Дифференцировка тканей это

Дифференциация клеток – это… Описание, расшифровка понятия, особенности

Дифференцировка тканей это

С момента зачатия организм претерпевает множество изменений. Развиваясь всего из одной клетки, содержащей наследственный материал родителей, он растет за счет размножения и дифференциации клеток.

Это постоянный процесс поддержания жизни многоклеточного организма, в основе которого лежит множество межклеточных взаимодействий.

На каждом этапе жизни специализация клеток меняется и становится все более узкой.

Клетки и ткани

Группа клеток с одинаковыми морфофизиологическими характеристиками, расположенных в одном месте и решающих одинаковые задачи, называется тканью. Из тканей состоят органы, а из систем органов – организм.

Но чтобы пройти путь от зародышевой клетки до организма, необходимо преодолеть множество этапов дифференциации клеток.

Этот процесс представляет собой подготовку клеток к выполнению возложенных на них функций, в результате чего на высоких ступенях развития они теряют способность делиться.

Регенерация

Необходимостью прохождения длительной дифференциации объясняется невозможность истинной регенерации высокоспецифичных тканей и органов, клетки которых находятся на высокой степени своего развития.

В этих органах механические повреждения восстанавливаются путем сращения живых участков соединительной тканью.

То есть полного восстановления клеток, которые находились в этом месте раньше, если они были высокодифференцированными, никогда не произойдет.

[attention type=yellow]

В качестве примеров уместно привести образование рубцов при поражении мышц, в том числе и в сердце. Также в результате поражения мозга или нервов не происходит восстановления нейронов.

[/attention]

После повреждения высокодифференцированной ткани организм вынужден мириться с потерями ее функций.

И лишь использование стволовых клеток, еще не прошедших этап трансформации под действием локальных цитокинов и условий пребывания, оставляет надежду на истинную регенерацию. Но пока это технология будущего.

Рост организма

Дифференциация клеток в организме происходит поэтапно в зависимости от медиаторов и сигналов, которые они получают от регулятора.

Без внешнего фактора трансформация невозможна в том направлении, в котором это требуется для развития.

А при его получении процесс имеет направленный строго типизированный характер, где на каждом этапе имеется система контроля и отсеивания несостоявшихся цитологических популяций.

Потому процесс роста от зародыша до сформировавшегося организма представляет собой запрограммированную в строгой последовательности дифференциацию клеток.

Этот порядок должен неукоснительно соблюдаться, и, пока не произошел один важный этап, другая стадия разделения и цитологической спецификации наступить не должна.

Иначе развитие и рост изначально будут происходить с ошибкой, что приводит к формированию пороков или аномалий развития.

У взрослого организма такой механизм лежит в основе формирования опухолевых клеток. Сложно вообразить, насколько громадное количество этапов должны сменить друг друга в строжайшей последовательности для правильной дифференциации клеток и тканей.

[attention type=red]

Это невероятный механизм, благодаря которому функционирует многоклеточный организм. Он же является наглядной демонстраций тезиса о том, что онтогенез есть краткое повторение филогенеза.

[/attention]

Это означает, что дифференциация клеток происходит в той последовательности, в которой двигалась эволюция.

Гемопоэтическая дифференцировка

Дифференциация клеток крови – наглядный пример стадийности данного процесса у высокоразвитого организма. У человека она начинается от общего предшественника, который называется гемопоэтической стволовой клеткой. Она полипотентная, то есть из нее под действием различных типов цитокинов может формироваться любая клетка крови.

Что важнее, она также является продуктом длительного развития и подготовки к тому, чтобы стать предшественницей гемопоэза. Она прошла стадию дифференциации стволовых клеток, подготовившись лишь к одной цели – стать началом ростков кроветворения.

Другая ткань из нее уже не получится, что отличает ее от недифференцированных стволовых клеток.

Начальный гемопоэз

На первом этапе от стволовой клетки под действием двух принципиально разных факторов развивается две популяции. Под влиянием тромбопоэтина и колониестимулирующего фактора (КСФ) формируется большая клеточная группа предшественников миелопоэза.

От данной группы будут развиваться все моноциты, зернистые лейкоциты, тромбоциты и эритроциты. Как раз образование примитивной клетки-предшественницы и является стартовым этапом разделения гемопоэза на два потока.

Первый поток – это миелопоэз, а второй – лейкопоэз.

В ходе него от этой же полипотентной клетки-предшественницы, но уже под влиянием интерлейкина, формируется клеточная популяция лейкопоэза. От нее будут развиваться Т и В лимфоциты с естественными клетками-убийцами. Разделение на два потока является примером начальной дифференциации клеток.

Это значит, что до момента формирования функционирующих клеток крови пройдет несколько стадий, на каждой из которых изменится фенотип и рецепторный набор. Многие сменят локацию, где разделение и цитологическая спецификация будут происходить под влиянием цитокинов и антигенов с антителами.

Миелопоэз

Основной способной к делению клеткой, которая дает начало всем миелоцитам, является миелоидный росток.

Его развитие идет по двум потокам: первый – образование общего с тромбоцитами и эритроцитами предшественника, а второй – формирование протолейкоцита, от которого возьмет свое начало моноцит и гранулоцит.

Первый поток дифференциации клеток – это процесс их развития под действием колониестимулирующего фактора, тромбопоэтина и интерлейкина 3-го типа.

Предшественники лейкоцитов и моноцитов образуются под действием гемопоэтического колониестимулирующего фактора. Из общего предшественника тромбоцитов и эритроцитов под действием тромбопоэтина и эритропоэтина соответственно, развиваются промежуточные формы клеток. Из них путем так называемого вызревания и дополнительного развития будут сформированы взрослые клетки эритроцитов и тромбоцитов.

Примечательно, что тромбоциты – это, скорее, осколки клетки, предшествующей им, так как на этапе дифференцировки они потеряли ненужные органеллы и ядро. У эритроцитов ядро также было ликвидировано, а цитоплазма заполнилась гемоглобином. Лейкоциты как клетки, развивающиеся на втором потоке миелопоэза, имеют ядро, хотя их степень дифференцировки также очень высокая.

Лейкопоэз

Лимфоцитарная дифференциация клеток – это процесс образования лимфоцитов и естественных клеток-убийц из общего предшественника лимфопоэза.

Она осуществляется преимущественно под влиянием интерлейкинов и изначально также делится на два потока – В-лимфопоэз и Т-лимфопоэз.

Этот этап контролируемого развития дает две популяции унипотентных клеток, предназначенных только для того, чтобы стать промежуточной формой для формирования одного лимфоцитарного ростка.

[attention type=green]

Из Т-ростковой зоны формируется предшественник Т-киллеров и Т-лимфоцитов, а из В-клеточного предшественника влияние интерлейкина-4 формирует В-лимфоцитарную ростковую зону.

[/attention]

Т-киллеры формируются под действием интерлейкина-15, фактора экспрессии соответствующих рецепторов – кластеров дифференцировки (CD). На их основании вся популяция лимфоцитов будет поделена на группы в зависимости от типа своего CD-антигена.

Соответственно этому, иммунноциты будут выполнять различные функции.

Источник: https://FB.ru/article/401693/differentsiatsiya-kletok-eto-opisanie-rasshifrovka-ponyatiya-osobennosti

Клеточная дифференциация у животных и растений / биология

Дифференцировка тканей это

дифференцировка клеток это постепенное явление, благодаря которому мультипотенциальные клетки организмов достигают определенных специфических характеристик. Это происходит в процессе разработки, и о физических и функциональных изменениях свидетельствуют. Концептуально дифференциация происходит в три этапа: определение, правильная дифференциация и созревание.

Эти три упомянутых процесса происходят постоянно в организмах. На первом этапе определения происходит присвоение мультипотентных клеток эмбриона определенному типу клеток; например, нервная клетка или мышечная клетка. При дифференцировке клетки начинают выражать характеристики линии.

Наконец, созревание происходит на последних этапах процесса, где приобретаются новые свойства, которые приводят к появлению признаков у зрелых организмов..

Клеточная дифференциация – это процесс, который очень строго и точно регулируется серией сигналов, которые включают гормоны, витамины, специфические факторы и даже ионы. Эти молекулы указывают на начало сигнальных путей внутри клетки.

Возможно, что конфликты возникают между процессами клеточного деления и дифференцировки; поэтому развитие достигает точки, когда распространение должно перестать приводить к дифференциации.

индекс

  • 1 Общая характеристика
  • 2 Дифференцировка клеток у животных
    • 2.1 Включение и выключение генов
    • 2.2 Механизмы, которые производят клетки разных типов
    • 2.3 Модель дифференцировки клеток: мышечная ткань
    • 2.4 Мастер-гены
  • 3 Дифференцировка клеток у растений
    • 3.1 Меристемы
    • 3.2 Роль ауксинов
  • 4 Различия между животными и растениями
  • 5 ссылок

Общие характеристики

Процесс дифференцировки клеток включает в себя изменение формы, структуры и функции клетки в данной линии. Кроме того, это подразумевает сокращение всех потенциальных функций, которые клетка может иметь.

Изменения регулируются ключевыми молекулами между этими белками и специфическими мессенджерами РНК. Клеточная дифференцировка является продуктом контролируемой и дифференциальной экспрессии определенных генов.

Процесс дифференциации не подразумевает потерю исходных генов; то, что происходит, – это репрессия в определенных местах генетического механизма в клетке, которая находится в процессе развития. Клетка содержит около 30000 генов, но экспрессирует только около 8000 или 10000.

Чтобы проиллюстрировать приведенное выше утверждение был поднят следующий эксперимент: возьмите ядро ​​дифференцированной клетки и тело-амфибии, например, клетки слизистой оболочки intestinal- и имплантированный в лягушки яйца, ядро ​​ранее экстрагировали.

Новое ядро ​​обладает всей необходимой информацией для создания нового организма в идеальных условиях; то есть клетки слизистой оболочки кишечника не потеряли ни одного гена при прохождении процесса дифференцировки.

Дифференцировка клеток у животных

Развитие начинается с оплодотворения. Когда образование морулы происходит в процессах развития зародыша, клетки считаются тотипотентными, что указывает на то, что они способны формировать весь организм..

С течением времени морула становится бластулой, и клетки теперь называются плюрипотентными, потому что они могут образовывать ткани организма. Они не могут сформировать целостный организм, потому что они не способны дать начало внезародышевым тканям..

Гистологически основными тканями организма являются эпителиальные, соединительные, мышечные и нервные..

[attention type=yellow]

По мере вашего продвижения клетки становятся мультипотентными, потому что они дифференцируются в зрелые и функциональные клетки..

[/attention]

-Specifically у животных в metazoos- есть общий генетический путь, который объединяет развитие онтогенеза группы через ряд генов, которые определяют конкретную картину структур тела, путем контроля идентичности сегментов в передне-задней оси животное.

Эти гены кодируют определенные белки, которые имеют ДНК-связывающую аминокислотную последовательность (гомеобокс в гене, гомодомен в белке).

Включение и выключение генов

ДНК может быть модифицирована химическими агентами или клеточными механизмами, которые влияют на – индуцирует или репрессирует – экспрессию генов..

Есть два типа хроматина, классифицированные в зависимости от их экспрессии или нет: эухроматин и гетерохроматин. Первый организован слабо, и его гены экспрессируются, второй имеет компактную организацию и препятствует доступу к транскрипционному механизму..

Было высказано предположение, что в процессах дифференцировки клеток гены, которые не требуются для этой специфической линии, замалчиваются в форме доменов, состоящих из гетерохроматина..

Механизмы, которые производят клетки разных типов

У многоклеточных организмов существует ряд механизмов, которые продуцируют различные типы клеток в процессах развития, такие как сегрегация цитоплазматических факторов и клеточная коммуникация..

Сегрегация цитоплазматических факторов включает неравномерное разделение элементов, таких как белки или РНК-мессенджер, в процессах клеточного деления..

С другой стороны, сотовая связь между соседними клетками может стимулировать дифференциацию нескольких типов клеток..

Такой процесс происходит при образовании глазных пузырьков, когда они встречаются с эктодермой области головного мозга и вызывают утолщение, которое образует пластинки хрусталика. Они сгибаются к внутренней области и формируют линзу.

Модель дифференцировки клеток: мышечная ткань

Одной из наиболее описанных моделей в литературе является развитие мышечной ткани. Эта ткань сложна и состоит из клеток с несколькими ядрами, чья функция заключается в сокращении.

Мезенхимные клетки дают начало миогенным клеткам, которые, в свою очередь, дают начало зрелой скелетной мышечной ткани..

Для того чтобы этот процесс дифференцировки начался, должны присутствовать определенные факторы дифференцировки, которые предотвращают S-фазу клеточного цикла и действуют как генные стимуляторы, которые вызывают изменение.

Когда эти клетки получают сигнал, он инициирует преобразование в направлении миобластов, которые не могут подвергаться процессам деления клеток. Миобласты экспрессируют гены, связанные с сокращением мышц, например, кодирующие белки актина и миозина.

Миобласты могут сливаться друг с другом и образовывать миотубу с более чем одним ядром. На этой стадии происходит производство других белков, связанных с сокращением, таких как тропонин и тропомиозин.

[attention type=red]

Когда ядра движутся к периферической части этих структур, они считаются мышечным волокном.

[/attention]

Как описано, у этих клеток есть белки, связанные с сокращением мышц, но не хватает других белков, таких как кератин или гемоглобин.

Мастер-гены

Дифференциальная экспрессия в генах находится под контролем «мастер-генов». Они находятся в ядре и активируют транскрипцию других генов. Как следует из названия, являются ключевыми факторами, которые отвечают за контроль других генов, направляющих их функции.

В случае дифференцировки мышц специфическими генами являются те, которые кодируют каждый из белков, участвующих в сокращении мышц, а главные гены MyoD и Myf5.

Когда регуляторные мастер-гены отсутствуют, субтермальные гены не экспрессируются. Напротив, когда присутствует мастер-ген, экспрессия генов-мишеней является принудительной.

Существуют главные гены, которые направляют дифференцировку нейронов, эпителиальных, сердечных, среди других.

Дифференцировка клеток у растений

Как и у животных, развитие растений начинается с образования зиготы внутри семени. Когда происходит первое деление клетки, возникают две разные клетки.

Одной из характеристик развития растений является непрерывный рост организма благодаря постоянному присутствию клеток, которые имеют эмбриональный характер. Эти регионы известны как меристемы и являются органами вечного роста..

[attention type=green]

Пути дифференцировки дают начало трем тканевым системам, присутствующим в растениях: протодерме, которая включает дермальные ткани, основные меристемы и замещение.

[/attention]

Продукт отвечает за возникновение сосудистой ткани в растении, образованной ксилемой (переносчик воды и растворенных солей) и флоэмой (переносчик сахаров и других молекул, таких как аминокислоты)..

меристемы

Меристемы расположены на кончиках стеблей и корней. Таким образом, эти клетки дифференцируются и дают начало различным структурам, из которых состоят растения (листья, цветы и др.).

Клеточная дифференциация цветочных структур происходит в определенный момент развития, и меристема становится «соцветием», которое, в свою очередь, формирует цветочные меристемы. Отсюда возникают цветочные кусочки, состоящие из чашелистика, лепестков, тычинок и ковров..

Эти клетки характеризуются наличием небольшого размера, кубовидной формы, тонкой, но гибкой клеточной стенки и цитоплазмы с высокой плотностью и многочисленными рибосомами..

Роль ауксинов

Фитогормоны играют роль в явлениях дифференцировки клеток, особенно ауксины.

Этот гормон влияет на дифференцировку сосудистой ткани в стволе. Эксперименты показали, что применение ауксинов в ране приводит к образованию сосудистой ткани.

Точно так же ауксины связаны со стимуляцией развития сосудистых клеток камбия..

Различия между животными и растениями

Процесс дифференцировки и развития клеток у растений и животных не происходит одинаково.

У животных должны происходить движения клеток и тканей, чтобы организмы приобретали трехмерную конформацию, которая их характеризует. Кроме того, клеточное разнообразие гораздо больше у животных.

Напротив, растения не имеют периодов роста только на ранних стадиях жизни человека; они могут увеличить свои размеры на всю жизнь овоща.

ссылки

  1. Кэмпбелл, Н. А. и Рис, Дж. Б. (2007). биология. Ed. Panamericana Medical.
  2. Cediel, J.F., Cárdenas, M.H., & García, A. (2009). Руководство по гистологии: Основные ткани. Университет Росарио.
  3. Холл, J.E. (2015). Гайтон и Холл, учебник по медицинской физиологии, электронная книга. Elsevier Health Sciences.
  4. Паломеро Г. (2000). Уроки эмбриологии. Университет Овьедо.
  5. Wolpert, L. (2009). Принципы развития. Ed. Panamericana Medical.

Источник: https://ru.thpanorama.com/articles/biologa/diferenciacin-celular-en-animales-y-en-plantas.html

Будь здоров
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: