Cellulaire differentiatie bij dieren en planten

de celdifferentiatie het is het geleidelijke verschijnsel waardoor de multipotentiële cellen van organismen bepaalde specifieke kenmerken bereiken. Het komt voor tijdens het ontwikkelingsproces en fysieke en functionele veranderingen worden bewezen. Conceptueel vindt differentiatie plaats in drie fasen: bepaling, juiste differentiatie en rijping.

Deze drie genoemde processen vinden continu plaats in organismen. In de eerste fase van de bepaling vindt de toewijzing van multipotente cellen in het embryo aan een gedefinieerd type cel plaats; bijvoorbeeld een zenuwcel of een spiercel. Bij de differentiatie beginnen de cellen de kenmerken van de afstamming uit te drukken.

Ten slotte vindt rijping plaats in de laatste stadia van het proces, waarbij nieuwe eigenschappen worden verworven die resulteren in het verschijnen van kenmerken in rijpe organismen..

Celdifferentiatie is een proces dat op een zeer strikte en nauwkeurige manier wordt gereguleerd door een reeks signalen die hormonen, vitamines, specifieke factoren en zelfs ionen omvatten. Deze moleculen geven het begin aan van signaleringsroutes in de cel.

Het is mogelijk dat er conflicten optreden tussen de processen van celdeling en differentiatie; daarom bereikt de ontwikkeling een punt waarop proliferatie niet langer differentiatie hoeft te veroorzaken.

index

• 1 Algemene kenmerken
• 2 Celdifferentiatie bij dieren
  • 2.1 Genen aan- en uitzetten
  • 2.2 Mechanismen die verschillende celtypen produceren
  • 2.3 Model van celdifferentiatie: spierweefsel
  • 2.4 Meestergenen
• 3 Celdifferentiatie in planten
  • 3.1 Meristemas
  • 3.2 Rol van auxines
• 4 Verschillen tussen dieren en planten
• 5 Referenties

Algemene kenmerken

Het proces van celdifferentiatie omvat de verandering in vorm, structuur en functie van een cel in een bepaalde afstamming. Bovendien impliceert het de reductie van alle potentiële functies die een cel kan hebben.

De verandering wordt beheerst door sleutelmoleculen, tussen deze eiwitten en specifieke boodschapper-RNA's. Celdifferentiatie is het product van de gereguleerde en differentiële expressie van bepaalde genen.

Het proces van differentiatie impliceert niet het verlies van initiële genen; wat er gebeurt, is een repressie op specifieke plaatsen van de genetische machinerie in de cel die het ontwikkelingsproces ondergaat. Een cel bevat ongeveer 30.000 genen, maar spreekt slechts ongeveer 8000 of 10.000 uit.

De bovenstaande verklaring het volgende experiment werd verhoogd illustreren: neem de kern van een gedifferentieerde cel en het lichaam van een amfibie, bijvoorbeeld een cel van de mucosa darm- en geïmplanteerd in een kikker ei waarvan de kern is eerder geëxtraheerd.

De nieuwe kern heeft alle nodige informatie om een ​​nieuw organisme te creëren in perfecte omstandigheden; dat wil zeggen dat de cellen van het darmslijmvlies geen enkel gen hadden verloren bij het ondergaan van het proces van differentiatie.

Celdifferentiatie bij dieren

De ontwikkeling begint met bemesting. Wanneer morula-vorming optreedt in de ontwikkelingsprocessen van het embryo, worden de cellen als totipotent beschouwd, wat aangeeft dat ze in staat zijn om het geheel van een organisme te vormen.

Met het verstrijken van de tijd wordt de morula een blastula en worden de cellen nu pluripotent genoemd, omdat ze de weefsels van het organisme kunnen vormen. Ze kunnen niet het volledige organisme vormen omdat ze niet in staat zijn om de extra-embryonale weefsels te veroorzaken.

Histologisch gezien zijn de fundamentele weefsels van een organisme het epitheliale, het verbindende, het spier- en het zenuwstelsel..

Naarmate je verder gaat, zijn de cellen multipotent, omdat ze differentiëren in volwassen en functionele cellen.

-Met name bij dieren metazoos- is er een gemeenschappelijke genetische route die ontwikkeling ontogenie groep verenigt met een reeks van genen die specifiek patroon van de lichaamsstructuren te definiëren, door het regelen van de identiteit van de segmenten in de sagittale as van het dier.

Deze genen coderen voor bepaalde eiwitten die een DNA-bindende aminozuursequentie delen (homeobox in het gen, homodomein in het eiwit).

In- en uitschakelen van genen

DNA kan worden gemodificeerd door chemische agentia of door cellulaire mechanismen die de expressie van genen beïnvloeden - induceert of onderdrukt.

Er zijn twee soorten chromatine, ingedeeld naar hun expressie of niet: euchromatin en heterochromatin. De eerste is op een lakse manier georganiseerd en zijn genen zijn uitgedrukt, de tweede heeft een compacte organisatie en voorkomt toegang tot de transcriptiemachines.

Er is voorgesteld dat, in celdifferentiatieprocessen, genen die niet vereist zijn voor die specifieke lijn worden gedempt in de vorm van domeinen die zijn samengesteld uit heterochromatine.

Mechanismen die verschillende celtypen produceren

In meercellige organismen bestaat een reeks mechanismen die verschillende soorten cellen produceren in de ontwikkelingsprocessen, zoals de scheiding van cytoplasmatische factoren en celcommunicatie..

De segregatie van cytoplasmatische factoren impliceert de ongelijke scheiding van elementen zoals eiwitten of boodschapper-RNA bij de celdeling..

Aan de andere kant kan cellulaire communicatie tussen naburige cellen de differentiatie van verschillende celtypen stimuleren.

Een dergelijk proces vindt plaats in de vorming van de oftalmische vesicles wanneer deze het ectoderm van het cephalische gebied ontmoeten en de verdikking veroorzaken die de lensplaten vormt. Deze vouwen naar het binnenste gebied en vormen de lens.

Celdifferentiatiemodel: spierweefsel

Een van de best beschreven modellen in de literatuur is de ontwikkeling van spierweefsel. Dit weefsel is complex en bestaat uit cellen met meerdere kernen waarvan de functie samentrekking is.

Mesenchymcellen veroorzaken myogene cellen, die op hun beurt aanleiding geven tot volgroeid skeletspierweefsel.

Om dit differentiatieproces te starten, moeten bepaalde differentiatiefactoren aanwezig zijn die de S-fase van de celcyclus voorkomen en die als gen-stimulerende middelen werken die de verandering veroorzaken..

Wanneer deze cellen het signaal ontvangen, initieert het de transformatie naar myoblasten die geen celdelingsprocessen kunnen ondergaan. Myoblasten brengen genen tot expressie die gerelateerd zijn aan spiercontractie, zoals die welke coderen voor actine- en myosine-eiwitten.

De myoblasten kunnen met elkaar samensmelten en een myotube vormen met meer dan één kern. In dit stadium vindt de productie van andere eiwitten die verband houden met contractie plaats, zoals troponine en tropomyosine.

Wanneer de kernen naar het perifere deel van deze structuren bewegen, worden ze als een spiervezel beschouwd.

Zoals beschreven, hebben deze cellen eiwitten die zijn gerelateerd aan spiercontractie, maar missen andere eiwitten zoals keratine of hemoglobine.

Meester genen

De differentiële expressie in de genen staat onder controle van "master-genen". Deze worden in de kern gevonden en activeren de transcriptie van andere genen. Zoals de naam al aangeeft, zijn sleutelfactoren die verantwoordelijk zijn voor het controleren van andere genen die hun functies bepalen.

In het geval van spierdifferentiatie zijn de specifieke genen genen die coderen voor elk van de eiwitten die betrokken zijn bij spiercontractie, en de master-genen zijn MyoD en Myf5.

Wanneer regulerende master-genen afwezig zijn, worden subalter-genen niet tot expressie gebracht. Wanneer daarentegen het meesterg-gen aanwezig is, wordt de expressie van de doelgenen geforceerd.

Er zijn master-genen die de differentiatie van neuronen, epitheliale, cardiale, onder anderen.

Celdifferentiatie in planten

Net als bij dieren, begint de ontwikkeling van planten met de vorming van een zygoot in het zaad. Wanneer de eerste celdeling plaatsvindt, ontstaan ​​er twee verschillende cellen.

Een van de kenmerken van de ontwikkeling van planten is de continue groei van het organisme dankzij de continue aanwezigheid van cellen met een embryonaal karakter. Deze regio's staan ​​bekend als meristemen en zijn organen van eeuwigdurende groei.

De differentiatiepaden geven aanleiding tot de drie weefselsystemen die aanwezig zijn in planten: het protoderm dat de dermale weefsels, de fundamentele meristemen en de substitutie omvat.

De procambio reden is verantwoordelijk voor het vaatweefsel van de plant, omvattende het xyleem (transporter water en opgeloste zouten) en bastweefsel (transportband suikers en andere moleculen zoals aminozuren).

meristemen

De meristemen bevinden zich aan de uiteinden van stengels en wortels. Aldus differentiëren deze cellen en geven aanleiding tot de verschillende structuren waaruit de planten bestaan ​​(bladeren, bloemen, onder andere).

De cellulaire differentiatie van bloemstructuren vindt plaats op een bepaald moment van ontwikkeling en het meristeem wordt "bloeiwijze" die op zijn beurt de bloemmeristeems vormt. Vanaf hier ontstaan ​​florale stukken bestaande uit kelkblaadjes, bloembladen, meeldraden en karpetten.

Deze cellen worden gekenmerkt door een kleine, kubische vorm, een dunne maar flexibele celwand en een cytoplasma met een hoge dichtheid en talrijke ribosomen..

De rol van auxines

Fytohormonen spelen een rol bij de verschijnselen van celdifferentiatie, met name auxines.

Dit hormoon beïnvloedt de differentiatie van vaatweefsel in de stengel. Experimenten hebben aangetoond dat toepassing van auxines in een wond leidt tot de vorming van vaatweefsel.

Evenzo zijn auxines gerelateerd aan de stimulatie van de ontwikkeling van vasculaire cambiumcellen.

Verschillen tussen dieren en planten

Het proces van celdifferentiatie en -ontwikkeling bij planten en dieren gebeurt niet op dezelfde manier.

Bij de dieren moeten bewegingen van cellen en weefsels plaatsvinden zodat de organismen een driedimensionale vorm krijgen die hen kenmerkt. Bovendien is de celdiversiteit bij dieren veel groter.

Planten hebben daarentegen geen groeiperiodes alleen in de vroege stadia van het leven van het individu; ze kunnen hun lengte vergroten voor de hele levensduur van de groente.

referenties

1. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). biologie. Ed. Panamericana Medical.
2. Cediel, J.F., Cárdenas, M.H., & García, A. (2009). Handboek Histologie: Fundamentele weefsels. Universiteit van Rosario.
3. Hall, J. E. (2015). Guyton and Hall tekstboek van medische fysiologie e-Book. Elsevier Health Sciences.
4. Palomero, G. (2000). Embryologielessen. Universiteit van Oviedo.
5. Wolpert, L. (2009). Beginselen van ontwikkeling. Ed. Panamericana Medical.