Determinare

Determinare reprezintă un pas în diferențierea celulelor și contribuie astfel la specializarea țesuturilor. Procesul stabilește un program de dezvoltare pentru celulele ulterioare și privează celulele omnipotente de capacitatea de a genera diferite tipuri de celule. Cu cât un țesut este mai specializat, cu atât este mai mică capacitatea sa de regenerare.

Care este determinarea?

Biologia dezvoltării urmărește dezvoltarea celulelor și țesuturilor într-o stare mai specializată. În timpul acestei dezvoltări, celulele individuale ale unui țesut se schimbă de multe ori până când au obținut specializarea. Schimbarea poate avea loc în direcții diferite și este ireversibilă.

Diferențierea și diviziunea celulară oferă forma vieții multicelulare. Întregul proces de conturare se numește morfogeneză. Celula de ou fertilizată este punctul de plecare al morfogenezei. În cursul proceselor de diferențiere, devine o structură complexă a diferitelor tipuri de celule și tipuri de țesut.

Zigotul are totipotență. Prin urmare, este capabil să dezvolte toate tipurile de celule din organism. Diviziunea celulară creează celule fiice individuale din zigot. Aceste celule fiice se specializează în anumite roluri în funcție de părinții lor. Această etapă de divizare a celulelor merge mână în mână cu ceea ce este cunoscut sub numele de determinare. Direcția de specializare este transferată epigenetic la toate generațiile celulare ulterioare. Prin urmare, determinarea determină programul de dezvoltare a celulelor ulterioare.

Funcție și sarcină

Determinarea este un pas către diferențiere și oferă organismelor forma lor prin contribuția la specializarea celulelor și țesuturilor. Această specializare are loc în timpul embriogenezei pentru a determina modelele de atașare ale celulelor și țesuturilor. Probabil, determinarea se realizează prin activarea setului genic respectiv.

Biologia dezvoltării diferențiază între determinarea stabilă și instabilă. O celulă determinată își menține întotdeauna programul de dezvoltare. Acest lucru se aplică și în cazul în care migrează din locația inițială într-o altă locație din organism sau este transplantat acolo. Potența unei anumite linii celulare este limitată și mai departe prin determinare. Celulele stem pluripotente ale embrionului pot produce orice tip de celule. Celulele stem multipotente nu mai pot produce toate tipurile de celule, ci doar celulele. La sfârșitul determinării, există celule ale corpului diferențiate ireversibil și funcționale, care adesea nu mai au capacitatea de a se diviza și au doar o durată de viață limitată.

Determinarea poate avea loc în direcții diferite. Aceasta înseamnă că celulele pot schimba determinarea în anumite circumstanțe. Acest proces este cunoscut și sub denumirea de transdeterminare. Celulele își pierd diferențierea, astfel că se diferențiază. După dediferențiere, s-ar putea să se poată diferenția din nou. Noua diferențiere este denumită apoi transdiferențiere. Aceste fenomene sunt implicate în vindecarea rănilor și dezvoltarea cancerului.

Plantele diferă de animale din punct de vedere al determinării și diferențierii. Au celule meristematice care se specializează în divizarea și crearea de țesuturi noi. Spre deosebire de animale, cu toate acestea, celulele diferențiate din plante nu sunt adesea determinate sau programate doar într-o măsură limitată. Majoritatea celulelor plantelor păstrează astfel capacitatea de a împărți și de a genera diferite tipuri de celule.

Boli și afecțiuni

Cu cât este mai diferențiat un anumit țesut, cu atât se va recupera mai rău de la pagube și răni. Regenerarea totală poate avea loc numai în țesuturile capabile de diviziune celulară. Capacitatea unui țesut rănit de a se regenera depinde de gradul de specializare.

Regenerarea poate avea loc complet, incomplet sau deloc. Odată cu creșterea diferențierii, capacitatea de regenerare scade. În țesutul nervos și în țesuturile inimii, de exemplu, apar celule miocardice și celule nervoase cu specializare deosebit de ridicată. Aceste celule nu se mai pot diviza. Deteriorarea inimii sau a sistemului nervos central vindecă numai defectul.

În schimb, celulele sanguine și celulele epiteliale sunt mai puțin diferențiate. Ele sunt re-formate permanent din celule slab diferențiate. Pentru a obține rezultate mai bune de vindecare, medicina modernă se bazează pe așa-numita terapie cu celule stem. Această metodă de terapie include toate procedurile de terapie medicală care utilizează celulele stem ca o componentă centrală a tratamentului. Cea mai veche și mai cunoscută terapie cu celule stem este tratamentul leucemiei.

Celulele stem pot fi izolate atât de țesutul embrionar cât și de cel adult. Celulele stem embrionare sunt încă atotputernice și, prin urmare, se pot diferenția în toate țesuturile. Celulele stem embrionare produc rapid un număr mare de celule care se pot introduce în orice țesut deteriorat. Cu toate acestea, rata mare de diviziune a celulelor stem embrionare este asociată cu riscul bolilor tumorale. Astfel, cercetarea determinării joacă, de asemenea, un rol crescut pentru creșterea țesuturilor în contextul unei boli tumorale.

Determinarea este, de asemenea, relevantă pentru a lua în considerare diferite malformații sau mutații. Dacă celulele disponibile pentru determinare nu acoperă toate programele de dezvoltare, atunci în cel mai rău caz celulele unui anumit tip de țesut nu se pot dezvolta. Erorile de determinare pot avea consecințe grave. Cu toate acestea, prin posibilitatea transdeterminării, erorile de determinare pot fi corectate într-o anumită măsură. Dacă nu există nicio corecție sau dacă corecția este incorectă, atunci anumite țesuturi pot fi supradezvoltate, în timp ce altele sunt subdezvoltate.