Специализированные ячейки: определение, типы и примеры

Скорее всего, на данном этапе курсов вы хорошо знакомы со структурой эукариотических клеток - а если нет, вот фантастический букварь для вас.

Однако вы, возможно, заметили, что большинство диаграмм клеточной структуры выглядят довольно просто. У вас есть круглые клетки животных, более угловатые клетки растений и все органеллы внутри клеточная мембрана.

Что ж, неудивительно, что эти диаграммы - пока точные! - не рассказывайте всю историю. На самом деле клетки бывают самых разных форм и размеров. И, особенно в многоклеточных организмах, таких как животные и растения, клетки могут выглядеть (и действовать) совершенно по-разному друг от друга.

Имеет смысл, правда? Например, вы не ожидаете, что клетки, составляющие лепесток цветка, будут выглядеть и действовать так же, как клетки, из которых состоят корни растения. Точно так же клетки вашей кожи, например, будут выглядеть совершенно иначе, чем, скажем, клетки вашей печени - потому что эти две клетки выполняют очень разные функции в организме человека.

Вот где клеточная специализация приходит в. Клеточная специализация позволяет новым клеткам развиваться в различные ткани, каждая из которых работает вместе, заставляя живые организмы функционировать как единое целое.

Процесс клеточной специализации - именно так как клетки развиваются в свои разнообразные формы - это сложно. В организме есть сотни определенных типов клеток, которые возникают из клеток самого основного и общего типа, называемых стволовыми клетками.

Все специализированные клетки в организме происходят из одной и той же ткани: группы стволовые клетки которые составляют самые ранние стадии эмбриона. Стволовые клетки - это уникальный тип клеток, потому что, хотя они являются незрелыми клетками без какой-либо специализации, они могут следуйте «плану» развития, чтобы развиться в тысячи уникальных типов клеток, обнаруженных по всему вашему телу.

Существуют разные типы стволовых клеток, различающиеся количеством тканей, в которые они могут развиться. Стволовые клетки, обнаруженные в эмбрионе, например, могут развиться в любой тип ткани - именно так вы переходите от единственной стволовой клетки к полностью сформированному человеческому ребенку.

Взрослые стволовые клетки, как и стволовые клетки, обнаруженные в костном мозге, могут развиться только в несколько типов зрелых клеток. Но суть в том, что все стволовые клетки представляют собой неспециализированные клетки-«предшественники», которые могут развиваться по крайней мере в один тип зрелых клеток.

Стволовые клетки развиваются в зрелые ткани в процессе, называемом дифференциация. Чтобы понять, как работает дифференциация, вспомните концепции сотовой связи вы узнали на уроках биологии.

Сотовая связь работает в три этапа. А прием фаза, в которой специальные рецепторы на поверхности клетки получают какой-то сигнал из окружающей среды; а трансдукция фаза, которая передает это сообщение с поверхности клетки внутрь клетки; и отклик фаза, когда клетка меняет свое поведение на основе этого сигнала.

Так как же это работает при дифференцировке клеток? Что ж, допустим, вашему организму нужно больше красных кровяных телец. Он посылает сигнал вашим стволовым клеткам крови, что вам нужно больше эритроцитов. Этот сигнал получили на поверхности клетки.

Стволовая клетка передает (или же преобразовывает) это сообщение ядру, поэтому клетка знает, что вашему организму нужно больше красных кровяных телец. Затем стволовые клетки отвечать активируя гены, которые помогут ему превратиться в эритроцит, и вуаля - клетка становится эритроцитом.

Хотя ученые знают, что человеческое тело содержит триллионы клеток, сколько именно типов клеток составляет тело, все еще остается активной областью изучения. По последним оценкам, по крайней мере 200 уникальных типов клеток в организме человека, по крайней мере, по внешнему виду. Некоторые ученые считают, что эта оценка занижена, и новые типы клеток все еще регулярно открываются.

Суть? Вы смотрите на сотни различных путей клеточной специализации, по которым могут идти ваши стволовые клетки.

Однако все человеческие клетки относятся к одной из четырех общих категорий:

• Ткань эпителия: Эпителиальные клетки выстилают ваши ткани, и они важны для защиты подлежащих тканей, а также для помощи в абсорбции. Вы найдете эпителиальные ткани в коже, железистой ткани и многом другом.
• Соединительная ткань: Соединительная ткань хорошо соединяет и защищает ваши ткани. Он обеспечивает структурную поддержку вашего тела. Этот тип ткани включает кости, хрящи, сухожилия, связки и фасции.
• Нервная ткань: Ваша нервная система помогает передавать информацию по вашему телу. Он состоит из вашей центральной нервной системы (или ЦНС), которая включает головной и спинной мозг, и вашей периферической нервной системы (ПНС), которая включает нервы по всему остальному телу.
• Мышечная ткань: Этот тип, наверное, проще всего изобразить - вы знаете, что такое мышцы! Но вы также найдете особые типы мышечных клеток в кровеносных сосудах и сердце.

Все 200 (или более) типов клеток, составляющих человеческое тело, находятся в одном из этих четырех типов тканей - гораздо легче научиться, чем запоминать сотни типов клеток, верно?

Теперь давайте проверим один из некоторых особых типов клеток, с которыми вы, вероятно, столкнетесь на уроках биологии, - те, которые вам нужно знать немного глубже.

Ваш сердечно-сосудистая система - один из тех, которые вы, скорее всего, пройдете на уроке биологии, так что теперь самое время узнать о нем! Ваша кровеносная система состоит из ряда кровеносный сосуд - артерии, вены и капилляры, а также несколько специализированных типов клеток крови:

• красные кровяные клетки: Эти красные дискообразные клетки несут ответственность за перенос кислорода по всему телу. Они содержат гемоглобин, особый белок, который может связываться с кислородом из воздуха, которым вы дышите, а затем высвобождать его обратно в ткани, которые в нем нуждаются.
• белые кровяные клетки: Нужна помощь в борьбе с простудой или гриппом? Ваши белые кровяные тельца помогут вам! Лейкоциты составляют ключевой компонент вашей иммунной системы. Они помогают вашему организму выявлять опасные патогены и уничтожать их, чтобы вы не слишком сильно заболели.
• Тромбоциты: Самый маленький тип клеток в вашей крови, тромбоциты играют ключевую роль в образовании тромбов. Как только тромбоциты ощущают повреждение или разрыв ткани, они начинают слипаться, образуя сгусток крови, чтобы замедлить или остановить кровотечение.

Ваше тело постоянно производит свежие клетки крови, чтобы заменить старые или поврежденные. И все клетки крови «рождаются» в костном мозге из популяции стволовых клеток, которые специализируются на создании клеток крови.

Вы также, вероятно, столкнетесь с ячейками нервная система в вашем теле. Но не волнуйтесь - хотя мозг может показаться сложным, узнать о своих нервах, вероятно, легче, чем вы думаете.

Во-первых, существует только две основные классификации нервных клеток: нейроны и глия.

Нейроны нервы - клетки, которые вы, вероятно, представляете, когда думаете о своей нервной системе. Они передают информацию, чтобы контролировать все «мышление» в вашем мозгу, а также управлять движением мышц и другими основными функциями тела.

Кроме того, нервы по всему телу отправляют сигналы обратно в спинной и головной мозг. Например, чувствительные к боли нервы сообщают вашему мозгу, когда вам больно, поэтому вы можете избежать всего, что вызвало боль.

Глия являются поддерживающими клетками, которые помогают вашим нервам функционировать должным образом. Есть несколько основных типы глии, и все они играют роль в эффективном взаимодействии вашего мозга, спинного мозга и других нервов. Некоторые глиальные клетки производят миелин, восковое вещество, которое «изолирует» нейроны для лучшего взаимодействия.

Другие действуют как иммунные клетки мозга, помогая бороться с инфекциями, которые в противном случае повредили бы ваши нервы. А третьи помогают поддерживать снабжение нейронов питательными веществами, чтобы у вашей нервной системы была энергия для правильной работы.

Третий основной тип клеток, который вы, вероятно, будете изучать, - это мышечные клетки. И, к счастью, три типа мышечных клеток легко выучить.

Во-первых, у вас есть клетки скелетных мышц - клетки, из которых состоят практически все мышцы вашего тела. Скелетная мышца - это мышца, которая, как ни странно, прикреплена к вашему скелету.

Он сокращается, чтобы двигать ваши кости. Так, скажем, когда вы сокращаете бицепс, вы сгибаете локоть. Клетки скелетных мышц частично добровольно контролируются вашим мозгом. Это означает, что вы можете решить, например, переместить ногу, и ваш мозг отправит сигнал, соответствующий этому движению.

Далее у вас есть клетки сердечной мышцы. Это клетки, из которых состоит ваше сердце, которые сокращаются, перекачивая кровь по вашему телу. Сокращение клеток сердечной мышцы нет добровольно контролируемый - вместо этого ваше тело поддерживает устойчивый сердечный ритм, и вам не нужно об этом думать.

Наконец, есть гладкомышечные клетки. Гладкая мышца образует выстилку некоторых кровеносных сосудов, а также некоторых органов, например желудка. Гладкие мышцы важны для движения ваших органов. Например, сокращение гладких мышц помогает перемещать пищу по пищеварительному тракту, обеспечивая правильное пищеварение.

Как и сердечная мышца, сокращение гладких мышц не контролируется произвольно. Так, например, вам не нужно думать о перемещении пищи из желудка в кишечник, потому что ваше тело просто делает это за вас.

Вот суть того, что вам нужно знать о клеточной специализации:

• Клетки развиваются из незрелых стволовых клеток в зрелые высокофункциональные клетки с помощью процесса, называемого дифференциация.
• Дифференциация позволяет развивающимся клеткам приобретать уникальные структуры и позволяет клетке выполнять специализированные функции.
• Процесс дифференциации запускается сигналами из окружающей среды и приводит к изменениям в экспрессия гена которые направляют развитие клетки.
• Дифференциация позволяет клеткам развиваться в четыре основных типа тканей: эпителиальная ткань, нервная ткань, соединительная ткань и мышечная ткань.
• Есть как минимум 200 различных типов ячеек в теле человека. Некоторые из них, о которых вам нужно знать лучше всего, включают специализированные клетки крови, специализированные нервные клетки и специализированные мышечные клетки.