5 Pagrindiniai veiksniai, reguliuojantys ląstelių diferenciaciją

Kai kurie iš pagrindinių ląstelių diferenciaciją reguliuojančių veiksnių yra šie:

Nustatytas faktas, kad ląstelių diferencijuotos augalų ir gyvūnų ląstelės saugo visus genus, reikalingus vystymuisi ir diferenciacijai arba visam organizmui programuoti. Be to, diferencijuotose ląstelėse yra įvairių rūšių baltymų.

Tai reiškia, kad genų ekspresijos modelis yra atsakingas už ląstelių diferenciaciją, ty kiekvienas diferencijuojantis ląstelių tipas išreiškia skirtingus genus. Kadangi tarp DNR sekos (arba genų) ir funkcinio baltymo ir baltymų produkto susidaro daug žingsnių, daugelis mechanizmų veikia kontroliuojant genų ekspresiją.

1. Citoplazminė įtaka arba ląstelių diferenciacija:

Bendrą citoplazmos įtaką ankstyvo ląstelių diferenciacijai parodė daugybė eksperimentų su kiaušinių ląstelėmis.

i) sraigių kiaušiniuose ląstelių diferencijavimą įtakoja poliarinis skilimas, kuris yra kiaušinio augaliniame polyje esantis citoplazminis išsikišimas. Jei šis skilimas yra chirurginiu būdu pašalintas, embrionas vysto defektų pėdų, akių ir lukštų.

(ii) Amfibijos kiaušiniuose ląstelių diferencijavimą įtakoja pilka pusmėnulio. Jei pilkojo pusmėnulio sužalojimas ima embrioną, išsivysto nenormali nervų sistema.

Citoplazma veikia ir kontroliuoja branduolinių genų elgesį ir ląstelės diferenciaciją. Kontrolė gali būti ląstelės transkripcijos lygio. Kontrolė gali būti atliekama mRNR transkripcijos, transkribuoto mRNR brandinimo, mRNR transliacijos citoplazmoje, tRNR, ribosomų, pradinių faktorių arba fermentų, kontroliuojančių baltymų sintezę, arba kurios degraduoja mRNR. Net po baltymų sintezės po transkripcijos įvykius taip pat gali turėti įtakos ląstelių citoplazma, o tai savo ruožtu gali lemti ląstelių citoplazmos diferenciaciją.

2. Baltymų apyvarta:

Genų ekspresijos ir reguliavimo procesas nesibaigia prie baltymų sintezės. Baltymai yra apversti, ty suskaidymas ir sintezė. Tai reiškia, kad ląstelėje esančio konkretaus baltymo kiekis veikia ląstelių diferenciaciją. Pavyzdžiui, kai kepenų ląstelės yra veikiamos steroidinio hormono kortizono, fermento triptofano pirrolazės kiekis kepenyse padidėja dešimt kartų, bet arginazės kiekis padidėja tik šiek tiek.

3. Ląstelių ląstelių sąveika:

Kelių ląstelių organizmuose ląstelių diferencijavimas nevyksta atskirai, bet ląstelių ir ląstelių sąveika, ty ląstelės veikia vienas kito metabolizmą ir diferenciaciją. Ląstelių formos pasikeitimas, padėties pasikeitimas ir ląstelių ląstelių sukibimas daro įtaką ląstelių diferenciacijai.

4. Embrioninė indukcija:

Kai ląstelės iš vieno embriono regiono yra persodinamos į kitą regioną, arba transplantacija, arba transplantatas skiriasi pagal aplinkinių ląstelių cheminius reguliatorius arba daro aplinkines ląsteles diferencijuojantis pagal jo įtaką.

Pavyzdžiui, jei ląstelės, paprastai skirtos nerviniam audiniui, yra pašalinamos iš ankstyvosios gastrulės ir persodinamos į kitą amfibijos embrioną regione, skirtoje išsivystyti į epidermį, transplantato ląstelė vietoj nervų audinio išskiria epidermio ląsteles. Taip pat, perspektyvios epidermio ląstelės, perkeltos į įtariamą nervų sritį, diferencijuojamos į nervinį audinį.

Kai iš vienos skrandies blastoporo nugaros lūpos medžiaga buvo perkelta į kitą vietą kitoje gastruloje, skiepyta blastoporinė medžiaga sukėlė papildomo nervo laido formavimąsi ir viso naujo embriono notochordą, prijungtą prie šeimininko embriono.

Šis reiškinys apibūdinamas kaip indukcija arba pirminė embrioninė indukcija. Antrinės embrioninės indukcijos metu viena ląstelių grupė skatina kaimynines ląstelių grupes diferencijuoti tam tikrą kryptį. Pavyzdžiui, besivystančioje akyje lęšių diferencijavimą skatina kontaktai tarp perspektyvinių lęšių ląstelių ir viršutinio ektodermo.

5. Hormonai:

Pirminėje ir antrinėje indukcijoje sąveika yra tarp glaudžiai išdėstytų ląstelių. Tačiau dideliais atstumais atskirtos ląstelės taip pat sąveikauja tarpusavyje. Cheminiai signalai yra arba hormonai, arba augimo faktoriai. Kai kurie hormonai turi įtakos tam tikrų ląstelių augimui, o lytiniai hormonai stimuliuoja lytinių organų diferenciaciją.