Εξειδικευμένα κελιά: Ορισμός, τύποι και παραδείγματα

Οι πιθανότητες είναι, σε αυτό το σημείο στα μαθήματά σας να είστε εξοικειωμένοι με τη δομή των ευκαρυωτικών κυττάρων - και αν όχι, Εδώ είναι ένα φανταστικό αστάρι για εσάς.

Αυτό που ίσως έχετε παρατηρήσει είναι ότι τα περισσότερα διαγράμματα δομής κυττάρων φαίνονται αρκετά βασικά. Έχετε τα κυκλικά ζωικά σας κύτταρα, τα πιο γωνιακά φυτικά σας κύτταρα και όλα τα οργανίδια εντός του κυτταρική μεμβράνη.

Λοιπόν, δεν προκαλεί έκπληξη, αυτά τα διαγράμματα - ενώ είναι ακριβή! - μην πεις όλη την ιστορία. Η αλήθεια είναι ότι τα κύτταρα έρχονται σε όλα τα διαφορετικά σχήματα και μεγέθη. Και, ειδικά σε πολυκύτταρους οργανισμούς όπως τα ζώα και τα φυτά, τα κύτταρα μπορούν να φαίνονται (και να δράσουν) δραστικά διαφορετικά το ένα από το άλλο.

Έχει νόημα, σωστά; Δεν θα περίμενε κανείς ότι τα κύτταρα που αποτελούν ένα πέταλο λουλουδιών, για παράδειγμα, θα φαίνονται και θα ενεργούν το ίδιο με τα κύτταρα που αποτελούν τις ρίζες του φυτού. Παρομοίως, τα κύτταρα του δέρματος σας, για παράδειγμα, θα φαίνονται δραστικά διαφορετικά από, για παράδειγμα, τα ηπατικά σας κύτταρα - επειδή αυτά τα δύο κύτταρα έχουν πολύ διαφορετικές λειτουργίες στο ανθρώπινο σώμα.

Εκεί είναι που εξειδίκευση κυττάρων Έρχεται σε. Η εξειδίκευση των κυττάρων επιτρέπει στα νέα κύτταρα να αναπτυχθούν σε μια σειρά διαφορετικών ιστών, τα οποία συνεργάζονται για να κάνουν τους ζωντανούς οργανισμούς να λειτουργούν στο σύνολό τους.

Η διαδικασία της εξειδίκευσης των κυττάρων - ακριβώς πως τα κύτταρα αναπτύσσονται στις διάφορες μορφές τους - είναι περίπλοκο. Υπάρχουν εκατοντάδες συγκεκριμένοι τύποι κυττάρων στο σώμα που προκύπτουν από τα πολύ βασικά και γενικά κύτταρα τύπου που ονομάζονται βλαστοκύτταρα.

Όλα τα εξειδικευμένα κύτταρα του σώματος προέρχονται από τον ίδιο ιστό προέλευσης: την ομάδα του βλαστοκύτταρα που αποτελούν τα πρώτα στάδια ενός εμβρύου. Τα βλαστικά κύτταρα είναι ένας μοναδικός τύπος κυττάρου, επειδή, ενώ είναι ανώριμα κύτταρα χωρίς καμία εξειδίκευση, μπορούν ακολουθήστε ένα αναπτυξιακό "σχεδιάγραμμα" για να εξελιχθείτε σε χιλιάδες μοναδικούς τύπους κυττάρων που βρίσκονται σε όλο το σώμα σας.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι βλαστικών κυττάρων, χωρισμένοι από πόσους ιστούς μπορούν να αναπτυχθούν. Τα βλαστικά κύτταρα που βρίσκονται σε ένα έμβρυο, για παράδειγμα, μπορούν να εξελιχθούν σε όποιος τύπος ιστού - αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο πηγαίνετε από ένα μόνο βλαστικό κύτταρο σε ένα πλήρως διαμορφωμένο ανθρώπινο μωρό.

Τα ενήλικα βλαστικά κύτταρα, όπως τα βλαστικά κύτταρα που βρίσκονται στο μυελό των οστών σας, μπορούν να εξελιχθούν μόνο σε μια χούφτα ώριμων κυτταρικών τύπων. Αλλά η ουσία είναι ότι όλα Τα βλαστικά κύτταρα είναι μη εξειδικευμένα "πρόδρομα" κύτταρα που μπορούν να εξελιχθούν σε τουλάχιστον έναν ώριμο τύπο κυττάρου.

Τα βλαστικά κύτταρα αναπτύσσονται σε ώριμους ιστούς μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΤΗΤΑ-διάκριση. Για να καταλάβετε πώς λειτουργεί η διαφοροποίηση, σκεφτείτε το έννοιες επικοινωνίας κυττάρων μάθατε στις τάξεις βιολογίας σας.

Η κυτταρική επικοινωνία λειτουργεί σε τρία στάδια. ΕΝΑ ρεσεψιόν φάση, στην οποία ειδικοί υποδοχείς στην επιφάνεια του κυττάρου λαμβάνουν κάποιο είδος σήματος από το περιβάλλον. ένα μεταγωγή φάση, η οποία μεταδίδει αυτό το μήνυμα από την επιφάνεια του κελιού στο εσωτερικό του κελιού. και ένα απάντηση φάση, όπου το κελί αλλάζει τη συμπεριφορά του με βάση αυτό το σήμα.

Πώς λειτουργεί λοιπόν στη διαφοροποίηση των κυττάρων; Λοιπόν, ας πούμε ότι το σώμα σας χρειάζεται περισσότερα ερυθρά αιμοσφαίρια. Στέλνει ένα σήμα στα βλαστικά κύτταρα του αίματός σας ότι χρειάζεστε περισσότερα ερυθρά αιμοσφαίρια. Αυτό το σήμα είναι έλαβε στην επιφάνεια του κυττάρου.

Το βλαστικό κύτταρο μεταδίδει (ή μετατρέπει) αυτό το μήνυμα στον πυρήνα, οπότε το κύτταρο γνωρίζει ότι το σώμα σας χρειάζεται περισσότερα ερυθρά αιμοσφαίρια. Στη συνέχεια, τα βλαστικά κύτταρα απαντώ ενεργοποιώντας τα γονίδια που θα το βοηθήσουν να εξελιχθεί σε ερυθρά αιμοσφαίρια και βόλα - το κύτταρο γίνεται ερυθρό αιμοσφαίριο.

Ενώ οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι το ανθρώπινο σώμα περιέχει τρισεκατομμύρια κύτταρα, ακριβώς πόσοι τύποι κυττάρων αποτελούν το σώμα εξακολουθεί να είναι ένα ενεργό πεδίο μελέτης. Η πιο πρόσφατη εκτίμηση σημειώνει ότι υπάρχουν τουλάχιστον 200 μοναδικοί τύποι κυττάρων στο ανθρώπινο σώμα, τουλάχιστον με βάση την εμφάνιση. Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι η εκτίμηση είναι χαμηλή, και νέοι τύποι κυττάρων ανακαλύπτονται ακόμη τακτικά.

Η κατώτατη γραμμή? Εξετάζετε εκατοντάδες διαφορετικές οδούς εξειδίκευσης κυττάρων που μπορούν να ακολουθήσουν τα βλαστικά σας κύτταρα.

Ωστόσο, όλα τα ανθρώπινα κύτταρα ανήκουν σε μία από τις τέσσερις συνολικές κατηγορίες:

• Επιθηλιακός ιστός: Τα επιθηλιακά κύτταρα ευθυγραμμίζουν τους ιστούς σας και είναι σημαντικά για την προστασία των υποκείμενων ιστών καθώς και για την απορρόφηση. Θα βρείτε επιθηλιακούς ιστούς στο δέρμα σας, τον αδενικό ιστό και πολλά άλλα.
• Συνδετικού ιστού: Ο συνδετικός ιστός συνδέεται και ασφαλίζει τους ιστούς σας. Παρέχει δομική υποστήριξη στο σώμα σας. Αυτός ο τύπος ιστού περιλαμβάνει οστά, χόνδρους, τένοντες, συνδέσμους και περιτονία.
• Νευρικός ιστός: Το νευρικό σας σύστημα βοηθά στη μετάδοση πληροφοριών σε όλο το σώμα σας. Αποτελείται από το κεντρικό νευρικό σας σύστημα (ή το ΚΝΣ), το οποίο περιλαμβάνει τον εγκέφαλο και τον νωτιαίο μυελό σας, και το περιφερικό νευρικό σας σύστημα (PNS), το οποίο περιλαμβάνει τα νεύρα σε όλο το υπόλοιπο σώμα σας.
• Μυϊκός ιστός: Αυτός ο τύπος είναι πιθανώς ο ευκολότερος στην εικόνα - ξέρετε τι είναι οι μύες! Αλλά θα βρείτε επίσης ειδικούς τύπους μυϊκών κυττάρων στα αιμοφόρα αγγεία σας, καθώς και στην καρδιά σας.

Και οι 200 ​​(ή περισσότεροι) τύποι κυττάρων που απαρτίζουν το ανθρώπινο σώμα βρίσκονται σε έναν από αυτούς τους τέσσερις τύπους ιστών - πολύ πιο εύχρηστο να μάθει κανείς από το να απομνημονεύσει εκατοντάδες τύπους κυττάρων, σωστά;

Τώρα, ας ρίξουμε μια ματιά σε έναν από τους ειδικούς τύπους κυττάρων που πιθανότατα θα συναντήσετε στις τάξεις βιολογίας σας - αυτούς που θα πρέπει να γνωρίζετε λίγο πιο σε βάθος.

Τα δικα σου κυκλοφορικό σύστημα είναι ένα από αυτά που πιθανότατα θα καλύψετε στην κατηγορία βιολογίας - οπότε τώρα είναι η ώρα να το γνωρίσετε! Το κυκλοφορικό σας σύστημα αποτελείται από μια σειρά από αιμοφόρα αγγεία - αρτηρίες, φλέβες και τριχοειδή αγγεία - καθώς και μερικοί εξειδικευμένοι τύποι κυττάρων αίματος:

• ερυθρά αιμοσφαίρια: Αυτά τα ερυθρά, σχήματος δίσκου κύτταρα είναι αυτά που είναι υπεύθυνα για τη μεταφορά οξυγόνου σε όλο το σώμα σας. Περιέχουν αιμοσφαιρίνη, μια ειδική πρωτεΐνη που μπορεί να συνδεθεί με το οξυγόνο από τον αέρα που αναπνέετε και στη συνέχεια να το απελευθερώσει πίσω στους ιστούς που το χρειάζονται.
• λευκά αιμοσφαίρια: Χρειάζεστε βοήθεια για την καταπολέμηση του κρυολογήματος ή της γρίπης; Τα λευκά αιμοσφαίρια σας είναι εκεί για να σας βοηθήσουν! Τα λευκά αιμοσφαίρια αποτελούν βασικό συστατικό του ανοσοποιητικού σας συστήματος. Βοηθούν το σώμα σας να εντοπίσει επικίνδυνα παθογόνα και τα καταστρέφει για να σας εμποδίσει να αρρωστήσετε.
• Αιμοπετάλια: Ο μικρότερος τύπος κυττάρων στο αίμα σας, τα αιμοπετάλια παίζουν βασικό ρόλο στο σχηματισμό θρόμβων αίματος. Μόλις τα αιμοπετάλια αισθανθούν βλάβη ή σχισμένο ιστό, αρχίζουν να συσσωρεύονται, σχηματίζοντας θρόμβο αίματος για να επιβραδύνουν ή να σταματήσουν την αιμορραγία.

Το σώμα σας βγάζει συνεχώς φρέσκα κύτταρα αίματος για να αντικαταστήσει τα παλαιότερα ή τα κατεστραμμένα. Και όλα τα αιμοσφαίρια σας «γεννιούνται» μέσα στον μυελό των οστών σας, από έναν πληθυσμό βλαστικών κυττάρων που ειδικεύονται στη δημιουργία κυττάρων αίματος.

Επίσης, πιθανότατα θα συναντήσετε τα κελιά του νευρικό σύστημα στο σώμα σου Αλλά μην ανησυχείτε - ενώ ο εγκέφαλος μπορεί να φαίνεται περίπλοκος, η εκμάθηση για τα νεύρα σας είναι πιθανώς πιο εύκολη από ό, τι νομίζετε.

Για ένα, υπάρχουν μόνο δύο κύριες ταξινομήσεις των νευρικών κυττάρων: νευρώνες και γλοιία.

Νευρώνες είναι νεύρα - τα κύτταρα που πιθανώς απεικονίζετε όταν σκέφτεστε το νευρικό σας σύστημα. Μεταδίδουν πληροφορίες για τον έλεγχο όλων των «σκέψεων» στον εγκέφαλό σας, και επίσης ελέγχουν την κίνηση των μυών και άλλες βασικές λειτουργίες του σώματος.

Επίσης, τα νεύρα σε όλο το σώμα σας στέλνουν σήματα πίσω στον νωτιαίο μυελό και στον εγκέφαλό σας. Τα νεύρα που ανιχνεύουν τον πόνο, για παράδειγμα, πείτε στον εγκέφαλό σας πότε πονάτε, ώστε να μπορείτε να αποφύγετε ό, τι προκάλεσε τον πόνο.

Γλιά είναι τα υποστηρικτικά κύτταρα που βοηθούν τα νεύρα σας να λειτουργούν σωστά. Υπάρχουν μερικές μεγάλες τύποι glia, και όλοι παίζουν ρόλο στο να βοηθούν τον εγκέφαλό σας, τον νωτιαίο μυελό και άλλα νεύρα να επικοινωνούν αποτελεσματικά. Μερικά γλοιακά κύτταρα παράγουν μυελίνη, μια κηρώδη ουσία που «μονώνει» τους νευρώνες σας για καλύτερη επικοινωνία.

Άλλοι δρουν ως τα ανοσοκύτταρα του εγκεφάλου, βοηθώντας στην καταπολέμηση λοιμώξεων που διαφορετικά θα βλάψουν τα νεύρα σας. Και ακόμη άλλοι βοηθούν στη διατήρηση των νευρώνων σας με θρεπτικά συστατικά, έτσι ώστε το νευρικό σας σύστημα να έχει την ενέργεια να λειτουργεί σωστά.

Οι τρίτοι κύριοι τύποι κυττάρων που είναι πιθανό να μελετήσετε είναι τα μυϊκά σας κύτταρα. Ευτυχώς, οι τρεις τύποι μυϊκών κυττάρων είναι εύκολο να μάθουν.

Πρώτα, έχετε σκελετικά μυϊκά κύτταρα - τα κύτταρα που απαρτίζουν σχεδόν όλους τους μυς του σώματός σας. Ο σκελετικός μυς είναι το είδος του μυός που - έκπληξη - είναι αγκυροβολημένο στον σκελετό σας.

Συμβαίνει να μετακινήσετε τα κόκαλά σας. Λοιπόν, ας πούμε, όταν συστέλλετε το bicep σας, θα λυγίσετε τον αγκώνα σας. Τα κύτταρα των σκελετικών μυών ελέγχονται εν μέρει από τον εγκέφαλό σας. Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να αποφασίσετε να μετακινήσετε το πόδι σας, για παράδειγμα, και ο εγκέφαλός σας θα στείλει ένα σήμα που αντιστοιχεί σε αυτήν την κίνηση.

Στη συνέχεια, έχετε καρδιακά μυϊκά κύτταρα. Αυτά είναι τα κύτταρα που απαρτίζουν την καρδιά σας και συστέλλονται για την άντληση αίματος στο σώμα σας. Η συστολή των καρδιακών μυών είναι δεν ελεγχόμενος εθελοντικά - αντ 'αυτού, το σώμα σας διατηρεί έναν σταθερό καρδιακό ρυθμό χωρίς να χρειάζεται να το σκεφτείτε.

Τέλος, υπάρχουν κύτταρα λείων μυών. Ο λείος μυς αποτελεί την επένδυση ορισμένων αιμοφόρων αγγείων, καθώς και ορισμένα όργανα, όπως το στομάχι σας. Ο λείος μυς είναι σημαντικός για να βοηθήσει τα όργανα σας να κινούνται. Για παράδειγμα, η συστολή των λείων μυών βοηθά στην κίνηση των τροφίμων μέσω του πεπτικού σας σωλήνα, ώστε να επιτρέπεται η σωστή πέψη.

Όπως ο καρδιακός μυς, η συστολή των λείων μυών δεν ελέγχεται εθελοντικά. Έτσι, για παράδειγμα, δεν χρειάζεται να σκεφτείτε να μεταφέρετε τρόφιμα από το στομάχι σας στο έντερο, επειδή το σώμα σας το κάνει μόνο για εσάς.

Ακολουθεί η ουσία του τι πρέπει να γνωρίζετε για την εξειδίκευση των κυττάρων:

• Τα κύτταρα αναπτύσσονται από ανώριμα βλαστικά κύτταρα σε ώριμα, πολύ λειτουργικά κύτταρα με μια διαδικασία που ονομάζεται ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΤΗΤΑ-διάκριση.
• Η διαφοροποίηση επιτρέπει στα αναπτυσσόμενα κύτταρα να αποκτούν μοναδικές δομές και επιτρέπει στο κύτταρο να πραγματοποιεί εξειδικευμένες λειτουργίες.
• Η διαδικασία διαφοροποίησης ενεργοποιείται από σήματα από το περιβάλλον και οδηγεί σε αλλαγές στο γονιδιακή έκφραση που καθοδηγούν την ανάπτυξη του κυττάρου.
• Η διαφοροποίηση επιτρέπει στα κύτταρα να αναπτυχθούν στο τέσσερις βασικοί τύποι ιστών: επιθηλιακός ιστός, νευρικός ιστός, συνδετικός ιστός και μυϊκός ιστός.
• Υπάρχουν τουλάχιστον 200 διαφορετικοί τύποι κυττάρων στο ανθρώπινο σώμα. Μερικά που πρέπει να γνωρίζετε καλύτερα περιλαμβάνουν εξειδικευμένα κύτταρα αίματος, εξειδικευμένα νευρικά κύτταρα και εξειδικευμένα μυϊκά κύτταρα.