În biologia dezvoltării, oamenii de știință folosesc termeni diferiți pentru a descrie diferite procese de dezvoltare. Diferențierea celulară și procesul de morfogeneza sunt termeni care se referă la două procese diferite în dezvoltare.
Pentru a defini morfogeneza și diferențierea celulară, ajută la studierea exemplelor fiecăruia.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Diferențierea și morfogeneza reprezintă doi termeni diferiți care abordează dezvoltarea organismelor biologice. Diferențierea se referă la modul în care celulele devin specializate, în timp ce morfogeneza se referă la dezvoltarea formelor organismelor vii.
Definiția morfogenezei
proces de morfogeneză se referă la dezvoltarea formelor din organismele vii. Aceasta se referă la forma, dimensiunea și conectivitatea formelor în curs de dezvoltare.
Oamenii de știință folosesc matematica pentru a ajuta la determinarea modificărilor ratei de creștere care afectează formele în curs de dezvoltare ale unui organism. Aceste schimbări în forme pot acoperi atât dezvoltarea individuală, cât și dezvoltarea evolutivă între specii. Având în vedere posibilitatea vastă a numărului de forme care ar putea fi formate într-un organism, este logic că constrângeri precum timpul, presiunea și spațiul joacă un rol în morfogeneză.
Morfogeneza celulară se referă la dimensiunea, forma, poziția și numărul de celule.
Exemple de morfogeneză
Când căutați să definiți morfogeneza, ajută la utilizarea unui exemplu de morfogeneză. Un astfel de exemplu de morfogeneză ar fi creșterea plantelor și modul în care plantele noi își schimbă forma pentru a fi fie drepte, fie răsucite sau ramificate.
La oameni, intestinele oferă o exemplu de morfogeneză. Modul în care intestinele umane se răsucesc și se pliază pentru a se încadra în interiorul corpului este un mod de a gândi morfogeneza în dezvoltare.
Creierul uman oferă un exemplu remarcabil de morfogeneză datorită „ridurilor” sau pliurilor sale. La un făt uman, creierul este relativ neted. Dar, pe parcursul dezvoltării sănătoase, plierea rezultă din cauza spațiului geometric în care crește creierul. Un alt exemplu de morfogeneză este cel al ramificării în rinichiul uman.
Cercetări recente urmăresc să înțeleagă modul în care genele afectează geometria și schimbarea formelor în organismele biologice.
Ce este diferențierea?
În plus față de procesul de morfogeneză, diferenţiere este un termen utilizat în mod obișnuit în biologia celulară și a dezvoltării. Diferențierea celulară se referă la procesul prin care celulele devin specializate în diferite tipuri cu funcții diferite. Spre deosebire de procesul morfogenezei, diferențierea are loc la nivel celular și este controlată de factori de transcripție.
Țesuturile au nevoie de o bancă de celule stem pentru a oferi o copie de rezervă în cazul pierderii celulei. Factori de transcriere sunt proteine care au instrucțiuni sau instrucțiuni pentru modul în care celulele stem ar trebui să continue să fie dezvoltate. Celulele stem vor produce un set de celule fiice (sau celule progenitoare) care se pot diferenția pentru a forma un anumit țesut și un alt set de celule fiice care menține rezerva de celule stem.
Un exemplu de diferențiere
În corpul uman, celulele sunt chemate în mod constant să se diferențieze în celule specializate cu funcții unice. Un astfel de exemplu este celula bazală pulmonară. Această celulă se poate diferenția astfel încât să devină o celulă secretorie care acoperă țesutul pulmonar.
Factorii de transcripție acționează pentru a face posibilă această diferențiere. În cazul celulei bazale pulmonare, factorul de transcripție „grainyhead-like 2” sortează procesul pe care celula îl va lua pentru a deveni ciliat.
Celulele se pot diferenția în numeroase alte tipuri de celule, cum ar fi cardiomiocite (celule cardiace), neuroni, miocite scheletice și așa mai departe.
Implicații pentru medicină
Diferențierea celulară și procesul de morfogeneză joacă ambele roluri uriașe în dezvoltarea organismelor. Oamenii de știință speră să obțină o mai bună înțelegere a acestor două discipline pentru a ajuta la furnizarea tratamente medicale noi.
O nouă cale de cercetare presupune descoperirea modului în care genele codifică geometria, deschizând o mai bună înțelegere a originii morfogenezei. Aceasta va implica o abordare multidisciplinară a biologilor, fizicienilor și matematicienilor.
În ceea ce privește diferențierea celulară în celule specializate, oamenii de știință speră să descopere cum să direcționeze diferențierea celulară pentru a combate bolile legate de tipuri specifice de celule. Un astfel de exemplu este boala Huntington.
Un alt exemplu major este cel al terapia cu celule stem pentru cancer și alte boli. Cercetătorii speră să direcționeze diferențierea celulară fără a fi nevoie de donatori de măduvă osoasă. Degenerarea maculară a ochiului reprezintă un alt caz în care celulele epiteliale pigmentate în retină ar putea fi proliferate in vitro pentru a le înlocui pe cele pierdute la pacienții în vârstă.
Este posibilă direcționarea diferențierii celulare în laborator. Sperăm că, învățând cum să controlăm acest proces, cercetătorii vor putea salva și îmbunătăți viețile.