Az emberi testben több mint 200 sejttípust izoláltak, amelyek mindegyikének ugyanaz az örökletes kódja. Mindegyik először egy egysejtű, majd egy többsejtű embrióból fejlődött ki, amely valamivel később három csírarétegre osztódott. Mindegyik részéből testszövetek fejlődtek ki, amelyekben megközelítőleg azonos típusú sejtek találhatók. Ugyanakkor szinte mindegyik ugyanabból az elődcsoportból fejlődött ki. Ezt a folyamatot sejtdifferenciálódásnak nevezik. Ez a sejt lokális adaptációja a test valós szükségleteihez, az örökletes kódjában programozott funkciók megvalósítása.
A sejtek és szövetek jellemzése
A test szomatikus sejtjei ugyanazzal a kromoszómakészlettel rendelkeznek, függetlenül a funkcionális céltól. Fenotípusukban azonban különböznek, amit a különféle helyi feladatok ellátására való felkészültségük magyarázbiológiai szövetek. A fenotípus egy meghatározott genetikai halmaz kifejeződésének eredménye egy meghatározott környezetben. Különböző körülmények között az azonos genetikai anyaggal rendelkező sejtek eltérő módon fejlődnek, eltérő morfológiai jellemzőkkel rendelkeznek, és meghatározott funkciókat látnak el.
Egy magasan fejlett szervezetnek szüksége van erre a szerveit alkotó számos szövet kialakulásához. Ebben az esetben a szövetek a szár-prekurzorok homogén csoportjából jönnek létre. Ezt a folyamatot sejtdifferenciálódásnak nevezik. Ez egy olyan eseménylánc, amelynek célja a sejtpopuláció növekedése a test biológiai szöveteinek növekedéséhez és fejlődéséhez szükséges előre meghatározott kritériumok szerint. Ez egy szervezet növekedésének és többsejtű szerveződésének az alapja.
A megkülönböztetés lényege
A molekuláris biológia szempontjából a sejtdifferenciálódás a kromoszómák egyes részei aktiválásának, más részeinek deaktiválásának folyamata. Vagyis a kromoszómák szakaszainak kompakt összecsomagolása vagy letekercselése, amely elérhetővé teszi őket az örökletes információk olvasásához. Konjugált állapotban, amikor a gének heterokromatinba vannak csomagolva, a leolvasás lehetetlen, a kiterjesztett formában pedig elérhetővé válnak a genetikai kód kívánt szakaszai a hírvivő RNS és az azt követő expresszió számára. Ez azt jelenti, hogy a sejtdifferenciálódás ugyanazon típusú kromatin csomagolás nem szigorúan szabályozott tipizálása.
Citokinek és hírvivők
Ennek eredményeként a sejtek egy csoportja azonossá váltkörülmények és hasonló morfológiai jellemzőkkel rendelkező kromoszómák azonos szakaszai depriralizálódnak. És az intercelluláris hírvivőknek, a sejtdifferenciálódás helyi szabályozóinak való kitettség során a gének kívánt szakaszai aktiválódnak, és expressziójuk megtörténik. Ezért a biológiai szövetek sejtjei ugyanazokat az anyagokat termelik és hasonló funkciókat látnak el, amelyekhez ez a folyamat biztosított. Ebből a szempontból a sejtdifferenciálódás a molekuláris faktorok (citokinek) irányított hatása a genetikai információ kifejezésére.
Membránreceptorok
Az azonos szövet sejtjei hasonló membránreceptorokkal rendelkeznek, amelyek jelenlétét az immunrendszer T-ölői szabályozzák. A kívánt típusú sejtreceptor elvesztése, vagy egy másik, nem adott lokalizációra szánt receptor expressziója az onkogenezis veszélye miatt irányított celluláris agressziót vált ki a „sértő” ellen. Az eredmény annak a sejtnek a megsemmisülése lesz, amelynek differenciálódása nem követte a speciális szabályozók intercelluláris hírvivőinek befolyása által előírt szabályokat.
Immundifferenciálódás
Az immunsejtek speciális receptormolekulákkal, úgynevezett differenciációs klaszterekkel rendelkeznek. Ezek az úgynevezett markerek, amelyek segítségével megérthetjük, hogy az immunociták milyen körülmények között fejlődtek ki, és milyen célokra szánják őket. Hosszú és összetett differenciálódási folyamaton mennek keresztül, amelynek minden szakaszában az elégtelen számú receptort kifejlesztett limfocitacsoportok eliminálódnak és megsemmisülnek, vagy kölcsönhatásbanaz antitestek „nem megfelelőséget” észleltek.
Sejtcsoportok és szövetek
A legtöbb testsejt két részre osztódik a mitotikus szaporodás során. Az előkészítő szakaszban a genetikai információ megduplázódik, majd két, hasonló génkészlettel rendelkező leánysejt jön létre. Nemcsak a kromoszómák aktív részei másolhatók, hanem a konjugáltak is. Ezért a szövetekben az osztódás után differenciált sejtek két új leánysejtet eredményeznek, amelyek genetikai anyaga hasonló a teljes szomatikus kromoszómakészlethez. Más sejtekké azonban nem tudnak differenciálódni, mivel nem tudnak természetes módon vándorolni más élőhelyi feltételek felé, azaz más differenciálódási hírvivők felé.
Sejtpopuláció növekedése
Két leánysejt osztódása után azonnal kapnak egy speciális organellumkészletet, amelyet az anyától örököltek. Ezek a legkisebb funkcionális elemek már felkészültek arra, hogy egy adott biológiai szövetben elvégezzék a szükséges feladatokat. Ezért a leánysejtnek csak az endoplazmatikus retikulum üregeinek térfogatát és méretét kell növelnie.
A sejtfejlődés célja továbbá a megfelelő tápanyagellátás és kötött oxigén beszerzése. Ennek érdekében oxigén- vagy energiaéhezés esetén angiogenezis faktorokat bocsát ki a sejtközi térbe. E horgonyok mentén új kapilláris erek sarjadnak ki, amelyek táplálják a csoportot.cellák.
Sejtnövekedésnek nevezzük azt a folyamatot, amely a méretnövekedés, a megfelelő oxigén- és energiaszubsztrát-utánpótlás, valamint az intracelluláris organellumok megnövekedett fehérjetermeléssel történő bővülésének folyamatát jelenti. Egy többsejtű szervezet növekedésének hátterében áll, és számos proliferációs faktor szabályozza. Egy ponton, amikor eléri a maximális méretet, kívülről érkező jelre vagy véletlenül a kifejlett sejt ismét felére fog osztódni, tovább növelve a biológiai szövet és a szervezet egészének méretét.
Mezodermális differenciálódás
Az őssejtek és fejlettebb "leszármazottjaik" differenciálódásának egyértelmű bizonyítékaként érdemes megfontolni az emberi test mezodermális csírarétegének átalakulását. A mezodermából - azonos szerkezetű és differenciációs faktorok jelenlétében fejlődő őssejtek csoportja - olyan sejtpopulációk származnak, mint a nefrotóm, somit, splanchnotom, splanchnotomalis mesenchyma és paramezonefrikus csatorna.
Minden ilyen populációból a differenciálódás köztes formái származnak, amelyekből később egy felnőtt szervezet sejtjei születnek. Különösen három sejtcsoport fejlődik ki a somitból: myotome, dermatoma és sclerotoma. A myotome sejtekből izomsejtek, szklerotóm - porc és csont, dermatóm - a bőr kötőszövete jön létre.
A nefrotóm a vesék és a vas deferens hámszövetét hozza létre, és a méhhám elkülönül a paramezonefrikus csatornátólcsövek és a méh. A splanchnotome sejtek fenotípusát differenciációs faktorok segítségével készítik elő a mezotéliummá (pleura, pericardium és peritoneum), szívizomba, mellékvesekéregbe történő átalakuláshoz. A splanchnotom mezenchimája a vér, a kötő- és simaizomszövet, az erek és a mikrogliasejtek sejtpopulációinak kiindulási anyaga.
A sejtek növekedése ezekben a populációkban, többszörös osztódása és differenciálódása az alapja a többsejtű szervezet életképességének támogatásának. Ezt a folyamatot hisztogenezisnek is nevezik – a sejtes prekurzorokból származó szövetek fejlődése a fenotípus differenciálódása és átalakulása következtében, a fejlődésüket szabályozó extracelluláris tényezők hatására.
Növényi sejtdifferenciáció
A növényi sejtek funkciói a helyüktől, valamint a növekedésmodulátorok és -szuppresszorok jelenlététől függenek. A magok összetételében lévő növény embriójának nincs vegetatív és csíraterülete, ezért csírázás után ki kell fejlesztenie azokat, ami szükséges a szaporodáshoz és növekedéshez. És amíg a csírázásához el nem jön a kedvező idő, addig nyugalmi állapotban marad.
A növekedési jel vételének pillanatától kezdve a növényi sejtek funkciói a méret növekedésével együtt megvalósulnak. Az embrióban lerakódott sejtpopulációk egy differenciálódási fázison mennek keresztül, és transzportutakká, vegetatív részekké, csírastruktúrákká alakulnak.
