Προσδιορισμός

ο Προσδιορισμός είναι ένα βήμα στη διαφοροποίηση των κυττάρων και συμβάλλει έτσι στην εξειδίκευση των ιστών. Η διαδικασία καθιερώνει ένα πρόγραμμα ανάπτυξης για τα επόμενα κελιά και στερεί παντοδύναμα κύτταρα από την ικανότητα να δημιουργούν διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Όσο πιο ειδικευμένος είναι ένας ιστός, τόσο λιγότερη είναι η αναγεννητική του ικανότητα.

Ποιος είναι ο προσδιορισμός;

Η αναπτυξιακή βιολογία παρακολουθεί την ανάπτυξη των κυττάρων και των ιστών σε μια πιο εξειδικευμένη κατάσταση. Κατά τη διάρκεια αυτής της ανάπτυξης, τα μεμονωμένα κύτταρα ενός ιστού αλλάζουν πολλές φορές έως ότου έχουν επιτύχει εξειδίκευση. Η αλλαγή μπορεί να πραγματοποιηθεί σε διαφορετικές κατευθύνσεις και είναι μη αναστρέψιμη.

Η διαφοροποίηση και η κυτταρική διαίρεση δίνουν στο πολυκύτταρο ζωντανό το σχήμα του. Το σύνολο αυτής της διαδικασίας διαμόρφωσης ονομάζεται μορφογένεση. Το γονιμοποιημένο ωάριο είναι το σημείο εκκίνησης της μορφογένεσης. Κατά τη διάρκεια των διαδικασιών διαφοροποίησης, γίνεται μια πολύπλοκη δομή διαφορετικών τύπων κυττάρων και τύπων ιστών.

Το ζυγωτό έχει ακεραιότητα. Είναι επομένως ικανό να αναπτύξει όλους τους τύπους κυττάρων στον οργανισμό. Η κυτταρική διαίρεση δημιουργεί μεμονωμένα θυγατρικά κύτταρα από το ζυγωτό. Αυτά τα θυγατρικά κύτταρα εξειδικεύονται σε ορισμένους ρόλους ανάλογα με την καταγωγή τους. Αυτό το βήμα διαίρεσης των κυττάρων συμβαδίζει με αυτό που είναι γνωστό ως αποφασιστικότητα. Η κατεύθυνση της εξειδίκευσης μεταφέρεται επιγενετικά σε όλες τις επόμενες γενεές κυττάρων. Ο προσδιορισμός επομένως καθορίζει το πρόγραμμα ανάπτυξης των επόμενων κυττάρων.

Λειτουργία & εργασία

Ο προσδιορισμός είναι ένα βήμα προς τη διαφοροποίηση και δίνει στους οργανισμούς το σχήμα τους συμβάλλοντας στην εξειδίκευση των κυττάρων και των ιστών. Αυτή η εξειδίκευση πραγματοποιείται κατά τη διάρκεια της εμβρυογένεσης προκειμένου να προσδιοριστούν τα πρότυπα προσκόλλησης των κυττάρων και των ιστών. Ο προσδιορισμός πιθανώς πραγματοποιείται μέσω της ενεργοποίησης του αντίστοιχου συνόλου γονιδίων.

Η αναπτυξιακή βιολογία διαφοροποιεί μεταξύ σταθερού και ασταθούς προσδιορισμού. Ένα καθορισμένο κελί διατηρεί πάντα το πρόγραμμα ανάπτυξής του. Αυτό ισχύει επίσης εάν μετεγκατασταθεί από την αρχική τοποθεσία σε άλλη τοποθεσία του οργανισμού ή μεταμοσχευτεί εκεί. Η ισχύς μιας συγκεκριμένης κυτταρικής σειράς περιορίζεται περαιτέρω και περαιτέρω με προσδιορισμό. Τα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα του εμβρύου μπορούν να παράγουν οποιονδήποτε τύπο κυττάρου. Τα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα του σώματος δεν μπορούν πλέον να παράγουν όλα, αλλά μόνο κυτταρικούς τύπους ιστού. Στο τέλος του προσδιορισμού υπάρχουν μη αναστρέψιμα διαφοροποιημένα και λειτουργικά κύτταρα του σώματος, τα οποία συχνά δεν έχουν πλέον την ικανότητα να διαιρούνται και έχουν περιορισμένη διάρκεια ζωής.

Ο προσδιορισμός μπορεί να λάβει χώρα σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Αυτό σημαίνει ότι τα κελιά μπορούν να αλλάξουν τον προσδιορισμό υπό ορισμένες συνθήκες. Αυτή η διαδικασία είναι επίσης γνωστή ως διαδοχικός προσδιορισμός. Τα κύτταρα χάνουν τη διαφοροποίησή τους, έτσι διαφοροποιούνται. Μετά τη διαφοροποίηση, ενδέχεται να είναι σε θέση να διαφοροποιήσουν ξανά. Στη συνέχεια, η νέα διαφοροποίηση αναφέρεται ως διαφοροποίηση. Αυτά τα φαινόμενα εμπλέκονται στην επούλωση τραυμάτων και στην ανάπτυξη καρκίνου.

Τα φυτά διαφέρουν από τα ζώα όσον αφορά τον προσδιορισμό και τη διαφοροποίηση. Έχουν μερισματολογικά κύτταρα που ειδικεύονται στη διαίρεση και τη δημιουργία νέων ιστών. Σε αντίθεση με τα ζώα, ωστόσο, τα διαφοροποιημένα κύτταρα στα φυτά συχνά δεν προσδιορίζονται ή προγραμματίζονται μόνο σε περιορισμένο βαθμό. Αυτό σημαίνει ότι τα περισσότερα φυτικά κύτταρα διατηρούν την ικανότητα να διαιρούν και να δημιουργούν διαφορετικούς τύπους κυττάρων.

Ασθένειες και παθήσεις

Όσο περισσότερο διαφοροποιείται ένας συγκεκριμένος ιστός, τόσο χειρότερο θα αναρρώσει από βλάβες και τραυματισμούς. Η ολική αναγέννηση μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο σε ιστούς ικανούς για κυτταρική διαίρεση. Η ικανότητα ενός τραυματισμένου ιστού να αναγεννάται εξαρτάται από τον βαθμό εξειδίκευσης.

Η αναγέννηση μπορεί να πραγματοποιηθεί εντελώς, ημιτελής ή καθόλου. Με την αυξανόμενη διαφοροποίηση, μειώνεται η ικανότητα αναγέννησης. Στον νευρικό ιστό και στους ιστούς της καρδιάς, για παράδειγμα, εμφανίζονται μυοκαρδιακά κύτταρα και νευρικά κύτταρα με ιδιαίτερα υψηλή εξειδίκευση. Αυτά τα κελιά δεν μπορούν πλέον να διαχωριστούν. Μετά από βλάβη στην καρδιά ή στο κεντρικό νευρικό σύστημα, λαμβάνει χώρα μόνο επούλωση του ελαττώματος.

Αντίθετα, τα κύτταρα του αίματος και τα επιθηλιακά κύτταρα είναι λιγότερο διαφοροποιημένα. Αναμορφώνονται μόνιμα από κακώς διαφοροποιημένα κύτταρα. Προκειμένου να επιτευχθούν καλύτερα θεραπευτικά αποτελέσματα, η σύγχρονη ιατρική βασίζεται στη λεγόμενη θεραπεία με βλαστικά κύτταρα. Αυτή η μέθοδος θεραπείας περιλαμβάνει όλες τις διαδικασίες ιατρικής θεραπείας που χρησιμοποιούν βλαστικά κύτταρα ως κεντρικό συστατικό της θεραπείας. Η παλαιότερη και πιο γνωστή θεραπεία με βλαστικά κύτταρα είναι η θεραπεία της λευχαιμίας.

Τα βλαστικά κύτταρα μπορούν να απομονωθούν τόσο από τον εμβρυϊκό όσο και από τον ενήλικο ιστό. Τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα εξακολουθούν να είναι παντοδύναμα και μπορούν επομένως να διαφοροποιηθούν σε όλους τους ιστούς. Τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα παράγουν γρήγορα μεγάλο αριθμό κυττάρων που μπορούν να εισαχθούν σε οποιονδήποτε κατεστραμμένο ιστό. Ωστόσο, ο υψηλός ρυθμός διαίρεσης των εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων σχετίζεται με τον κίνδυνο καρκινικών παθήσεων. Έτσι, η έρευνα του προσδιορισμού παίζει επίσης αυξημένο ρόλο για την ανάπτυξη των ιστών στο πλαίσιο μιας ασθένειας όγκου.

Ο προσδιορισμός είναι επίσης σημαντικός για την εξέταση διαφόρων παραμορφώσεων ή μεταλλάξεων. Εάν τα διαθέσιμα κύτταρα για προσδιορισμό δεν καλύπτουν όλα τα προγράμματα ανάπτυξης, τότε στη χειρότερη περίπτωση τα κύτταρα ενός συγκεκριμένου τύπου ιστού δεν μπορούν να αναπτυχθούν. Κατά συνέπεια, τα λάθη στον προσδιορισμό μπορεί να έχουν σοβαρές συνέπειες. Ωστόσο, μέσω της πιθανότητας του προσδιορισμού, τα σφάλματα προσδιορισμού μπορούν να διορθωθούν σε κάποιο βαθμό. Εάν δεν υπάρχει διόρθωση ή εάν η διόρθωση είναι λανθασμένη, ορισμένοι ιστοί μπορεί να είναι υπερβολικά ανεπτυγμένοι ενώ άλλοι δεν έχουν αναπτυχθεί.