В биологията на развитието учените използват различни термини, за да опишат различни процеси на развитие. Клетъчна диференциация и процеса на морфогенеза са термини, отнасящи се до два различни процеса в развитието.
За да се определи морфогенезата и клетъчната диференциация, помага да се изучат примери за всеки от тях.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Диференциацията и морфогенезата представляват два различни термина, които се отнасят до развитието на биологичните организми. Диференциацията се отнася до това как клетките стават специализирани, докато морфогенезата се отнася до развитието на формите на живите организми.
Определение на морфогенезата
The процес на морфогенеза се отнася до развитието на формите в живите организми. Това се отнася до формата, размера и свързаността на развиващите се форми.
Учените използват математика, за да помогнат за определяне на промени в скоростта на растеж, които засягат развиващите се форми на организма. Тези промени във формите могат да обхващат както индивидуалното развитие, така и еволюционното развитие на различните видове. Като се има предвид огромната възможност за това колко форми могат да се образуват в организма, има смисъл ограниченията като време, налягане и пространство да играят роля в морфогенезата.
Клетъчната морфогенеза се отнася до размера, формата, разположението и броя на клетките.
Примери за морфогенеза
Когато се стреми да определят морфогенезата, помага да се използва пример за морфогенеза. Един такъв пример за морфогенеза би бил растежът на растенията и как новите растения променят формата си, за да бъдат или прави, или усукани или разклонени.
При хората червата осигуряват а пример за морфогенеза. Начинът, по който човешките черва се извиват и сгъват, за да се поберат в тялото, е един от начините да се мисли за морфогенезата в развитие.
Човешкият мозък дава забележителен пример за морфогенеза поради своите „бръчки“ или гънки. При човешкия плод мозъкът е сравнително гладък. Но в хода на здравословното развитие се постига сгъване поради геометричното пространство, в което мозъкът расте. Друг пример за морфогенеза е този за разклоняването в човешкия бъбрек.
Последните изследвания се стремят да разберат как гените влияят на геометрията и формите, променящи се в биологичните организми.
Какво е диференциация?
В допълнение към процеса на морфогенеза, диференциация е термин, който често се използва в биологията на клетките и развитието. Клетъчна диференциация се отнася до процеса, чрез който клетките се специализират в различни типове с различни функции. За разлика от процеса на морфогенеза, диференциацията се осъществява на клетъчно ниво и се контролира от транскрипционни фактори.
Тъканите се нуждаят от банка от стволови клетки за осигуряване на резервно копие в случай на загуба на клетки. Транскрипционни фактори са протеини, които имат инструкции или указания как да се развиват стволовите клетки. Стволовите клетки ще произведат набор от дъщерни клетки (или прогениторни клетки), които могат да се диференцират, за да образуват определена тъкан, и друг набор от дъщерни клетки, който поддържа пула от стволови клетки.
Пример за диференциация
В човешкото тяло клетките постоянно са призовани да се диференцират специализирани клетки с уникални функции. Такъв пример е белодробната базална клетка. Тази клетка може да се диференцира, така че да се превърне в секреторна клетка, покриваща белодробната тъкан.
Транскрипционните фактори работят, за да направят възможно това разграничаване. В случая на белодробната базална клетка, транскрипционният фактор „Grainyhead-like 2“ сортира процеса, който клетката ще предприеме, за да се реснича.
Клетките могат да се диференцират в множество други видове клетки, като напр кардиомиоцити (сърдечни клетки), неврони, скелетни миоцити и т.н.
Последици за медицината
Клетъчната диференциация и процесът на морфогенеза играят огромна роля в развитието на организмите. Учените се надяват да получат по-добро разбиране и на двете дисциплини, за да помогнат за осигуряването нови медицински лечения.
Един нов път на изследване включва разкриване на това как гените кодират геометрията, отваряйки по-добро разбиране за произхода на морфогенезата. Това ще включва мултидисциплинарен подход от страна на биолози, физици и математици.
По отношение на диференциацията на клетките в специализирани клетки, учените се надяват да разкрият как да насочват клетъчната диференциация, за да се борят със заболявания, свързани със специфични типове клетки. Такъв пример е болестта на Хънтингтън.
Друг основен пример е този на терапия със стволови клетки за рак и други заболявания. Изследователите се надяват да насочат клетъчната диференциация без нужда от донори на костен мозък. Макулната дегенерация на окото е друг случай, при който пигментираните епителни клетки на ретината могат да се пролиферират in vitro, за да заменят тези, загубени при възрастни пациенти.
Възможно е да се насочи клетъчната диференциация в лабораторията. Надяваме се, като се научат как да контролират този процес, изследователите ще могат да спасяват и подобряват живота.