V razvojni biologiji znanstveniki uporabljajo različne izraze za opis različnih razvojnih procesov. Diferenciacija celic in proces morfogeneza so izrazi, ki se nanašajo na dva različna razvojna procesa.
Za opredelitev morfogeneze in diferenciacije celic pomaga preučiti primere vsake od njih.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Diferenciacija in morfogeneza predstavljata dva različna izraza, ki obravnavata razvoj bioloških organizmov. Diferenciacija se nanaša na to, kako se celice postanejo specializirane, morfogeneza pa na razvoj oblik živih organizmov.
Opredelitev morfogeneze
The proces morfogeneze se nanaša na razvoj oblik v živih organizmih. To se nanaša na obliko, velikost in povezanost oblik v razvoju.
Znanstveniki si z matematiko pomagajo določiti spremembe stopnje rasti, ki vplivajo na razvijajoče se oblike organizma. Te spremembe oblik lahko zajemajo tako posamezni razvoj kot tudi evolucijski razvoj med vrstami. Glede na veliko možnost, koliko oblik bi lahko nastalo v organizmu, je smiselno, da omejitve, kot so čas, pritisk in prostor, igrajo pomembno vlogo pri morfogenezi.
Morfogeneza celic se nanaša na velikost, obliko, položaj in število celic.
Primeri morfogeneze
Ko si prizadeva opredeliti morfogenezo, pomaga uporabiti primer morfogeneze. Tak primer morfogeneze bi bila rast rastlin in kako nove rastline spremenijo obliko tako, da so naravnost ali zvite ali razvejane.
Pri ljudeh črevesje zagotavlja a primer morfogeneze. Način, kako se človeška črevesja zvijejo in zložijo, da se prilegajo telesu, je eden od načinov razmišljanja o morfogenezi v razvoju.
Človeški možgani dajejo izjemen primer morfogeneze zaradi svojih "gub" ali gub. V človeškem plodu so možgani razmeroma gladki. Toda skozi potek zdravega razvoja nastane zlaganje zaradi geometrijskega prostora, v katerem rastejo možgani. Drug primer morfogeneze je primer razvejanja v človeški ledvici.
Nedavne raziskave želijo razumeti, kako geni vplivajo na geometrijo in oblike, ki se spreminjajo v bioloških organizmih.
Kaj je diferenciacija?
Poleg procesa morfogeneze diferenciacija je izraz, ki se pogosto uporablja v celični in razvojni biologiji. Celična diferenciacija se nanaša na postopek, s katerim se celice specializirajo za različne vrste z različnimi funkcijami. V nasprotju s procesom morfogeneze pride do diferenciacije na celični ravni in jo nadzirajo transkripcijski faktorji.
Tkiva potrebujejo banko stebelna celica za zagotovitev varnostne kopije v primeru izgube celic. Transkripcijski faktorji so beljakovine, ki imajo navodila ali navodila za nadaljnji razvoj matičnih celic. Matične celice bodo ustvarile niz hčerinskih celic (ali progenitornih celic), ki se lahko diferencirajo in tvorijo določeno tkivo, in druge skupine hčerinskih celic, ki vzdržujejo bazen izvornih celic.
Primer diferenciacije
V človeškem telesu se celice nenehno pozivajo k diferenciaciji specializirane celice z edinstvenimi funkcijami. Tak primer je bazalna celica pljuč. Ta celica se lahko razlikuje, tako da postane sekretorna celica, ki obloži pljučno tkivo.
Transkripcijski dejavniki omogočajo to razlikovanje. V primeru pljučne bazalne celice transkripcijski faktor "zrnata glava 2" razvrsti postopek, po katerem bo celica postala trepalnica.
Celice se lahko razlikujejo v številne druge vrste celic, kot so kardiomiociti (srčne celice), nevroni, skeletni miociti itd.
Posledice za medicino
Diferenciacija celic in proces morfogeneze igrata ogromno vlogo pri razvoju organizmov. Znanstveniki upajo, da bodo bolje razumeli obe disciplini, da bi jim pomagali nova zdravljenja.
Ena nova pot raziskav pomeni razkriti, kako geni kodirajo geometrijo, kar odpira boljše razumevanje izvora morfogeneze. To bo vključevalo multidisciplinarni pristop biologov, fizikov in matematikov.
Glede celične diferenciacije na specializirane celiceznanstveniki upajo, da bodo odkrili, kako usmerjati celično diferenciacijo za boj proti boleznim, povezanim s posebnimi vrstami celic. Tak primer je Huntingtonova bolezen.
Drug pomemben primer je primer terapija z matičnimi celicami za raka in druge bolezni. Raziskovalci upajo, da bodo usmerili celično diferenciacijo brez potrebe darovalcev kostnega mozga. Makularna degeneracija očesa predstavlja še en primer, ko bi lahko in vitro razmnožili pigmentirane epitelijske celice mrežnice, da bi nadomestile tiste, izgubljene pri starajočih se bolnikih.
V laboratoriju je mogoče usmeriti diferenciacijo celic. Upamo, da bodo raziskovalci z učenjem, kako nadzorovati ta proces, lahko rešili in izboljšali življenja.