W biologii rozwoju naukowcy używają różnych terminów do opisu różnych procesów rozwojowych. Różnicowanie komórek i proces morfogeneza to terminy odnoszące się do dwóch różnych procesów rozwoju.
Aby zdefiniować morfogenezę i różnicowanie komórek, warto przestudiować przykłady każdego z nich.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Różnicowanie i morfogeneza to dwa różne terminy odnoszące się do rozwoju organizmów biologicznych. Różnicowanie odnosi się do tego, jak komórki stają się wyspecjalizowane, podczas gdy morfogeneza odnosi się do rozwoju form żywych organizmów.
Definicja morfogenezy
proces morfogenezy odnosi się do rozwoju form w żywych organizmach. Odnosi się to do kształtu, wielkości i połączenia rozwijających się form.
Naukowcy wykorzystują matematykę, aby określić zmiany tempa wzrostu, które wpływają na rozwijające się kształty organizmu. Te zmiany w formach mogą obejmować zarówno rozwój osobniczy, jak i ewolucyjny rozwój gatunków. Biorąc pod uwagę ogromne możliwości, jak wiele kształtów może powstać w organizmie, sensowne jest, aby ograniczenia, takie jak czas, ciśnienie i przestrzeń, odgrywały rolę w morfogenezie.
Morfogeneza komórki odnosi się do wielkości, kształtu, położenia i liczby komórek.
Przykłady morfogenezy
Kiedy starasz się zdefiniować morfogenezę, warto posłużyć się przykładem morfogenezy. Jednym z takich przykładów morfogenezy może być wzrost roślin i zmiana kształtu nowych roślin na prosty, skręcony lub rozgałęziony.
U ludzi jelita zapewniają przykład morfogenezy. Sposób, w jaki ludzkie jelita skręcają się i fałdują, aby dopasować się do ciała, jest jednym ze sposobów myślenia o morfogenezie w rozwoju.
Ludzki mózg daje niezwykły przykład morfogenezy ze względu na swoje „zmarszczki” lub fałdy. Mózg płodu ludzkiego jest stosunkowo gładki. Ale w trakcie zdrowego rozwoju fałdowanie wynika z geometrycznej przestrzeni, w której rośnie mózg. Innym przykładem morfogenezy jest rozgałęzienie w ludzkiej nerce.
Najnowsze badania mają na celu zrozumienie, w jaki sposób geny wpływają na geometrię i kształty zmieniające się w organizmach biologicznych.
Czym jest zróżnicowanie?
Oprócz procesu morfogenezy, różnicowanie to termin powszechnie używany w biologii komórkowej i rozwojowej. Różnicowanie komórkowe odnosi się do procesu, w którym komórki specjalizują się w różne typy o różnych funkcjach. W przeciwieństwie do procesu morfogenezy, różnicowanie zachodzi na poziomie komórkowym i jest kontrolowane przez czynniki transkrypcyjne.
Chusteczki potrzebują banku komórki macierzyste zapewnienie kopii zapasowej na wypadek utraty komórki. Czynniki transkrypcyjne to białka, które mają instrukcje lub wskazówki dotyczące dalszego rozwoju komórek macierzystych. Komórki macierzyste wytworzą zestaw komórek potomnych (lub komórek progenitorowych), które mogą różnicować się, tworząc konkretną tkankę, oraz inny zestaw komórek potomnych, który utrzymuje pulę komórek macierzystych.
Przykład zróżnicowania
W ludzkim ciele komórki są nieustannie wzywane do różnicowania się w: wyspecjalizowane komórki z unikalnymi funkcjami. Jednym z takich przykładów jest komórka podstawna płuc. Ta komórka może się różnicować, tak że staje się komórką wydzielniczą wyścielającą tkankę płuc.
Czynniki transkrypcyjne działają, aby to rozróżnienie było możliwe. W przypadku komórki podstawnej płuc czynnik transkrypcyjny „grainyhead-like 2” sortuje proces, w którym komórka stanie się orzęsowana.
Komórki mogą różnicować się w wiele innych typów komórek, takich jak kardiomiocyty (komórki serca), neurony, miocyty szkieletowe i tak dalej.
Implikacje dla medycyny
Różnicowanie komórek i proces morfogenezy odgrywają ogromną rolę w rozwoju organizmów. Naukowcy mają nadzieję uzyskać lepsze zrozumienie obu tych dyscyplin, aby pomóc w zapewnieniu nowatorskie zabiegi medyczne.
Jedna z nowych dróg badawczych wiąże się z odkryciem, w jaki sposób geny kodują geometrię, co pozwala lepiej zrozumieć pochodzenie morfogenezy. Będzie to obejmować multidyscyplinarne podejście biologów, fizyków i matematyków.
Odnośnie różnicowania komórek w wyspecjalizowane komórki, naukowcy mają nadzieję odkryć, jak kierować różnicowaniem komórkowym w celu zwalczania chorób związanych z określonymi typami komórek. Jednym z takich przykładów jest choroba Huntingtona.
Innym ważnym przykładem jest terapia komórkami macierzystymi na raka i inne choroby. Naukowcy mają nadzieję, że uda im się ukierunkować różnicowanie komórkowe bez potrzeby dawców szpiku kostnego. Zwyrodnienie plamki żółtej oka stanowi kolejny przykład, w którym komórki nabłonkowe zabarwione barwnikiem siatkówki mogą ulegać proliferacji in vitro w celu zastąpienia komórek utraconych u starzejących się pacjentów.
W laboratorium można kierować różnicowaniem komórek. Miejmy nadzieję, że ucząc się, jak kontrolować ten proces, naukowcy będą w stanie ratować i poprawiać życie.