Vystymosi biologijoje mokslininkai naudoja skirtingus terminus, apibūdindami skirtingus vystymosi procesus. Ląstelių diferenciacija ir procesas morfogenezė yra terminai, nurodantys du skirtingus vystymosi procesus.
Norint apibrėžti morfogenezę ir ląstelių diferenciaciją, tai padeda ištirti kiekvienos iš jų pavyzdžius.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Diferenciacija ir morfogenezė yra du skirtingi terminai, skirti biologinių organizmų vystymuisi. Diferenciacija reiškia, kaip ląstelės tampa specializuotos, o morfogenezė - gyvų organizmų formų vystymąsi.
Morfogenezės apibrėžimas
The morfogenezės procesas reiškia gyvų organizmų formų vystymąsi. Tai reiškia besivystančių formų formą, dydį ir ryšį.
Mokslininkai matematikos pagalba padeda nustatyti augimo greičio pokyčius, turinčius įtakos besivystančioms organizmo formoms. Šie formų pokyčiai gali apimti tiek individualų vystymąsi, tiek evoliucinį įvairių rūšių vystymąsi. Atsižvelgiant į didžiulę galimybę, kiek formų gali būti suformuota organizme, prasminga, kad morfogenezėje svarbų turi tokie apribojimai kaip laikas, slėgis ir erdvė.
Ląstelių morfogenezė reiškia ląstelių dydį, formą, padėtį ir skaičių.
Morfogenezės pavyzdžiai
Kai siekia apibrėžti morfogenezę, tai padeda naudoti morfogenezės pavyzdį. Vienas iš tokių morfogenezės pavyzdžių būtų augalų augimas ir tai, kaip nauji augalai keičia formą, kad jie būtų tiesūs, susisukantys ar išsišakoję.
Žmonėms žarnynas suteikia a morfogenezės pavyzdys. Žmogaus žarnyno sukimasis ir sulankstymas, kad tilptų į kūno vidų, yra vienas iš mąstymo būdų apie morfogenezę vystantis.
Žmogaus smegenys pateikia puikų morfogenezės pavyzdį dėl savo „raukšlių“ ar raukšlių. Žmogaus vaisiaus smegenys yra palyginti lygios. Tačiau sveikos raidos metu sulankstomi rezultatai dėl geometrinės erdvės, kurioje auga smegenys. Kitas morfogenezės pavyzdys yra šakojimasis žmogaus inkstuose.
Naujausiais tyrimais siekiama suprasti, kaip genai veikia geometriją ir formas, kintančias biologiniuose organizmuose.
Kas yra diferencijavimas?
Be morfogenezės proceso, diferenciacija yra terminas, dažniausiai naudojamas ląstelių ir vystymosi biologijoje. Ląstelių diferenciacija reiškia procesą, kurio metu ląstelės specializuojasi į skirtingus tipus, turinčius skirtingas funkcijas. Skirtingai nuo morfogenezės proceso, diferencijavimas vyksta ląstelių lygmenyje ir yra kontroliuojamas transkripcijos veiksnių.
Audiniams reikia banko kamieninės ląstelės pateikti atsarginę kopiją praradus ląstelę. Transkripcijos veiksniai yra baltymai, turintys instrukcijas ar nurodymus, kaip turėtų būti vystomos kamieninės ląstelės. Kamieninės ląstelės gamins dukterinių ląstelių (arba pirmtakinių ląstelių) rinkinį, kuris gali diferencijuotis, sudarydamas tam tikrą audinį, ir kitą dukterinių ląstelių rinkinį, kuris palaiko kamieninių ląstelių telkinį.
Diferenciacijos pavyzdys
Žmogaus kūne ląstelės nuolat raginamos diferencijuotis specializuotos ląstelės su unikaliomis funkcijomis. Vienas tokių pavyzdžių yra plaučių bazinė ląstelė. Ši ląstelė gali diferencijuotis, kad ji taptų sekrecine ląstele, išklojančia plaučių audinį.
Transkripcijos veiksniai veikia, kad būtų galima diferencijuoti. Plaučių bazinės ląstelės atveju transkripcijos faktorius „panašus į grūdėtą galvą 2“ rūšiuoja procesą, kurio metu ląstelė taps ciliarine.
Ląstelės gali diferencijuotis į daugybę kitų tipų ląstelių, tokių kaip kardiomiocitai (širdies ląstelės), neuronai, griaučių miocitai ir pan.
Poveikis medicinai
Ląstelių diferenciacija ir morfogenezės procesas vaidina didžiulį vaidmenį organizmų vystymesi. Mokslininkai tikisi geriau suprasti abi šias disciplinas, kad padėtų nauji medicininiai gydymo metodai.
Vienas naujas tyrimų būdas reiškia atskleisti, kaip genai koduoja geometriją, atveriantį geresnį supratimą apie morfogenezės kilmę. Tai apims daugiadisciplininį biologų, fizikų ir matematikų požiūrį.
Dėl ląstelių diferenciacijos į specializuotos ląstelės, mokslininkai tikisi sužinoti, kaip nukreipti ląstelių diferenciaciją, siekiant kovoti su ligomis, susijusiomis su specifiniais ląstelių tipais. Vienas tokių pavyzdžių yra Huntingtono liga.
Kitas svarbus pavyzdys yra kamieninių ląstelių terapija nuo vėžio ir kitų ligų. Tyrėjai tikisi nukreipti ląstelių diferenciaciją be kaulų čiulpų donorų. Makulos akies degeneracija yra dar vienas atvejis, kai tinklainės pigmentinės epitelio ląstelės gali būti dauginamos in vitro, kad pakeistų senstančių pacientų prarastas ląsteles.
Laboratorijoje galima nukreipti ląstelių diferenciaciją. Tikimės, kad išmokę valdyti šį procesą mokslininkai galės išsaugoti ir pagerinti gyvybes.