Ve vývojové biologii vědci používají různé pojmy k popisu různých vývojových procesů. Buněčná diferenciace a proces morfogeneze jsou termíny odkazující na dva různé procesy ve vývoji.
Chcete-li definovat morfogenezi a buněčnou diferenciaci, pomůže vám studovat příklady každého z nich.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Diferenciace a morfogeneze představují dva různé pojmy, které se zabývají vývojem biologických organismů. Diferenciace se týká toho, jak se buňky specializují, zatímco morfogeneze se týká vývoje forem živých organismů.
Definice morfogeneze
The proces morfogeneze se týká vývoje forem v živých organismech. To se týká tvaru, velikosti a konektivity vyvíjejících se forem.
Vědci používají matematiku k určení změn rychlosti růstu, které ovlivňují vyvíjející se tvary organismu. Tyto změny ve formách mohou zahrnovat jak individuální vývoj, tak evoluční vývoj napříč druhy. Vzhledem k obrovské možnosti, kolik tvarů lze v organismu vytvořit, má smysl, že v morfogenezi hrají roli omezení, jako je čas, tlak a prostor.
Buněčná morfogeneze se týká velikosti, tvaru, polohy a počtu buněk.
Příklady morfogeneze
Když se snažíte definovat morfogenezi, pomáhá použít příklad morfogeneze. Jedním z takových příkladů morfogeneze by byl růst rostlin a to, jak nové rostliny mění tvar tak, aby byl buď přímý, zkroucený nebo rozvětvený.
U lidí střeva poskytují a příklad morfogeneze. Způsob, jakým se lidská střeva krouží a skládají, aby se vešly do těla, je jedním ze způsobů uvažování o morfogenezi ve vývoji.
Lidský mozek dává pozoruhodný příklad morfogeneze díky svým „vráskám“ nebo záhybům. U lidského plodu je mozek poměrně hladký. Ale v průběhu zdravého vývoje, skládání výsledky v důsledku geometrického prostoru, ve kterém mozek roste. Dalším příkladem morfogeneze je rozvětvení v lidské ledvině.
Nedávný výzkum se snaží pochopit, jak geny ovlivňují geometrii a tvary měnící se v biologických organismech.
Co je to diferenciace?
Kromě procesu morfogeneze diferenciace je termín běžně používaný v buněčné a vývojové biologii. Buněčná diferenciace označuje proces, kterým se buňky specializují na různé typy s různými funkcemi. Na rozdíl od procesu morfogeneze dochází k diferenciaci na buněčné úrovni a je řízen transkripčními faktory.
Tkáně potřebují banku kmenové buňky poskytnout zálohu v případě ztráty buňky. Transkripční faktory jsou bílkoviny, které mají pokyny nebo pokyny, jak by měly vývoj kmenových buněk pokračovat. Kmenové buňky budou produkovat sadu dceřiných buněk (nebo progenitorových buněk), které se mohou diferencovat, aby vytvořily konkrétní tkáň, a další sadu dceřiných buněk, která udržuje fond kmenových buněk.
Příklad diferenciace
V lidském těle jsou buňky neustále vyzývány k diferenciaci specializované buňky s jedinečnými funkcemi. Jedním z takových příkladů je plicní bazální buňka. Tato buňka se může odlišit tak, že se stane sekreční buňkou lemující plicní tkáň.
Aby toto rozlišení bylo možné, fungují transkripční faktory. V případě plicní bazální buňky třídí transkripční faktor „zrnitá hlava 2“ proces, který buňka potřebuje k tomu, aby byla řasinkována.
Buňky se mohou diferencovat na mnoho dalších typů buněk, jako je např kardiomyocyty (srdeční buňky), neurony, kosterní myocyty atd.
Důsledky pro medicínu
Buněčná diferenciace a proces morfogeneze hrají při vývoji organismů obrovskou roli. Vědci doufají, že získají lepší porozumění oběma těmto disciplínám, aby pomohli poskytovat nová lékařská ošetření.
Jedna nová cesta výzkumu zahrnuje odhalení toho, jak geny kódují geometrii, což otevírá lepší porozumění původu morfogeneze. To bude zahrnovat multidisciplinární přístup biologů, fyziků a matematiků.
Pokud jde o buněčnou diferenciaci na specializované buňkyVědci doufají, že odhalí, jak řídit buněčnou diferenciaci za účelem boje proti chorobám spojeným s konkrétními typy buněk. Jedním z takových příkladů je Huntingtonova choroba.
Dalším významným příkladem je příklad terapie kmenovými buňkami pro rakovinu a další nemoci. Vědci doufají, že povedou buněčnou diferenciaci bez potřeby dárců kostní dřeně. Makulární degenerace oka představuje další případ, kdy by mohly být in vitro proliferovány buňky epitelu pigmentované v sítnici, aby nahradily ty, které se ztratily u stárnoucích pacientů.
V laboratoři je možné řídit buněčnou diferenciaci. Doufejme, že když se vědci naučí tento proces řídit, budou moci zachránit a zlepšit životy.