Dalam biologi perkembangan, para ilmuwan menggunakan istilah yang berbeda untuk menggambarkan proses perkembangan yang berbeda. Pembedaan sel dan proses dari morfogenesis adalah istilah yang mengacu pada dua proses yang berbeda dalam pembangunan.
Untuk menentukan morfogenesis dan diferensiasi sel, ada baiknya mempelajari contoh masing-masing.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Diferensiasi dan morfogenesis mewakili dua istilah berbeda yang membahas perkembangan organisme biologis. Diferensiasi mengacu pada bagaimana sel menjadi terspesialisasi, sedangkan morfogenesis mengacu pada perkembangan bentuk organisme hidup.
Definisi Morfogenesis
Itu proses morfogenesis mengacu pada perkembangan bentuk dalam organisme hidup. Ini mengacu pada bentuk, ukuran dan konektivitas bentuk yang berkembang.
Para ilmuwan menggunakan matematika untuk membantu menentukan perubahan tingkat pertumbuhan yang memengaruhi bentuk perkembangan organisme. Perubahan bentuk ini dapat mencakup perkembangan individu maupun perkembangan evolusioner lintas spesies. Mengingat kemungkinan besar berapa banyak bentuk yang dapat terbentuk dalam suatu organisme, masuk akal bahwa kendala seperti waktu, tekanan dan ruang berperan dalam morfogenesis.
Morfogenesis sel mengacu pada ukuran, bentuk, posisi dan jumlah sel.
Contoh Morfogenesis
Saat mencari menentukan morfogenesis, ada baiknya menggunakan contoh morfogenesis. Salah satu contoh morfogenesis tersebut adalah pertumbuhan tanaman dan bagaimana tanaman baru berubah bentuk menjadi lurus atau memutar atau bercabang.
Pada manusia, usus menyediakan contoh morfogenesis. Cara usus manusia memutar dan melipat agar muat di dalam tubuh adalah salah satu cara berpikir tentang morfogenesis dalam perkembangan.
Otak manusia memberikan contoh morfogenesis yang luar biasa karena “keriput” atau lipatannya. Pada janin manusia, otak relatif halus. Tetapi melalui perkembangan yang sehat, hasil lipat karena ruang geometris di mana otak tumbuh. Contoh morfogenesis lainnya adalah percabangan pada ginjal manusia.
Penelitian terbaru berusaha untuk memahami bagaimana gen mempengaruhi geometri dan perubahan bentuk pada organisme biologis.
Apa itu Diferensiasi?
Selain proses morfogenesis, diferensiasi adalah istilah yang umum digunakan dalam biologi sel dan perkembangan. Diferensiasi seluler mengacu pada proses di mana sel menjadi terspesialisasi menjadi jenis yang berbeda dengan fungsi yang berbeda. Berbeda dengan proses morfogenesis, diferensiasi terjadi pada tingkat sel dan dikendalikan oleh faktor transkripsi.
Tisu membutuhkan bank sel induk untuk menyediakan cadangan jika terjadi kehilangan sel. Faktor transkripsi adalah protein yang memiliki instruksi atau arahan tentang bagaimana sel induk harus terus dikembangkan. Sel induk akan menghasilkan satu set sel anak (atau sel progenitor) yang dapat berdiferensiasi untuk membentuk jaringan tertentu, dan satu set sel anak yang mempertahankan kumpulan sel induk.
Contoh Diferensiasi
Dalam tubuh manusia, sel-sel terus-menerus dipanggil untuk berdiferensiasi menjadi sel khusus dengan fungsi yang unik. Salah satu contohnya adalah sel basal paru-paru. Sel ini dapat berdiferensiasi sehingga menjadi sel sekretorik yang melapisi jaringan paru-paru.
Faktor transkripsi bekerja untuk memungkinkan diferensiasi ini. Dalam kasus sel basal paru, faktor transkripsi “grainyhead-like 2” mengurutkan proses yang akan dilakukan sel untuk menjadi bersilia.
Sel dapat berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel lain, seperti: kardiomiosit (sel jantung), neuron, miosit rangka dan sebagainya.
Implikasi untuk Kedokteran
Diferensiasi sel dan proses morfogenesis keduanya memainkan peran besar dalam perkembangan organisme. Para ilmuwan berharap untuk mendapatkan pemahaman yang lebih besar tentang kedua disiplin ilmu ini untuk membantu memberikan perawatan medis baru.
Satu jalan baru penelitian mencakup pengungkapan bagaimana gen mengkode geometri, membuka pemahaman yang lebih besar tentang asal usul morfogenesis. Ini akan melibatkan pendekatan multidisiplin oleh ahli biologi, fisikawan, dan matematikawan.
Mengenai diferensiasi sel menjadi sel khusus, para ilmuwan berharap dapat mengungkap cara mengarahkan diferensiasi seluler untuk memerangi penyakit yang terkait dengan jenis sel tertentu. Salah satu contohnya adalah penyakit Huntington.
Contoh utama lainnya adalah terapi sel induk untuk kanker dan penyakit lainnya. Para peneliti berharap untuk mengarahkan diferensiasi seluler tanpa membutuhkan donor sumsum tulang. Degenerasi makula mata merupakan contoh lain di mana sel-sel epitel berpigmen retina dapat berkembang biak secara in vitro untuk menggantikan sel-sel yang hilang pada pasien yang menua.
Diferensiasi sel langsung dimungkinkan di laboratorium. Harapannya, dengan mempelajari cara mengendalikan proses ini, para peneliti dapat menyelamatkan dan memperbaiki kehidupan.