Sa katawan ng tao, higit sa 200 uri ng mga cell ang nahiwalay, bawat isa ay may parehong namamana na code. Ang lahat ng mga ito ay unang nabuo mula sa isang unicellular at pagkatapos ay isang multicellular embryo, na kalaunan ay nahahati sa tatlong layer ng mikrobyo. Mula sa bawat bahagi nito, nabuo ang mga tisyu ng katawan, kung saan matatagpuan ang humigit-kumulang sa parehong uri ng mga selula. Kasabay nito, halos lahat ng mga ito ay nabuo mula sa parehong grupo ng mga nauna. Ang prosesong ito ay tinatawag na cell differentiation. Ito ay isang lokal na adaptasyon ng cell sa mga tunay na pangangailangan ng katawan, ang pagpapatupad ng mga function na naka-program sa namamana nitong code.
Pagsasalarawan ng mga cell at tissue
Somatic cells ng katawan ay may parehong chromosome set, anuman ang functional na layunin. Gayunpaman, naiiba sila sa phenotype, na ipinaliwanag sa pamamagitan ng kanilang paghahanda para sa pagsasagawa ng iba't ibang mga lokal na gawain samga biyolohikal na tisyu. Ang isang phenotype ay ang resulta ng pagpapahayag ng isang tiyak na genetic set sa isang tiyak na kapaligiran. At sa ilalim ng iba't ibang kundisyon, ang mga cell na may parehong genetic material ay nag-iiba-iba, may iba't ibang morphological na katangian, at gumaganap ng mga partikular na function.
Ang isang napaka-develop na organismo ay nangangailangan nito para sa pagbuo ng maraming mga tissue na bumubuo sa mga organo nito. Sa kasong ito, ang mga tisyu ay nilikha mula sa isang homogenous na grupo ng mga stem precursors. Ang prosesong ito ay tinatawag na cell differentiation. Ito ay isang hanay ng mga kaganapan na naglalayong lumaki ang isang populasyon ng cell ayon sa paunang natukoy na pamantayan para sa paglaki at pag-unlad ng mga biological na tisyu ng katawan. Pinagbabatayan nito ang paglaki ng isang organismo at ang multicellular na organisasyon nito.
Essence of differentiation
Sa mga tuntunin ng molecular biology, ang cell differentiation ay ang proseso ng pag-activate ng ilang bahagi ng chromosome at pag-deactivate ng iba. Iyon ay, compact packing o unwinding ng mga seksyon ng chromosome, na ginagawang available ang mga ito para sa pagbabasa ng namamana na impormasyon. Sa conjugated state, kapag ang mga gene ay nakabalot sa heterochromatin, ang pagbabasa ay imposible, at sa pinalawak na anyo, ang nais na mga seksyon ng genetic code ay magagamit para sa messenger RNA at kasunod na pagpapahayag. Nangangahulugan ito na ang cell differentiation ay isang hindi mahigpit na kinokontrol na pag-type ng parehong uri ng chromatin packaging.
Cytokines at messenger
Bilang resulta, ang isang pangkat ng mga cell ay naiba sa magkaparehomga kondisyon at pagkakaroon ng magkatulad na mga tampok na morphological, mayroong isang despriralization ng magkaparehong mga seksyon ng chromosome. At sa kurso ng pagkakalantad sa mga intercellular messenger, mga lokal na regulator ng pagkita ng kaibahan ng cell, ang nais na mga seksyon ng mga gene ay isinaaktibo, at ang kanilang pagpapahayag ay nangyayari. At samakatuwid, ang mga selula ng biological na mga tisyu ay gumagawa ng parehong mga sangkap at gumaganap ng mga katulad na pag-andar, kung saan ang prosesong ito ay ibinigay. Mula sa puntong ito, ang pagkakaiba-iba ng cell ay isang direktang epekto ng mga molecular factor (cytokines) sa pagpapahayag ng genetic na impormasyon.
Mga receptor ng lamad
Ang mga cell ng parehong tissue ay may katulad na hanay ng mga receptor ng lamad, ang presensya nito ay kinokontrol ng mga T-killer ng immune system. Ang pagkawala ng isang cell receptor ng nais na uri o ang pagpapahayag ng isa pa, na hindi nilayon para sa isang naibigay na lokalisasyon dahil sa panganib ng oncogenesis, ay nagdudulot ng direktang pagsalakay ng cellular laban sa "lumabag". Ang magiging resulta ay ang pagkasira ng cell, ang pagkakaiba nito ay hindi sumunod sa mga panuntunang ibinigay ng impluwensya ng mga intercellular messenger mula sa mga dalubhasang regulator.
Immune differentiation
Ang mga immune cell ay may mga espesyal na molekula ng receptor na tinatawag na differentiation clusters. Ito ang tinatawag na mga marker, na maaaring gamitin upang maunawaan ang mga kondisyon kung saan nabuo ang mga immunocytes at para sa kung anong layunin ang mga ito. Sumasailalim sila sa isang mahaba at kumplikadong proseso ng pagkita ng kaibhan, sa bawat yugto kung saan ang mga grupo ng mga lymphocyte na nakabuo ng hindi sapat na bilang ng mga receptor ay inaalis at nawasak, o sa kanilang pakikipag-ugnayan samay nakitang mga antibodies na "hindi pagsunod".
Mga pangkat ng cell at tissue
Karamihan sa mga selula ng katawan ay nahahati sa dalawa sa panahon ng mitotic reproduction. Sa yugto ng paghahanda nito, nadoble ang genetic na impormasyon, pagkatapos ay nabuo ang dalawang anak na selula na may katulad na hanay ng mga gene. Hindi lamang ang mga aktibong bahagi ng chromosome ang napapailalim sa pagkopya, kundi pati na rin ang mga conjugated. Samakatuwid, sa mga tisyu, ang magkakaibang mga selula pagkatapos ng paghahati ay nagbubunga ng dalawang bagong selulang anak na babae na may genetic na materyal na katulad ng kumpletong somatic set ng mga chromosome. Gayunpaman, hindi sila makapag-iba-iba sa ibang mga cell, dahil hindi sila maaaring natural na lumipat sa iba pang mga kondisyon ng tirahan, iyon ay, sa iba pang mga messenger ng differentiation.
Paglaki ng populasyon ng cell
Kaagad pagkatapos ng paghahati ng dalawang selyula ng anak na babae, nakatanggap sila ng isang espesyal na hanay ng mga organelles na minana nila mula sa ina. Ang pinakamaliit na functional na elementong ito ay handa na upang maisagawa ang mga kinakailangang gawain sa isang partikular na biological tissue. Samakatuwid, kailangan lang dagdagan ng daughter cell ang volume ng mga cavity ng endoplasmic reticulum at dagdagan ang laki.
Gayundin, ang layunin ng cell development ay makakuha ng sapat na supply ng nutrients at bound oxygen. Upang gawin ito, sa kaso ng oxygen o gutom sa enerhiya, naglalabas ito ng mga kadahilanan ng angiogenesis sa intercellular space. Ang mga bagong capillary vessel ay umusbong sa mga anchor na ito, na magpapakain sa grupo.mga cell.
Ang proseso ng pagtaas ng laki, pagkuha ng sapat na supply ng oxygen at mga substrate ng enerhiya, at pagpapalawak ng mga intracellular organelle na may tumaas na rate ng produksyon ng protina ay tinatawag na paglaki ng cell. Pinagbabatayan nito ang paglaki ng isang multicellular na organismo at kinokontrol ng maraming mga kadahilanan ng paglaganap. Sa ilang mga punto, kapag naabot ang pinakamataas na sukat, sa pamamagitan ng isang senyas mula sa labas o sa pamamagitan ng pagkakataon, ang lumaking selula ay muling mahahati sa kalahati, na higit pang magpapalaki sa laki ng biological tissue at ng organismo sa kabuuan.
Mesodermal differentiation
Bilang isang malinaw na pagpapakita ng pagkakaiba-iba ng mga stem cell at ang kanilang mas maunlad na "mga inapo", dapat nating isaalang-alang ang pagbabago ng mesodermal germ layer ng katawan ng tao. Mula sa mesoderm - isang pangkat ng mga stem cell na may parehong istraktura at umuunlad sa pagkakaroon ng mga kadahilanan ng pagkakaiba-iba, nagmula sa mga populasyon ng cell tulad ng nephrotome, somite, splanchnotome, splanchnotomal mesenchyme at paramesonephric canal.
Mula sa bawat naturang populasyon, magmumula ang mga intermediate na anyo ng pagkita ng kaibhan, na sa kalaunan ay magbubunga ng mga selula ng isang pang-adultong organismo. Sa partikular, tatlong grupo ng cell ang nabuo mula sa somite: myotome, dermatome, at sclerotome. Ang mga myotome cell ay magbubunga ng mga selula ng kalamnan, sclerotome - cartilage at buto, at dermatome - connective tissue ng balat.
Ang nephrotome ay nagbubunga ng epithelium ng mga bato at vas deferens, at ang uterine epithelium ay mag-iiba mula sa paramesonephric can altubo at matris. Ang phenotype ng splanchnotome cells ay ihahanda sa pamamagitan ng differentiation factor para sa kanilang pagbabago sa mesothelium (pleura, pericardium at peritoneum), myocardium, adrenal cortex. Ang mesenchyme ng splanchnotome ay ang panimulang materyal para sa pagbuo ng mga populasyon ng cell ng dugo, nag-uugnay at makinis na tisyu ng kalamnan, mga daluyan ng dugo at mga microglial na selula.
Ang paglaki ng mga selula sa mga populasyon na ito, ang kanilang maramihang dibisyon at pagkakaiba-iba ay ang batayan para sa pagsuporta sa posibilidad na mabuhay ng isang multicellular na organismo. Ang prosesong ito ay tinatawag ding histogenesis - ang pagbuo ng mga tisyu mula sa mga cellular precursor bilang resulta ng kanilang pagkakaiba at pagbabago ng phenotype alinsunod sa impluwensya ng mga extracellular factor na kumokontrol sa kanilang pag-unlad.
Pagkakaiba ng cell ng halaman
Ang mga function ng isang plant cell ay nakadepende sa kanilang lokasyon, pati na rin ang pagkakaroon ng growth modulators at suppressors. Ang embryo ng isang halaman sa komposisyon ng mga buto ay walang mga vegetative at germinal na lugar, at samakatuwid, pagkatapos ng pagtubo, dapat itong bumuo ng mga ito, na kinakailangan para sa pagpaparami at paglaki. At hanggang sa dumating ang kanais-nais na panahon para sa pagsibol nito, mananatili itong tulog.
Mula sa sandaling matanggap ang signal para sa paglaki, magsisimulang maisakatuparan ang mga function ng mga selula ng halaman kasama ng pagtaas ng laki. Ang mga populasyon ng cell na inilatag sa embryo ay dadaan sa isang yugto ng pagkita ng kaibhan at magiging mga ruta ng transportasyon, mga vegetative na bahagi, mga istruktura ng germinal.
