Υπερπροσδιορισμός

ΕΝΑ Υπερπροσδιορισμός στη βιολογία αντιπροσωπεύει τον επαναπρογραμματισμό ενός διαφοροποιημένου κυττάρου σώματος. Κατά κανόνα, η διαδικασία διαφοροποίησης των κυττάρων του σώματος από το γονιμοποιημένο ωάριο στον πλήρως αναπτυγμένο οργανισμό είναι μη αναστρέψιμη. Υπό ορισμένες συνθήκες, ωστόσο, ένα κελί που καθορίζεται στη διαφοροποίησή του μπορεί να επαναπρογραμματιστεί.

Τι είναι ο προσδιορισμός;

Υπερπροσδιορισμός σημαίνει τον μετασχηματισμό από μια καθορισμένη κατάσταση σε μια άλλη καθορισμένη κατάσταση.Στη βιολογία, ο δια-προσδιορισμός χαρακτηρίζεται από τον επαναπρογραμματισμό ενός ήδη διαφοροποιημένου κυττάρου σώματος σε ένα άλλο διαφοροποιημένο κύτταρο σώματος.

Στην περίπτωση των ανθρώπων και των περισσότερων πολυκυτταρικών ζώων, η ανάπτυξη των οργανισμών ξεκινά με το γονιμοποιημένο ωάριο. Ολόκληρος ο οργανισμός αναπτύσσεται από αυτό το πρώτο κύτταρο. Καθώς τα κύτταρα χωρίζονται, τα μεμονωμένα κύτταρα διαφοροποιούνται όλο και περισσότερο ή εξειδικεύονται στην πορεία της εμβρυογένεσης. Έτσι αναπτύσσονται τα όργανα. Τα ηπατικά κύτταρα, για παράδειγμα, έχουν τις ίδιες γενετικές πληροφορίες με τα καρδιακά κύτταρα. Και στους δύο τύπους κυττάρων, ωστόσο, οι απαραίτητες γενετικές πληροφορίες ανακτώνται από διαφορετικά γονίδια.

Ως μέρος της διαφοροποίησης, ορισμένα γονίδια διακόπτονται με μεθυλίωση ή τροποποίηση των ιστονών. Η διαφοροποίηση πραγματοποιείται στο ότι διαφορετικά γονίδια απενεργοποιούνται από κυτταρική γραμμή σε κυτταρική γραμμή.

Κατά τη διάρκεια του προσδιορισμού, τα αδρανή γονίδια επανενεργοποιούνται και τα προηγούμενα ενεργοποιημένα γονίδια είναι πάλι ανενεργά. Ένα παράδειγμα θα ήταν ο πολύπλοκος μετασχηματισμός ενός δερματικού κυττάρου σε ένα ηπατικό κύτταρο.

Λειτουργία & εργασία

Το γονιμοποιημένο ωάριο είναι το πρώτο κύτταρο του οργανισμού. Είναι το αρχικό βλαστικό κύτταρο όλων των αργότερα πολύ διαφοροποιημένων κυττάρων. Μαζί με τα πρώτα οκτώ κύτταρα, αναφέρεται ως ένα πανίσχυρο βλαστοκύτταρο. Αυτά τα πρώτα κύτταρα εξακολουθούν να είναι εντελώς αδιαφοροποίητα και το καθένα μπορεί να εξελιχθεί σε ανεξάρτητο οργανισμό.

Μετά την όγδοη κυτταρική διαίρεση, σχηματίζονται πολυδύναμα ή εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα. Αυτά μπορούν ακόμη να μετατραπούν σε κύτταρα και των τριών στρωμάτων μικροβίων (εξόδερμα, μεσοδερμικό, ενδόδερμα). Ωστόσο, έχουν ήδη χάσει την ικανότητα να εξελιχθούν σε ανεξάρτητους οργανισμούς.

Η περαιτέρω ανάπτυξη οδηγεί στα μετεμβρυονικά βλαστικά κύτταρα, τα οποία χωρίζονται σε βλαστικά κύτταρα εμβρύου, νεογνού και ενηλίκου ανάλογα με το στάδιο ανάπτυξης. Τα μεταεμβρυονικά βλαστικά κύτταρα αντιπροσωπεύουν ήδη διαφορετικές κυτταρικές σειρές που μπορούν να μετασχηματιστούν σε ορισμένα συστήματα οργάνων. Έχουν και πάλι δυναμικό διαφοροποίησης, το οποίο, ωστόσο, σχετίζεται μόνο με συγκεκριμένους τύπους κυττάρων. Ονομάζονται πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα. Για παράδειγμα, τα νευρικά βλαστικά κύτταρα μπορούν ακόμα να μετατραπούν σε διαφορετικές μορφές νευρικών κυττάρων, αλλά όχι πλέον σε κύτταρα αίματος.

ΕΝΑ Διαφοροποίηση ή είναι δυνατός ο προσδιορισμός των κυττάρων. Ωστόσο, είναι αμφιλεγόμενο εάν ένα πλήρως διαφοροποιημένο κύτταρο σώματος μπορεί να επαναπρογραμματιστεί. Για να γίνει αυτό, η έκφραση χιλιάδων γονιδίων θα πρέπει να ενεργοποιηθεί ταυτόχρονα και χιλιάδες άλλα γονίδια να απενεργοποιηθούν ταυτόχρονα, για παράδειγμα για να μετατρέψουν ένα δερματικό κύτταρο σε μυϊκό κύτταρο. Μέχρι στιγμής έχει θεωρηθεί ότι μόνο τα ενήλικα βλαστικά κύτταρα εξακολουθούν να είναι σε θέση να το κάνουν αυτό. Το δυναμικό διαφοροποίησής τους είναι ακόμη πιο πέρα ​​από το κοτύλη.

Ο επαναπρογραμματισμός πραγματοποιείται συνήθως σε δύο στάδια. Πρώτα απ 'όλα υπάρχει μια διαφοροποίηση του κελιού. Μετά την κυτταρική διαίρεση, η διαφοροποίηση πραγματοποιείται ξανά σε διαφορετικό προσανατολισμό. Ένας τέτοιος προσδιορισμός πραγματοποιείται εντός του οργανισμού, για παράδειγμα κατά τη διάρκεια της επούλωσης των πληγών. Μια μεγάλη ποικιλία τύπων κυττάρων που απαιτούνται για τη διαδικασία επούλωσης αναπτύσσεται από ενήλικα βλαστικά κύτταρα.

Για την ιατρική, πιθανότατα θα υπάρχουν εξαιρετικές προοπτικές στο μέλλον ως εναλλακτική λύση για τη σημερινή τεχνολογία μεταμόσχευσης. Με αυτόν τον τρόπο, τα νοσούντα όργανα μπορούν να αναπτυχθούν απευθείας από τα δικά τους ενήλικα βλαστικά κύτταρα. Τα χρόνια θεραπείας με φάρμακα για τον περιορισμό των αντιδράσεων απόρριψης θα ήταν παρελθόν. Σε διάφορες in-vitro μελέτες κυτταρικών καλλιεργειών, χρησιμοποιήθηκε ένας αυξητικός παράγοντας για τη διαφοροποίηση και επαναδιαφοροποίηση των κυττάρων.

Κατά τη διάρκεια της έρευνας των βλαστικών κυττάρων, ανακαλύφθηκε ότι τα βλαστικά κύτταρα μπορεί να αντικαταστήσουν τα κύτταρα που έχουν καταστραφεί από καρδιακή προσβολή. Ωστόσο, τα αποτελέσματα υποδηλώνουν επίσης ότι η επούλωση δεν βασίζεται στην αντικατάσταση από τα μετασχηματισμένα κύτταρα, αλλά στην διέγερση της ανάπτυξης των κυττάρων και των διαδικασιών διαφοροποίησης των κυττάρων. Τα ενήλικα βλαστικά κύτταρα αποδεικνύονται επίσης στην αναγέννηση του χόνδρου και των οστών.

Ασθένειες και παθήσεις

Σε σχέση με τον προσδιορισμό, σοβαρές ασθένειες εμφανίζονται ξανά και ξανά. Η ανάπτυξη του καρκίνου βασίζεται στη διαφοροποίηση των κυττάρων του σώματος. Αλλαγές εντός του κυττάρου μπορεί να οδηγήσουν σε αδιαφοροποίητη κυτταρική διαίρεση, η οποία μπορεί να περιλαμβάνει ολόκληρο το σώμα μέσω του σχηματισμού μεταστάσεων. Αιτίες μπορεί να είναι σωματικές μεταλλάξεις, ιοί ή εκτός ελέγχου των κυτταρικών προφίλ κατά τη διάρκεια των διαδικασιών επούλωσης.

Η διαφοροποίηση μπορεί να είναι γρήγορη. Ωστόσο, υπάρχουν επίσης μορφές καρκίνου στις οποίες ο όγκος παραμένει διαφοροποιημένος για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ωστόσο, δεν πραγματοποιείται περαιτέρω διαφοροποίηση μετά τη φάση της διαφοροποίησης. Τα διαιρούμενα κύτταρα είναι εκφυλισμένα και απομακρύνονται περισσότερο από την αρχική τους κατάσταση μετά από κάθε διαίρεση των κυττάρων.

Οι γενετικές πληροφορίες υπόκεινται επίσης σε συνεχή αλλαγή. Για παράδειγμα, η επούλωση τραυμάτων είναι μια φυσική διαδικασία που βασίζεται στον προσδιορισμό. Εδώ, τα ενήλικα βλαστικά κύτταρα μετατρέπονται σε διαφοροποιημένα κύτταρα του δέρματος, κύτταρα συνδετικού ιστού ή κύτταρα άλλων τύπων. Σε σπάνιες περιπτώσεις, ωστόσο, ένας κακοήθης όγκος σχηματίζεται ως μέρος της συνεχούς κυτταρικής διαίρεσης.

Το ίδιο μπορεί να συμβεί μετά από ανοσολογικές αντιδράσεις. Τα λεμφώματα είναι, μεταξύ άλλων, μια έκφραση ενός ανοσοποιητικού συστήματος που δεν έχει ελεγχθεί.