განვითარების ბიოლოგიაში მეცნიერები სხვადასხვა ტერმინებს იყენებენ განვითარების სხვადასხვა პროცესის აღსაწერად. უჯრედების დიფერენციაცია და პროცესი მორფოგენეზი არის ტერმინები, რომლებიც გულისხმობს განვითარების ორ განსხვავებულ პროცესს.
მორფოგენეზისა და უჯრედების დიფერენცირების დასადგენად, ეს ხელს უწყობს თითოეული მათგანის მაგალითების შესწავლას.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
დიფერენცირება და მორფოგენეზი წარმოადგენს ორ განსხვავებულ ტერმინს, რომლებიც ეხება ბიოლოგიური ორგანიზმების განვითარებას. დიფერენცირება გულისხმობს იმას, თუ როგორ ხდება უჯრედების სპეციალიზაცია, ხოლო მორფოგენეზი - ცოცხალი ორგანიზმების ფორმების განვითარებას.
მორფოგენეზის განმარტება
მორფოგენეზის პროცესი ეხება ცოცხალ ორგანიზმებში ფორმების განვითარებას. ეს ეხება განვითარებადი ფორმების ფორმას, ზომას და დაკავშირებას.
მეცნიერები იყენებენ მათემატიკას, რათა დადგინდეს ზრდის ტემპის ცვლილებები, რაც გავლენას ახდენს ორგანიზმის განვითარებად ფორმებზე. ფორმების ამ ცვლილებებმა შეიძლება მოიცავდეს როგორც ინდივიდუალურ განვითარებას, ასევე ევოლუციურ განვითარებას სახეობებში. იმის დიდი შესაძლებლობის გათვალისწინებით, თუ რამდენი ფორმის შექმნა შეიძლება ორგანიზმში, აზრი აქვს, რომ შეზღუდვები, როგორიცაა დრო, წნევა და სივრცე, თამაშობენ როლს მორფოგენეზში.
უჯრედის მორფოგენეზი გულისხმობს უჯრედების ზომას, ფორმას, პოზიციას და რაოდენობას.
მორფოგენეზის მაგალითები
როდესაც ეძებდა განსაზღვრავს მორფოგენეზი, ეს ხელს უწყობს მორფოგენეზის მაგალითის გამოყენებას. მორფოგენეზის ერთ-ერთი ასეთი მაგალითი იქნება მცენარეთა ზრდა და ახალი მცენარეთა ფორმის შეცვლა, რომ იყოს სწორი, ან უვლიან ან ტოტებად.
ადამიანებში ნაწლავები უზრუნველყოფს ა მორფოგენეზის მაგალითი. ადამიანის ნაწლავების მოხვევისა და დაკეცვის წესი, სხეულის შიგნით მოთავსების მიზნით, განვითარების მორფოგენეზზე ფიქრის ერთ-ერთი საშუალებაა.
ადამიანის ტვინი "ნაოჭების" ან ნაოჭების გამო იძლევა შესანიშნავი მორფოგენეზის მაგალითს. ადამიანის ნაყოფში ტვინი შედარებით გლუვია. ჯანსაღი განვითარების პროცესში, დასაკეცი იწვევს გეომეტრიული სივრცის გამო, რომელშიც ტვინი იზრდება. მორფოგენეზის კიდევ ერთი მაგალითია ადამიანის თირკმელში განშტოება.
ბოლოდროინდელი გამოკვლევების მიზანია გააცნობიეროს, თუ როგორ მოქმედებს გენები გეომეტრიაზე და ბიოლოგიურ ორგანიზმებში ფორმების შეცვლაზე.
რა არის დიფერენცირება?
მორფოგენეზის პროცესის გარდა, დიფერენცირება არის ტერმინი, რომელიც ხშირად გამოიყენება უჯრედულ და განვითარების ბიოლოგიაში. უჯრედული დიფერენციაცია ეხება პროცესს, რომლის დროსაც ხდება უჯრედების სპეციალიზაცია სხვადასხვა ტიპის, სხვადასხვა ფუნქციის მქონე. მორფოგენეზის პროცესისგან განსხვავებით, დიფერენცირება ხდება უჯრედულ დონეზე და მას აკონტროლებს ტრანსკრიფციული ფაქტორები.
ქსოვილებს სჭირდება ბანკი ღეროვანი უჯრედები უჯრედის დაკარგვის შემთხვევაში სარეზერვო ასლის შექმნა. ტრანსკრიფციის ფაქტორები არის ცილები, რომლებსაც აქვთ ინსტრუქციები ან მითითებები, თუ როგორ უნდა განვითარდეს ღეროვანი უჯრედები. ღეროვანი უჯრედები წარმოქმნიან ქალიშვილთა უჯრედების (ან წინაპრების უჯრედების) ერთობლიობას, რომლებსაც შეუძლიათ დიფერენცირება და შექმნან კონკრეტული ქსოვილი, და ქალიშვილ უჯრედების კიდევ ერთი ნაკრები, რომელიც ინარჩუნებს ღეროვანი უჯრედების ჯგუფს.
დიფერენცირების მაგალითი
ადამიანის ორგანიზმში უჯრედებს მუდმივად მოუწოდებენ, განასხვაონ სპეციალიზებული უჯრედები უნიკალური ფუნქციებით. ერთ-ერთი ასეთი მაგალითია ფილტვის ბაზალური უჯრედი. ამ უჯრედს შეუძლია დიფერენცირება მოახდინოს ისე, რომ იგი გახდეს ფილტვის ქსოვილის გამყოფი საიდუმლო უჯრედი.
ტრანსკრიფციის ფაქტორები მუშაობენ, რომ ეს დიფერენციაცია შესაძლებელი გახდეს. ფილტვის ბაზალური უჯრედის შემთხვევაში, ტრანსკრიფციული ფაქტორი "grainyhead-like 2" ალაგებს პროცესს, რომელიც უჯრედისს გახდება მოცილებული.
უჯრედები შეიძლება განასხვავონ მრავალი სხვა ტიპის უჯრედად, მაგალითად კარდიომიოციტები (გულის უჯრედები), ნეირონები, ჩონჩხის მიოციტები და ა.შ.
გავლენა მედიცინაზე
უჯრედების დიფერენცირება და მორფოგენეზის პროცესი დიდ როლს ასრულებენ ორგანიზმების განვითარებაში. მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ უკეთესად გაიგებენ ორივე ამ დისციპლინაში ახალი სამედიცინო მკურნალობა.
კვლევის ერთ-ერთი ახალი გზა მოიცავს გეომეტრიის კოდების კოპირებას, რაც უფრო უკეთ ხსნის მორფოგენეზის წარმოშობას. ეს მოიცავს მულტიდისციპლინარულ მიდგომას ბიოლოგების, ფიზიკოსებისა და მათემატიკოსების მიერ.
რაც შეეხება უჯრედების დიფერენცირებას სპეციალიზებული უჯრედები, მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ აღმოაჩენენ, თუ როგორ უნდა მიმართონ უჯრედულ დიფერენცირებას კონკრეტული უჯრედების ტიპებთან დაკავშირებული დაავადებების წინააღმდეგ ბრძოლის მიზნით. ასეთი მაგალითია ჰანტინგტონის დაავადება.
კიდევ ერთი მთავარი მაგალითია ის ღეროვანი უჯრედების თერაპია კიბოს და სხვა დაავადებებისათვის. მკვლევარები იმედოვნებენ, რომ უჯრედული დიფერენციაცია მიმართავენ ძვლის ტვინის დონორების საჭიროების გარეშე. თვალის მაკულარული დეგენერაცია წარმოადგენს სხვა შემთხვევას, როდესაც ბადურის პიგმენტური ეპითელური უჯრედები შეიძლება მრავლდებოდეს in vitro, რათა შეცვალონ მოხუცებულ პაციენტებში დაკარგული.
ლაბორატორიაში შესაძლებელია უჯრედების დიფერენცირების მიმართულება. იმედია, ამ პროცესის კონტროლის სწავლის საშუალებით, მკვლევარებს შეეძლებათ სიცოცხლის გადარჩენა და გაუმჯობესება.