세포 분화에 관여하는 요인

동안 세포 분화 다세포 유기체에서 세포는 특화되어 신경, 근육 및 혈액 세포와 같은 역할을 수행합니다. 세포 분화를 유발하는 요인은 다음과 같습니다. 세포 신호, 환경 영향 및 유기체의 발달 수준.

기본적인 세포 분화는 정자 세포가 난자를 수정 한 후 발생합니다. 접합자 특정 크기에 도달합니다. 이 시점에서 접합체는 다양한 세포 유형을 개발하기 시작하고 특화된 기능을 수행하기 위해 분화 된 세포가 필요합니다.

세포 분화의 뿌리에있는 메커니즘은 유전자 발현. 유기체의 모든 세포는 동일한 유전자 세트를 가지고 있습니다. 유전 코드는 정자 세포에 의해 수정 된 원래 난자 세포에서 복사 되었기 때문입니다. 특수한 기능을 수행하기 위해 세포는 유전자 코드의 일부 유전자 만 발현하거나 사용하고 나머지는 무시합니다.

예를 들어, 분화하여 간세포가되는 세포는 간세포 다른 모든 간세포는 동일한 간 유전자 세트를 사용합니다. 그들은 함께 분화하여 간을 형성합니다.

세포 분화는 다음 세 가지 상황에서 발생합니다.

• 그만큼 성장 미성숙 유기체를 성인으로 만듭니다.
  
• 표준 회전율 성숙한 유기체의 혈액 세포와 같은 세포의.
• 그만큼 수리 특수 세포를 교체해야 할 때 손상된 조직의.

각각의 경우, 셀 시그널링은 어떤 유형의 특수 셀이 필요한지 셀에 알려줍니다. 미분화 세포는 유기체의 요구를 충족시키기 위해 해당 유전자를 발현합니다.

진핵 세포의 유전 코드는 DNA에 있습니다. 핵. DNA는 핵을 떠날 수 없으므로 세포는 발현하려는 유전자를 복사해야합니다.

메신저 RNA (mRNA) DNA에 붙어 관련 유전자를 복사합니다. mRNA는 핵 밖으로 이동하여 세포질에 떠 있거나 소포체에 부착 된 리보솜에 유전 적 지시를 전달할 수 있습니다. 그만큼 리보솜 발현 된 유전자에 의해 암호화 된 단백질을 생산합니다.

세포가받는 신호, 환경 적 영향 및 세포의 발달 단계에 따라 유전자 발현 과정은 어느 단계에서나 차단 될 수 있습니다. 유전자에 의해 암호화 된 단백질이 유기체에 필요하지 않으면 mRNA는 유전자를 복제하지 않고 유전자 발현 과정이 시작되지 않습니다.

mRNA가 유전자를 복제 한 후에도 mRNA 분자는 핵을 빠져 나가는 것이 차단되거나 리보솜에 도달하지 못할 수 있습니다. 리보솜은 mRNA가 복제를 전달하더라도 필요한 단백질을 생산하지 못할 수 있습니다. 유전 암호. 이 다단계 과정을 통해 다양한 요인이 유전자 발현에 영향을 미칠 수 있습니다.

유기체는 세포가 필요한 분화되고 전문화 된 세포로 발달하도록 보장하는 여러 가지 방법을 가지고 있습니다.

신체에서 세포 분화를 주도하는 핵심 요소는 단백질의 제조입니다. 세포는 어떤 유전자가 발현되고 어떤 단백질이 발현 된 유전자에서 암호화되는지에 따라 분화 할 수 있습니다. 생산 된 단백질은 분화 된 세포가 특수 기능을 수행하도록 돕고 세포 신호 전달을 통해 다른 세포가 무엇을하는지 알려줍니다.

세포 분화에 영향을 미칠 수있는 추가 메커니즘은 다음과 같습니다. 비대칭 분리 에 세포 분열. 특수 단백질과 같은 물질이 세포의 한쪽 끝에 모입니다. 세포가 분열 할 때 한 딸 세포는 다른 세포보다 더 많은 특수 단백질을 가지고 있습니다. 세포는 다른 단백질 분포로 인해 다른 유형의 세포가됩니다.

세포가 분화됨에 따라 수행 할 수있는 전문화 유형이 더욱 제한됩니다. 배아 줄기 세포 처음에는 모든 유형의 세포가 될 수 있지만 일단 세포가 성숙하고 특수한 역할을 맡으면 더 이상 변하지 않는 경우가 많습니다. 배아 줄기 세포는 전능 한 완전히 분화 된 성숙하고 특화된 세포는 그 특화된 기능 만 수행 할 수있는 반면 세포는 여전히 어떤 역할을 할 수 있기 때문입니다.

유전자 발현은 세포 특화를 담당하지만 기본 세포는 특화된 기능을 수행 할 수 있어야합니다. 분화 및 세포 특수화가 일어나기 전에 올바른 유형의 세포를 사용할 수 있어야합니다. 비대칭 분리는 이러한 다른 유형의 세포를 생성 할 수 있습니다. 전능성 배아 세포는 세 가지 유형 중 하나가됩니다. 만능 결국 다양한 신체 조직으로 분화하는 세포.

세 가지 유형의 만능 세포는 다음과 같습니다.

• 내배엽 세포는 호흡기 및 소화관의 내벽이 될뿐만 아니라 간과 췌장과 같은 많은 주요 땀샘을 형성합니다.
  
• 중배엽 세포는 분화하여 근육, 뼈, 결합 조직 및 심장을 형성합니다.
• 외배엽 세포는 피부와 신경을 형성합니다.

세포 신호 전달은 일부 다른 세포 유형의 생산과 세포 전문화, 비대칭 분리는 세포 발달 초기에 작용하여 다 능성을 생성합니다. 세포.

DNA 전사 mRNA는 세포의 한쪽 끝에서 특정 단백질을 생성하고 다른 쪽 끝에서 다른 단백질을 생산하는 방식으로 발생합니다. 세포 분열은 서로 다른 전문화를 가진 세포를 생산할 수있는 두 가지 유형의 딸 세포를 초래합니다.

다 능성 세포의 세포 분화에 영향을 미치는 내부 메커니즘은 주로 세포 신호에 기반합니다. 세포는 어떤 유형의 세포 또는 어떤 종류의 단백질이 필요한지 알려주는 화학적 신호를받습니다.

세포 신호 전달 메커니즘은 다음과 같습니다.

• 확산, 세포가 조직 전체에 퍼지는 화학 물질을 방출합니다.
• 직접 접촉, 세포는 세포막에 특별한 화학 물질을 가지고 있습니다.
• 갭 접합, 신호 화학 물질이 한 세포에서 다른 세포로 직접 전달 될 수 있습니다.

세포는 활동에 관한 화학 메시지를 지속적으로 보내고 무엇에 대한 신호를받습니다. 바로 이웃, 그들이 위치한 조직 및 신체에서 큰. 이러한 신호는 세포 전문화에 영향을 미치는 주요 요인이며, 세포 신호는 신체에서 세포 분화를 유도하는 핵심 요인입니다.

세포는 특정 화학 신호에 민감 해집니다. 수용체 그들의 세포막에. 수용체는 세포 유형, 세포가 어떻게 발달했는지, 어떤 유전자가 발현되는지에 따라 다릅니다. 수용체가 활성화되면 세포는 더 분화됩니다.

세포가 주변의 많은 세포에 신호를 보내면 세포가 내장 된 조직을 통해 확산되는 화학 물질을 방출합니다. 화학적 신호는 주변 세포의 세포막에있는 수용체에 의해 포착되어 각 세포 내부에서 반응을 유발합니다. 이러한 반응은 세포가 조직을 만든다.

예를 들어, 간의 일부가 될 세포는 근처 세포의 해당 수용체를 촉발하는 화학 물질을 방출하고 해당 위치의 모든 세포는 분화하여 간 세포가됩니다. 간 조직이 형성됨에 따라 추가 세포 신호 전달로 인해 일부 세포가 덕트 세포 또는 연결 조직으로 분화됩니다. 결국 분화 된 세포는 완전하고 기능적인 간을 형성합니다.

유기체가 필요로하는 특수 세포로 발전하기 위해 세포는 주변 환경에있는 다른 세포가 무엇을하고 있는지 알아야합니다. 세포 간 접촉 및 세포 간 갭 접합을위한 특수 수용체는 인접 세포 간의 신호 교환을 용이하게합니다. 세포는 주변 환경이 차별화 된 전문화에 해당하는지 확인할 수 있습니다.

에 세포 간 신호, 세포 표면에 특별히 형성된 수용체 단백질은 인접한 세포막의 해당 단백질과 일치합니다. 세포가 접촉하면 두 단백질이 연결되고 한 세포에서 다른 세포로 신호가 트리거됩니다. 신호는 세포막을 통과하여 특정 세포 행동을 일으키는 세포로 들어갑니다.

예를 들어, 피부 세포는 주변에 다른 피부 세포가 있는지 확인해야하지만 일부 피부 세포에는 그 아래에있는 조직의 세포가 있습니다. 세포 간 신호 전달을 통해 세포는 주변 환경이 분화와 일치하는지 확인할 수 있습니다.

갭 접합은 메시지 역할을하는 단백질을 쉽고 직접적으로 교환 할 수있는 인접 세포 사이의 특별한 연결입니다. 갭 접합을 사용하여 세포는 그들의 활동을 조정신호 교환 빠르고 쉽게.

예를 들면 신경 세포 갭 접합을 사용하여 신경 경로를 설정하고 갭 접합은 세포가 피부, 척수 또는 피부의 위치에 적합한 신경 세포 유형 뇌.

세포 신호 전달과 그에 따른 세포 분화는 여러 단계를 거치는 복잡한 과정입니다. 신호가 생성되고 전파되고 수신되고 조치되어야합니다. 셀 신호로 인한 트리거는 예상대로 작동해야합니다. 단계를 방해하는 요인은 세포 분화에 영향을 미치고 유기체의 변화를 일으킬 수 있습니다.

세포 신호 전달 및 세포 분화에 영향을 미치고 방해 할 수있는 요인에는 영양소 부족이 포함됩니다. 세포가 구성 요소가 부족하여 단백질을 생산할 수 없다면 분화 할 수 없습니다. 유전 암호의 돌연변이는 또 다른 문제입니다.

DNA에 결함이 있거나 전사가 잘못된 경우 신호 및 분화 과정이 중단됩니다. 이 외에도 신호 화학 물질이 차단되거나 세포 수용체가 비 신호 화학 결합으로 채워지면 신호 처리가 제대로 작동하지 않습니다.

세포 신호 전달, 유전자 발현 및 세포 분화에 영향을 미칠 수있는 유기체 환경의 영향은 과정을 변경, 중지 또는 방해 할 수 있습니다. 일부 환경 요인은 적응을 위해 유기체가 사용하고 일부는 질병과 싸우고 유기체를 해치거나 죽이는 데 사용될 수 있습니다.

예를 들어, 환경 온도는 일부 유기체의 발달에 영향을 미칠 수 있습니다. 높은 온도는 세포의 성장과 분화를 가속화하는 반면 낮은 온도는 발달을 늦추거나 중단시킵니다.

약물은 유해한 세포 분화를 방해 할 수 있습니다. 예를 들어, 약물은 무제한 종양 성장을위한 프로세스 단계 중 하나를 차단하고 해당 유전자의 발현을 중지 할 수 있습니다.

손상은 유전자 발현에 영향을 미치고 손상을 복구하는 데 필요한 세포 유형에 영향을 미칠 수 있습니다. 바이러스 및 박테리아 세포 분화에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 산모가 풍진과 같은 질병에 감염되면 발달중인 태아가 세포 분화에 영향을 미칠 수 있으며 선천적 결함이 발생할 수 있습니다.

마지막으로 독성 화학 물질은 세포 분화에 영향을 미칠 수 있습니다. 신호 화학 물질을 공격 또는 차단하거나 세포막에서 신호 수용체 위치를 차단하는 물질은 신호 활동을 중지하고 세포 분화에 영향을 미칠 수 있습니다.

이러한 환경 적 요인의 경우, 유기체는 내부 과정에 적응하거나 변경함으로써 반응을 시도합니다. 적응 일부 환경 영향에는 효과적이지만 다른 경우에는 유기체가 생존하지만 결함을 나타내거나 유기체가 죽을 수 있습니다.