U razvojnoj biologiji znanstvenici koriste različite izraze za opisivanje različitih razvojnih procesa. Diferencijacija stanica i proces morfogeneza su pojmovi koji se odnose na dva različita procesa u razvoju.
Da bi se definirala morfogeneza i stanična diferencijacija, pomaže proučiti primjere svake od njih.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Diferencijacija i morfogeneza predstavljaju dva različita pojma koji se bave razvojem bioloških organizama. Diferencijacija se odnosi na to kako se stanice postaju specijalizirane, dok se morfogeneza odnosi na razvoj oblika živih organizama.
Definicija morfogeneze
The proces morfogeneze odnosi se na razvoj oblika u živim organizmima. To se odnosi na oblik, veličinu i povezanost oblika u razvoju.
Znanstvenici koriste matematiku kako bi pomogli utvrditi promjene brzine rasta koje utječu na oblike organizma u razvoju. Te promjene u oblicima mogu obuhvaćati kako individualni razvoj, tako i evolucijski razvoj među vrstama. S obzirom na ogromnu mogućnost koliko oblika može nastati u organizmu, logično je da ograničenja poput vremena, pritiska i prostora igraju ulogu u morfogenezi.
Morfogeneza stanica odnosi se na veličinu, oblik, položaj i broj stanica.
Primjeri morfogeneze
Kad se traži definirati morfogenezu, pomaže koristiti primjer morfogeneze. Jedan od takvih primjera morfogeneze bio bi rast biljaka i način na koji nove biljke mijenjaju oblik kako bi bile ravne ili uvijene ili razgranate.
U ljudi crijeva pružaju a primjer morfogeneze. Način na koji se ljudska crijeva uvijaju i preklapaju kako bi se uklopila u tijelo jedan je od načina razmišljanja o morfogenezi u razvoju.
Ljudski mozak daje izvanredan primjer morfogeneze zbog svojih "bora" ili nabora. U ljudskom fetusu mozak je razmjerno gladak. Ali tijekom zdravog razvoja, presavijanje rezultira geometrijskim prostorom u kojem mozak raste. Sljedeći je primjer morfogeneze grananje u ljudskom bubregu.
Nedavna istraživanja nastoje shvatiti kako geni utječu na geometriju i oblike koji se mijenjaju u biološkim organizmima.
Što je diferencijacija?
Pored procesa morfogeneze, diferencijacija je pojam koji se često koristi u staničnoj i razvojnoj biologiji. Stanična diferencijacija odnosi se na postupak kojim se stanice specijaliziraju za različite vrste s različitim funkcijama. Za razliku od procesa morfogeneze, diferencijacija se događa na staničnoj razini i kontrolirana je transkripcijskim faktorima.
Za tkiva je potrebna banka Matične stanice kako bi se osigurala sigurnosna kopija u slučaju gubitka stanice. Čimbenici transkripcije su proteini koji imaju upute ili upute za razvoj matičnih stanica. Matične stanice proizvest će skup kćerinskih stanica (ili progenitornih stanica) koje se mogu diferencirati i oblikovati određeno tkivo, te drugi set kćerinskih stanica koji održava bazen matičnih stanica.
Primjer diferencijacije
U ljudskom tijelu stanice se neprestano pozivaju da se diferenciraju u specijalizirane stanice s jedinstvenim funkcijama. Jedan od takvih primjera je bazalna stanica pluća. Ova se stanica može razlikovati tako da postane sekretorna stanica koja oblaže plućno tkivo.
Čimbenici transkripcije rade na omogućavanju ove diferencijacije. U slučaju bazalne stanice pluća, transkripcijski faktor "zrnolika poput 2" sortira postupak koji će stanica poduzeti da bi se trepnula.
Stanice se mogu diferencirati u brojne druge vrste stanica, kao što su kardiomiociti (stanice srca), neuroni, skeletni miociti i tako dalje.
Implikacije za medicinu
Stanična diferencijacija i proces morfogeneze igraju golemu ulogu u razvoju organizama. Znanstvenici se nadaju da će steći veće razumijevanje obje ove discipline kako bi im pomogli novi medicinski tretmani.
Jedan novi put istraživanja uključuje otkrivanje načina na koji geni kodiraju geometriju, otvarajući veće razumijevanje podrijetla morfogeneze. To će uključivati multidisciplinarni pristup biologa, fizičara i matematičara.
Što se tiče diferencijacije stanica u specijalizirane stanice, znanstvenici se nadaju otkriti kako usmjeriti staničnu diferencijaciju u borbi protiv bolesti povezanih sa određenim tipovima stanica. Jedan od takvih primjera je Huntingtonova bolest.
Sljedeći je važan primjer terapija matičnim stanicama za rak i druge bolesti. Istraživači se nadaju da će usmjeriti staničnu diferencijaciju bez potrebe darivatelja koštane srži. Makularna degeneracija oka predstavlja još jedan slučaj u kojem bi se retinalno pigmentirane epitelne stanice mogle razmnožavati in vitro, nadomještajući one izgubljene kod starijih pacijenata.
Moguće je usmjeriti diferencijaciju stanica u laboratoriju. Nadamo se da će, naučivši kako kontrolirati ovaj proces, istraživači moći spasiti i poboljšati živote.