaktorer finnas närvarande som förhindrar S-fasen av cellcykeln och som fungerar som genstimulantia som orsakar förändringen.

När dessa celler mottar signalen initierar den omvandlingen mot myoblaster som inte kan genomgå celldelningsprocesser. Myoblaster uttrycker gener relaterade till muskelkontraktion, såsom de som kodar för aktin och myosinproteiner.

Myoblasterna kan smälta med varandra och bilda en myotube med mer än en kärna. I detta skede uppstår produktion av andra proteiner relaterade till sammandragning, såsom troponin och tropomyosin.

När kärnorna rör sig mot den perifera delen av dessa strukturer betraktas de som en muskelfiber.

Såsom beskrivs har dessa celler proteiner relaterade till muskelkontraktion men saknar andra proteiner såsom keratin eller hemoglobin.

Mastergener

Differentialuttrycket i generna är under kontroll av "mastergener". Dessa finns i kärnan och aktiverar transkriptionen av andra gener. Som namnet antyder är viktiga faktorer som är ansvariga för att kontrollera andra gener som styr deras funktioner.

Vid muskeldifferentiering är de specifika generna de som kodar för var och en av proteinerna som är involverade i muskelkontraktion, och huvudgenerna är MyoD och Myf5.

När regulatoriska huvudgener saknas, uttrycks inte subalter-gener. I motsats därtill, när mastergenen är närvarande, tvingas uttrycket av målgenerna.

Det finns mästargener som styr differentieringen av neuroner, epithelial, hjärtat, bland andra.

Celldifferentiering i växter

Som hos djur börjar växternas utveckling med bildandet av en zygote inuti fröet. När den första celldelningen uppstår, kommer två olika celler från.

En av egenskaperna hos växtutveckling är den kontinuerliga tillväxten av organismen tack vare den kontinuerliga närvaron av celler som har embryonal karaktär. Dessa regioner är kända som meristemer och är organ av evig tillväxt.

Differentieringsvägarna ger upphov till de tre vävnadssystemen som finns i växter: protodermen som innefattar hudvävnaderna, de grundläggande meristemerna och substitutionen.

Den procambio orsaken är ansvarig för den vaskulära vävnaden i växten, innefattande xylem (transportör vatten och lösta salter) och floem (transportörsockerarter och andra molekyler såsom aminosyror).

meristem

Meristemerna ligger vid spetsarna av stjälkar och rötter. Dessa celler skiljer sig sålunda och ger upphov till de olika strukturerna som utgör växterna (bladen, blommor, bland andra).

Den cellulära differentieringen av blommiga strukturer sker vid ett bestämt utvecklingsställe och meristem blir "blomställning", som i sin tur bildar blommiga meristemer. Härifrån uppstår blommiga bitar som består av blomkål, kronblad, stamens och carpels.

Dessa celler kännetecknas av att de har en liten storlek, kuboidform, en tunn men flexibel cellvägg och en cytoplasma med hög densitet och många ribosomer..

Auxins roll

Fytohormoner har en roll i fenomenen celldifferentiering, särskilt auxiner.

Detta hormon påverkar differentieringen av vaskulär vävnad i stammen. Experiment har visat att applicering av auxiner i ett sår leder till bildandet av vaskulär vävnad.

På liknande sätt är auxiner relaterade till stimuleringen av utvecklingen av vaskulära kambiumceller.

Skillnader mellan djur och växter

Processen med celldifferentiering och utveckling i växter och djur sker inte identiskt.

I djuren måste celler och vävnader röra sig så att organismerna får en tredimensionell konformation som kännetecknar dem. Dessutom är celldiversitet mycket större hos djur.

Däremot har växter inte bara tillväxtperioder i de tidiga stadierna av individens liv; de kan öka sin storlek för hela vegetabiliens liv.

referenser

  1. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). biologi. Ed. Panamericana Medical.
  2. Cediel, J. F., Cárdenas, M.H., & García, A. (2009). Histologihandbok: Grundläggande vävnader. University of Rosario.
  3. Hall, J.E. (2015). Guyton och Hall textbok av medicinsk fysiologi e-bok. Elsevier Health Sciences.
  4. Palomero, G. (2000). Embryologi lektioner. University of Oviedo.
  5. Wolpert, L. (2009). Principer för utveckling. Ed. Panamericana Medical.