Forskellen mellem differentiering og morfogenese

I udviklingsbiologi bruger forskere forskellige udtryk til at beskrive forskellige udviklingsprocesser. Celledifferentiering og processen med morfogenese er udtryk, der henviser til to forskellige processer under udvikling.

For at definere morfogenese og celledifferentiering hjælper det med at studere eksempler på hver.

TL; DR (for lang; Har ikke læst)

Differentiering og morfogenese repræsenterer to forskellige udtryk, der adresserer udviklingen af ​​biologiske organismer. Differentiering henviser til, hvordan celler bliver specialiserede, mens morfogenese henviser til udviklingen af ​​formerne for levende organismer.

Det proces med morfogenese henviser til udviklingen af ​​formerne i levende organismer. Dette refererer til formen, størrelsen og forbindelsen af ​​udviklende former.

Forskere bruger matematik til at hjælpe med at bestemme væksthastighedsændringer, der påvirker en organisms udviklingsformer. Disse ændringer i former kan spænde over både individuel udvikling såvel som evolutionær udvikling på tværs af arter. I betragtning af den store mulighed for, hvor mange former der kan dannes i en organisme, er det fornuftigt, at begrænsninger som tid, tryk og rum spiller en rolle i morfogenesen.

Cellemorfogenese refererer til størrelse, form, placering og antal celler.

Når man søger at definere morfogenese, det hjælper med at bruge et morfogeneseeksempel. Et sådant morfogeneseeksempel ville være plantevækst, og hvordan nye planter skifter form til enten at være lige eller vride eller forgrene sig.

Hos mennesker giver tarmene en morfogenese eksempel. Den måde, hvorpå menneskelige tarme vrides og foldes for at passe ind i kroppen, er en måde at tænke på morfogenese i udvikling.

Den menneskelige hjerne giver et bemærkelsesværdigt morfogeneseeksempel på grund af sine “rynker” eller folder. Hos et menneskeligt foster er hjernen forholdsvis glat. Men gennem en sund udvikling, resulterer foldning på grund af det geometriske rum, hvor hjernen vokser. Et andet morfogeneseeksempel er forgreningen i den menneskelige nyre.

Nyere forskning søger at forstå, hvordan generne påvirker geometri og former, der ændrer sig i biologiske organismer.

Ud over processen med morfogenese, differentiering er et udtryk, der almindeligvis anvendes i celle- og udviklingsbiologi. Cellular differentiering henviser til den proces, hvormed celler bliver specialiserede i forskellige typer med forskellige funktioner. I modsætning til processen med morfogenese sker differentiering på celleniveau og styres af transkriptionsfaktorer.

Væv har brug for en bank på stamceller at give en sikkerhedskopi i tilfælde af celletab. Transkriptionsfaktorer er proteiner, der har instruktioner eller retninger for, hvordan stamceller skal udvikles. Stamceller vil producere et sæt døtre celler (eller stamceller), der kan differentiere sig til dannelse af et bestemt væv, og et andet sæt datterceller, der opretholder stamcellepuljen.

I den menneskelige krop opfordres celler konstant til at differentiere sig i specialiserede celler med unikke funktioner. Et sådant eksempel er lungebasiscellen. Denne celle kan differentiere sig, så den bliver en sekretorisk celle, der forer lungevævet.

Transkriptionsfaktorer arbejder for at gøre denne differentiering mulig. I tilfælde af lungebasalcelle sorterer transkriptionsfaktoren "kornhovedlignende 2" den proces, som cellen vil tage for at blive cilieret.

Celler kan differentiere sig i adskillige andre typer celler, såsom kardiomyocytter (hjerteceller), neuroner, skeletmyocytter og så videre.

Celledifferentiering og morfogenese-processen spiller begge store roller i udviklingen af ​​organismer. Forskere håber at få større forståelse for begge disse discipliner for at hjælpe med at levere nye medicinske behandlinger.

En ny forskningsvej indebærer at afdække, hvordan gener koder for geometri, hvilket åbner større forståelse for morfogeneseens oprindelse. Dette vil involvere en tværfaglig tilgang fra biologer, fysikere og matematikere.

Med hensyn til celledifferentiering i specialiserede celler, håber forskere at afdække, hvordan man styrer celledifferentiering for at bekæmpe sygdomme relateret til specifikke celletyper. Et sådant eksempel er Huntingtons sygdom.

Et andet vigtigt eksempel er stamcellebehandling for kræft og andre sygdomme. Forskere håber at lede celledifferentiering uden behov for knoglemarvsdonorer. Makuladegeneration af øjet repræsenterer et andet tilfælde, hvor retinal-pigmenterede epitelceller kunne spredes in vitro for at erstatte dem, der mistes hos aldrende patienter.

Det er muligt at dirigere celledifferentiering i laboratoriet. Forhåbentlig ved at lære at kontrollere denne proces, vil forskere være i stand til at redde og forbedre liv.