Attīstības bioloģijā zinātnieki izmanto dažādus terminus, lai aprakstītu dažādus attīstības procesus. Šūnu diferenciācija un process morfogenēze ir termini, kas attiecas uz diviem dažādiem attīstības procesiem.
Lai definētu morfogenēzi un šūnu diferenciāciju, tas palīdz izpētīt katra no tiem piemērus.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Diferencēšana un morfogenēze ir divi dažādi termini, kas attiecas uz bioloģisko organismu attīstību. Diferencēšana attiecas uz to, kā šūnas kļūst specializētas, savukārt morfogenēze attiecas uz dzīvo organismu formu attīstību.
Morfogenēzes definīcija
The morfogenēzes process attiecas uz formu attīstību dzīvajos organismos. Tas attiecas uz attīstošo formu formu, lielumu un savienojamību.
Zinātnieki izmanto matemātiku, lai palīdzētu noteikt augšanas ātruma izmaiņas, kas ietekmē organisma attīstības formas. Šīs formas izmaiņas var aptvert gan individuālo attīstību, gan visu sugu evolūcijas attīstību. Ņemot vērā milzīgo iespēju, cik daudz formu organismā varētu veidoties, ir jēga, ka morfogenēzē savu lomu spēlē tādi ierobežojumi kā laiks, spiediens un telpa.
Šūnu morfogenēze attiecas uz šūnu lielumu, formu, stāvokli un skaitu.
Morfogenēzes piemēri
Kad meklē definēt morfogenēzi, tas palīdz izmantot morfogenēzes piemēru. Viens no šādiem morfogenēzes piemēriem būtu augu augšana un tas, kā jauni augi maina formu, lai tie būtu taisni vai savīti vai sazaroti.
Cilvēkiem zarnas nodrošina a morfogenēzes piemērs. Veids, kādā cilvēka zarnas vērpjas un saliekas, lai iekļautos ķermeņa iekšienē, ir viens no domāšanas veidiem par morfogenēzi attīstībā.
Cilvēka smadzenes sniedz ievērojamu morfogenēzes piemēru “grumbu” vai kroku dēļ. Cilvēka auglim smadzenes ir salīdzinoši gludas. Bet veselīgas attīstības gaitā, saliekot rezultātus, pateicoties ģeometriskajai telpai, kurā smadzenes aug. Vēl viens morfogenēzes piemērs ir atzarojums cilvēka nierēs.
Jaunākie pētījumi cenšas saprast, kā gēni ietekmē ģeometriju un formas, kas mainās bioloģiskajos organismos.
Kas ir diferenciācija?
Papildus morfogēzes procesam diferenciācija ir termins, ko parasti lieto šūnu un attīstības bioloģijā. Šūnu diferenciācija attiecas uz procesu, kurā šūnas specializējas dažādos veidos ar dažādām funkcijām. Atšķirībā no morfogenēzes procesa diferenciācija notiek šūnu līmenī, un to kontrolē transkripcijas faktori.
Audiem nepieciešama banka cilmes šūnas lai nodrošinātu dublējumu šūnu zuduma gadījumā. Transkripcijas faktori ir olbaltumvielas, kurām ir instrukcijas vai norādījumi par cilmes šūnu attīstību. Cilmes šūnas radīs meitas šūnu (vai cilmes šūnu) kopumu, kas var diferencēties, veidojot konkrētus audus, un citu meitas šūnu kopumu, kas uztur cilmes šūnu kopu.
Diferencēšanas piemērs
Cilvēka ķermenī šūnas tiek pastāvīgi aicinātas diferencēties specializētās šūnas ar unikālām funkcijām. Viens šāds piemērs ir plaušu bazālā šūna. Šī šūna var diferencēties tā, ka tā kļūst par sekrēcijas šūnu, kas izklāta ar plaušu audiem.
Transkripcijas faktori darbojas, lai padarītu šo diferenciāciju iespējamu. Plaušu bazālās šūnas gadījumā transkripcijas faktors “graudgalvai līdzīgs 2” sašķiro procesu, kas šūnai būs nepieciešams, lai kļūtu ciliants.
Šūnas var diferencēt daudzos citos šūnu veidos, piemēram, kardiomiocīti (sirds šūnas), neironi, skeleta miocīti un tā tālāk.
Ietekme uz medicīnu
Šūnu diferenciācijai un morfogenēzes procesam ir milzīga loma organismu attīstībā. Zinātnieki cer iegūt lielāku izpratni par abām šīm disciplīnām, lai palīdzētu nodrošināt jaunas medicīniskās procedūras.
Viens jauns pētījumu veids nozīmē atklāt, kā gēni kodē ģeometriju, paverot labāku izpratni par morfogēzes izcelsmi. Tas ietvers daudzdisciplīnu pieeju, ko veic biologi, fiziķi un matemātiķi.
Attiecībā uz šūnu diferenciāciju specializētās šūnas, zinātnieki cer atklāt, kā vadīt šūnu diferenciāciju, lai apkarotu slimības, kas saistītas ar konkrētiem šūnu tipiem. Viens šāds piemērs ir Hantingtona slimība.
Vēl viens nozīmīgs piemērs ir cilmes šūnu terapija vēzim un citām slimībām. Pētnieki cer virzīt šūnu diferenciāciju bez kaulu smadzeņu donoru vajadzības. Acu makulas deģenerācija ir vēl viens gadījums, kad tīklenes pigmentētas epitēlija šūnas varētu pavairot in vitro, lai aizstātu vecāka gadagājuma pacientiem zaudētās.
Laboratorijā ir iespējams virzīt šūnu diferenciāciju. Cerams, ka, iemācoties kontrolēt šo procesu, pētnieki varēs glābt un uzlabot dzīvības.