Дифференцировка клетки

Дифференциация клеток в растениях

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

Одна из характеристик развития растений — непрерывный рост организма благодаря постоянному присутствию клеток, имеющих эмбриональный характер. Эти области известны как меристемы и являются органами постоянного роста.

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

Prochange отвечает за создание сосудистой ткани в растении, образованной ксилемой (переносчиком воды и растворенных солей) и флоэмой (переносчиком сахаров и других молекул, таких как аминокислоты).

Дифференциация рака крови

Одна из причин, по которой существует так много разных видов лимфом, заключается в том, что иммунные клетки проходят множество стадий развития, дифференцировки и созревания.7 Если вы когда-либо изучали развитие клеток крови или гематопоэз, вы знаете, что это непросто — существует множество стадии и разные типы незрелых клеток.

В случае рака крови, такого как лейкемия или лимфома, раковые лейкоциты или лимфоциты различаются по степени дифференцировки.8 Когда возникает рак, он часто блокирует клетку и все ее злокачественное потомство на той стадии развития, на которой рак началось.9

Плохо дифференцированные клетки могут быть похожи по внешнему виду на исходные клетки, из которых они произошли, но они могут быть не в состоянии выполнять все функции, ожидаемые от здоровых иммунных клеток.10 Клетки, которые плохо дифференцированы, менее зрелые, с большей вероятностью будут быстро расти , а также в целом более восприимчивы к химиотерапии.

Хорошо дифференцированные клетки очень похожи на зрелые, поэтому они имеют тенденцию к более медленному делению и росту.3 Злокачественные клетки, которые хорошо дифференцированы, как и их нормальные аналоги, имеют тенденцию к медленному росту.

В некоторых случаях информация о дифференцировке может повлиять на прогноз и помочь в принятии решения о лечении.11 В целом, хорошо дифференцированный означает рак более низкой степени, а низкодифференцированный — злокачественное новообразование более высокой степени.

Дифференцировка клеток у растений

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..

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

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..

Дедифференцировка

Микрофотографиялипосаркомылипобластываскуляризацияжировая тканьОкраска HE

Дедифференцировка или интеграция — это клеточный процесс, часто наблюдаемый у более базальных форм жизни, таких как черви и земноводных, у которых частично или окончательно дифференцированная клетка возвращается на более раннюю стадию развития, обычно как часть регенеративного процесса. Дедифференцировка происходит и у растений. Клетки в культуре клеток могут потерять свойства, которыми они изначально обладали, такие как экспрессия белка, или изменить форму. Этот процесс также называется дедифференцировкой.

Некоторые полагают, что дедифференцировка — это нарушение нормального цикла развития, которое приводит к раку, тогда как другие считают, что это естественная часть иммунного ответа, утраченного из-за люди в какой-то момент в результате эволюции.

Обнаружена небольшая молекула, названная реверсином, аналог пурина, которая, как было доказано, вызывает дедифференцировку в мышечных трубках. Эти дедифференцированные клетки могут затем повторно дифференцироваться в остеобласты и адипоциты.

Российские ученые выяснили, что стволовые клетки способны сами определять свою судьбу

Группа ученых из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Института физиологии имени И.П. Павлова и Института биологии гена РАН выяснили, что пласт из стволовых клеток обладает очень неоднородной структурой. Для него характерны произвольно сформировавшиеся плотные образования, в которых клетки дифференцируются в кости и хрящи более эффективно, чем остальные. Подобное явление происходит в процессе формирования соединительных тканей плода в утробе матери. Исследование российских ученых опубликовано в научном издании Biomedicines.

Как известно, регенерация выполняет одну из главных защитных функций любого живого организма. В многоклеточных системах обновлением тканей занимаются разнообразные стволовые клетки, обладающие уникальной способностью дифференциации ― превращения в особые клетки одной или нескольких тканей.

Мультипотентные мезенхимные стромальные клетки (ММСК) занимают главное место в процессе регенерации: они служат источником формирования костей, хрящей и жировых тканей. Эти клетки содержатся практически во всех органах. Благодаря сигнальным молекулам костный мозг отправляет ММСК по кровеносным сосудам в участки организма, которые требуют срочного восстановления тканей. Ученые задались вопросом, как именно клетки самостоятельно формируются в упорядоченную структуру, даже если те находятся в самых неподходящих условиях для жизни.

Павел Макаревич, участник исследования, заведующий лабораторией генно-клеточной терапии, кандидат медицинских наук, доцент факультета фундаментальной медицины МГУ имени М.В. Ломоносова, рассказал, что механизм самоорганизации ММСК определяет построение стромы, соединительнотканного компонента любого органа. Взаимодействие ММСК и стромы способствуют выживанию, делению, дифференцировке и миграции стволовых и специализированных клеток. Таким образом, строма определяет дальнейшую судьбу клеток в поврежденной ткани.

В основу исследования легла клеточная модель первичной соединительной ткани на основе пласта, которую также используют при хирургическом устранении повреждений организма. Эти пласты синтезируют в той же среде, в которой формируются костные, жировые и хрящевые ткани. Ученые следили, как изменяется процесс формирования структур ММСК, чтобы оценить различные варианты дифференциации клеток.

В ходе эксперимента клетки формировали уплотнения, в которых создавались соединительные ткани, которые по строению напоминали костные и хрящевые. Впоследствии оказалось, что в этих уплотнениях резко повышалась активность генов, которые отвечают за формирование преимущественно плотных тканей. Также ученые выяснили, что эти гены подавляют образование белковых структур, которые помогают стромальным клеткам преобразовываться в жировые ткани: похожее явление отмечают во время беременности, когда формируются соединительные ткани плода.

Поликистозная болезнь почек
Слезотечение
Цитология (гистология) биопсии наружного уха при воспалении и опухоли
Портопульмональная гипертензия
Эпидермальный стафилококк. Staphylococcus epidermidis. Факторы патогенности эпидермального стафилококка. Микробиологическая диагностика эпидермального стафилококкаd.

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ КЛЕТОК

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ КЛЕТОК, процесс приобретения клетками зародыша особых черт для выполнения специализированных функций. Первоначально все клетки зародыша одинаковы, однако вскоре начинается их дифференциация на различные типы, например, костные клетки, мозговые клетки, сердечные клетки, мышечные клетки и т.д. Тот же процесс протекает и у взрослых растений и животных, когда происходит регенерация потерянных или поврежденных тканей.

Научно-технический энциклопедический словарь .

Смотреть что такое «ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ КЛЕТОК» в других словарях:

дифференциация клеток — ląstelių diferenciacija statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Vyksmas, kurio metu vienos ląstelės palikuonys pasiekia tam tikrą vėliau išlaikomą sandaros ir funkcijų specializaciją. atitikmenys: angl. cytodifferentiation rus. дифференциация … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

дифференциация — и, ж. différenciation f., нем. Differentiation &LT;лат. differentia различие. Разделение целого на различные части, формы, ступени. Политическая дифференциация общества. Дифференциация языков. Дифференциация клеток. БАС 2. Дифференциация… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

Клеток дифференциация — * клетак дыферэнцыяцыя * cell differentiation процесс, в результате которого потомки одной клетки достигают определенной специализации структуры и функций и сохраняют их () … Генетика. Энциклопедический словарь

дифференциация пола — Генетически детерминированный процесс превращения половых клеток в оогонии и сперматогонии в процессе закладки и развития половых органов; в основе Д.п. лежит хромосомная детерминация пола (половые хромосомы, или пол детерминирующие аутосомные… … Справочник технического переводчика

Дифференциация пола — * дыферэнцыяцыя полу * sex differentiation генетически детерминированный процесс превращения половых клеток в оогонии и сперматогонии в процессе закладки и развития половых органов. В основе Д. п. лежит хромосомная детерминация пола (половые… … Генетика. Энциклопедический словарь

Дифференциация — (лат. differenciatia различие) 1. развитие специализированных клеток из стволовых клеток или бластомеров (греч. blastos росток, meros доля); 2. способность различать сходные стимулы и реагировать на них избирательным образом (например,… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

дифференциация пола — sex differentiation дифференциация пола. Генетически детерминированный процесс превращения половых клеток в оогонии и сперматогонии в процессе закладки и развития половых органов; в основе Д.п. лежит хромосомная детерминация пола (половые… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ — 1. В эмбриологии – процесс, посредством которого группа изначально подобных клеток продуцирует ряд клеток различных видов. 2. В социологии – процесс, в ходе которого внутри общества формируются группы, роли, статусы и т.д. В психологии имеется… … Толковый словарь по психологии

Дифференциация (Differentiation) — 1. В эмбриологии этап эмбрионального развития, во время которого неспециализированные клетки или ткани становятся специализированными и начинают приспосабливаться к выполнению определенных функций. 2. В онкологии степень сходства опухолевых… … Медицинские термины

дифференциация — процесс приобретения различий в строении между однородными структурными элементами организма для выполнения разных функций, напр. Д. клеток меристем при образовании постоянных тканей … Анатомия и морфология растений

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..

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

-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.

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

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.

Ссылка

Альбертс, Б., Д. Брей, Дж. Льюис, М. Рафф, К. Робертс и Дж. Д. Уотсон. 1994. Глава 21. Клеточные механизмы развития. Память ячеек, определение ячеек и концепция позиционных значений. В B. Alberts et al., Молекулярная биология клетки, 3-е издание. Проверено 15 ноября 2007 года.
Браудер, Л. В. 1996. Определение и дифференциация клеток: мышечная парадигма. В Л. В. Браудере (ред.), Продвинутая биология развития. Университет Калгари. Проверено 15 ноября 2007 года.
NCBI. 2004. Что такое клетка ?. Учебник по науке. Национальный центр биотехнологической информации. Проверено 15 ноября 2007 года.
Thomson Learning. 2002. Как одноклеточная зигота дает начало сложному организму со многими специализированными частями? Биология, 6-е издание. Thomson Learning. Проверено 15 ноября 2007 года.

Клетки млекопитающих

Разделение клеток млекопитающих на три категории: клетки зародышевой линии , соматические клетки и стволовые клетки . Каждая из примерно 10 14 (ста триллионов) клеток человеческого тела имеет свою собственную копию (-ы) генома , за исключением некоторых клеток, которые потеряли свое ядро во время дифференцировки, таких как красные кровяные тельца . Большинство этих клеток диплоидны , то есть имеют по две копии каждой хромосомы . Эти клетки называются соматическими клетками. Большинство клеток, составляющих человеческое тело, относятся к этой категории.

Клетки зародышевой линии — это клетки, которые в конечном итоге дают начало гаметам — ооцитам и сперматозоидам — и являются единственными клетками , передающими свой генетический материал последующим поколениям. Стволовые клетки, с другой стороны, обладают способностью делиться очень большое количество раз и превращаться в специализированные клетки, одновременно восстанавливаясь.

Дифференциация в процессе развития

Развитие начинается , когда сперматозоид оплодотворяет в яйцо и создает единственный элемент , который потенциально может образовывать весь организм. В первые дни после оплодотворения эта яйцеклетка делится на несколько одинаковых клеток. У человека примерно через четыре дня после оплодотворения и после нескольких клеточных циклов эти клетки начинают специализироваться и образуют полую сферу, называемую бластоцистой . Он состоит из слоя внешних клеток (периферических клеток или трофэктодермы ) и группы внутренних клеток, называемых клетками внутренней массы. Именно эти клетки будут формировать все ткани человеческого тела. Несмотря на это, они больше не могут индивидуально формировать целый организм: их квалифицируют как плюрипотентные. Затем эти клетки продолжают постепенно определяться до тех пор, пока они не дадут стволовые клетки, которые дадут клетки четко определенных типов. Например, стволовые клетки крови , расположенные в костном мозге производят красные клетки крови , белые клетки крови и тромбоциты .

Дифференциация на протяжении жизни

Дифференциация стволовых клеток — это механизм, который позволяет людям обновлять свои клетки. Базальная часть кожи состоит из стволовых клеток, которые дифференцируются асимметрично: стволовые клетки дают начало клеткам кожи ( кератиноцитам ) и стволовым клеткам. Образовавшаяся клетка кожи постепенно мигрирует на поверхность кожи. Таким образом, наш эпидермис постоянно обновляется.

Точно так же кишечник покрыт небольшими выступами — ворсинками. Внизу его выступов находится крипта, в которой находится стволовая клетка. Дочерние клетки последних постепенно перемещаются вверх по ворсинкам. Как только они оказываются на определенном расстоянии от дна крипты, они перестают ощущать действие белков Wnt (которые ингибируют дифференцировку). Таким образом, они становятся эндотелиальными клетками.

Дедифференциация

Поэтому следует отметить, что по мере дифференциации клеток количество типов клеток, которые они могут продуцировать, уменьшается, отсюда и название специализации. Однако в определенной степени существуют явления дедифференцировки, благодаря которым относительно специализированные клетки могут снова стать менее специализированными. Этот тип механизма остается ограниченным, поскольку во время дифференциации эпигенетический материал (в частности) необратимо модифицируется.

У животных это явление редко встречается в естественном состоянии, но мы можем привести пример хвоста тритона : после разрезания клетки культи дедифференцируются, чтобы иметь возможность преобразовать все ткани хвоста. …

Дифференцировка клеток у животных

Развитие начинается с оплодотворения. Когда образование морулы происходит в процессе развития эмбриона, клетки считаются тотипотентными, что указывает на их способность формировать весь организм.

Со временем морула становится бластулой, и теперь клетки называют плюрипотентными, потому что они могут образовывать ткани организма. Они не могут сформировать целостный организм, потому что не способны давать начало экстраэмбриональным тканям.

Гистологически основные ткани организма — эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная.

По мере дальнейшего развития клетки становятся мультипотентными, поскольку дифференцируются в зрелые и функциональные клетки.

У животных, особенно у многоклеточных животных, существует общий путь генетического развития, который объединяет онтогенез группы благодаря ряду генов, которые определяют конкретный образец структур тела, контролируя идентичность сегментов в переднезадней оси. животного.

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

Влияние окружающей среды на дифференциацию клеток

Дифференциация клеток — это процесс, в результате которого из одной и той же зиготы образуются различные типы клеток с разными функциями и структурой. Окружающая среда играет важную роль в этом процессе, поскольку она может влиять на режим работы генов и активность различных сигнальных путей, что определяет развитие и специализацию клеток.

Вот некоторые основные механизмы, с помощью которых окружающая среда влияет на дифференциацию клеток:

Сигналы от соседних клеток. Многие типы клеток получают сигналы от клеток, которые окружают их. Эти сигналы могут иметь физическую или химическую природу. Они могут включать в себя пространственные ограничения, механическое воздействие или молекулярные сигналы. Такие сигналы могут активировать определенные гены, способствовать перераспределению цитоплазмы или изменению структуры клетки.
Градиенты морфогенных веществ. Концентрация морфогенных веществ, таких как морфогенный белок Dpp (развитие мухи Drosophila melanogaster), может изменяться в зависимости от окружающей среды. Эти вещества играют ключевую роль в ориентации клеток и предоставляют клеткам информацию о том, где они находятся в организме, и как им дифференцироваться.
Механические факторы. Растяжение, сжатие и другие механические силы, которые испытывает клетка от окружающей среды, могут влиять на ее форму и функцию. Например, мышцы дифференцируются и строятся в ответ на механическое растяжение, связанное с ростом организма.
Факторы, связанные с клеточным контактом и взаимодействием. Адгезия клеток и их взаимодействие с другими клетками также могут оказывать влияние на дифференциацию. Например, клетки эпителия имеют свойства, которые различаются в зависимости от того, находятся ли они на верхней или нижней поверхности ткани.
Химические факторы. Различные химические сигналы в окружающей среде могут воздействовать на клетки и влиять на их дифференциацию. Например, специфические факторы роста или гормоны могут активировать определенные гены и вызывать изменения в клетке.

Все эти факторы взаимодействуют между собой и образуют сложную сеть, которая регулирует дифференциацию клеток. Понимание влияния окружающей среды на этот процесс поможет улучшить наши знания о развитии организмов и может иметь важные практические применения в медицине и биотехнологии.

Что такое деление клеток?

Деление клеток — это процесс производства дочерних клеток путем расщепления единственной родительской клетки. Согласно современной клеточной теории, новые клетки происходят из уже существующих. Следовательно, деление клеток — это процесс производства новых клеток из существующих. Ядерное деление и цитокинез являются основными этапами деления клеток. Ядерное деление производит генетический материал, необходимый для новых клеток, в то время как цитокинез разделяет цитоплазму и производит дочерние клетки.

Существует два основных типа клеточного деления: митоз (вегетативное деление клеток) и мейоз (деление клеток для образования гамет)

Вегетативные клетки делятся путем митоза, что важно для роста, восстановления и бесполого размножения. Образование гамет — важный фактор полового размножения

Гаметы образуются в результате деления мейотических клеток. Мейоз усиливает генетическую изменчивость за счет слияния мужских и женских гамет, случайного распределения хромосом, кроссинговера и рекомбинации гомологичных хромосом.

Модель дифференцировки клеток: мышечная ткань

Одна из наиболее хорошо описанных моделей в литературе — это развитие мышечной ткани. Эта ткань сложна и состоит из клеток с множеством ядер, функция которых заключается в сокращении.

Мезенхимные клетки дают начало миогенным клеткам, которые, в свою очередь, дают начало зрелой ткани скелетных мышц.

Чтобы этот процесс дифференцировки начался, должны присутствовать определенные факторы дифференцировки, которые предотвращают S-фазу клеточного цикла и действуют как стимуляторы генов, вызывающих изменения.

Когда эти клетки получают сигнал, он инициирует трансформацию в сторону миобластов, которые не могут подвергаться процессам клеточного деления. Миобласты экспрессируют гены, связанные с сокращением мышц, такие как гены, кодирующие белки актина и миозина.

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

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

Как описано, в этих клетках есть белки, связанные с сокращением мышц, но отсутствуют другие белки, такие как кератин или гемоглобин.

Проблема детерминации и дифференциации клеток

Дифференциация клеток в растениях

Дифференциация рака крови