У біології розвитку вчені використовують різні терміни для опису різних процесів розвитку. Клітинна диференціація і процес морфогенез це терміни, що стосуються двох різних процесів у розвитку.
Для визначення морфогенезу та диференціації клітин допомагає вивчення прикладів кожного з них.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Диференціація та морфогенез представляють два різні терміни, що стосуються розвитку біологічних організмів. Диференціація стосується того, як клітини стають спеціалізованими, тоді як морфогенез стосується розвитку форм живих організмів.
Визначення морфогенезу
процес морфогенезу відноситься до розвитку форм у живих організмах. Це стосується форми, розміру та зв’язку форм, що розвиваються.
Вчені використовують математику, щоб допомогти визначити зміни темпів росту, які впливають на форми організму, що розвиваються. Ці зміни у формах можуть охоплювати як індивідуальний розвиток, так і еволюційний розвиток різних видів. З огляду на величезну можливість того, скільки фігур може утворитися в організмі, має сенс, що такі обмеження, як час, тиск і простір, відіграють певну роль у морфогенезі.
Клітинний морфогенез стосується розміру, форми, положення та кількості клітин.
Приклади морфогенезу
Коли прагнуть визначити морфогенез, це допомагає використовувати приклад морфогенезу. Одним з таких прикладів морфогенезу може бути ріст рослин і те, як нові рослини змінюють форму, щоб бути прямою, або скручуючись, або розгалуженою.
У людей кишечник забезпечує приклад морфогенезу. Спосіб, як кишечник людини перекручується і складається, щоб поміститися всередину тіла, є одним із способів думати про морфогенез у процесі розвитку.
Мозок людини дає чудовий приклад морфогенезу завдяки своїм «зморшкам» або складкам. У плода людини мозок порівняно гладкий. Але в процесі здорового розвитку складчасті результати завдяки геометричному простору, в якому росте мозок. Інший приклад морфогенезу - це розгалуження в нирках людини.
Останні дослідження прагнуть зрозуміти, як гени впливають на геометрію та форми, що змінюються в біологічних організмах.
Що таке диференціація?
На додаток до процесу морфогенезу, диференціація це термін, який зазвичай використовується в клітинній біології та розвитку. Клітинна диференціація відноситься до процесу, за допомогою якого клітини спеціалізуються на різні типи з різними функціями. На відміну від процесу морфогенезу, диференціація відбувається на клітинному рівні і контролюється факторами транскрипції.
Для тканин потрібен банк стовбурові клітини для забезпечення резервної копії у випадку втрати клітини. Фактори транскрипції це білки, які мають інструкції або вказівки щодо подальшого розвитку стовбурових клітин. Стовбурові клітини виробляють набір дочірніх клітин (або клітин-попередників), які можуть диференціюватися, утворюючи певну тканину, і ще один набір дочірніх клітин, що підтримує пул стовбурових клітин.
Приклад диференціації
В організмі людини клітини постійно покликані диференціюватися спеціалізовані клітини з унікальними функціями. Одним з таких прикладів є базальна клітина легені. Ця клітина може диференціюватися так, що стає секреторною клітиною, що вистилає легеневу тканину.
Фактори транскрипції працюють, щоб зробити цю диференціацію можливою. У випадку з базальною клітиною легені фактор транскрипції «зернистоподібний 2» сортує процес, який клітина потребуватиме, щоб стати ресничкою.
Клітини можуть диференціюватися на численні інші типи клітин, такі як кардіоміоцити (клітини серця), нейрони, скелетні міоцити тощо.
Наслідки для медицини
Клітинна диференціація та процес морфогенезу відіграють величезну роль у розвитку організмів. Вчені сподіваються отримати більше розуміння обох цих дисциплін, щоб допомогти забезпечити нові медичні методи лікування.
Один із нових напрямків досліджень передбачає розкриття того, як гени кодують геометрію, відкриваючи глибше розуміння походження морфогенезу. Це передбачатиме мультидисциплінарний підхід з боку біологів, фізиків та математиків.
Щодо диференціації клітин на спеціалізовані клітини, вчені сподіваються розкрити, як керувати клітинною диференціацією для боротьби із захворюваннями, пов'язаними з певними типами клітин. Одним з таких прикладів є хвороба Хантінгтона.
Інший важливий приклад - це терапія стовбуровими клітинами при раку та інших захворюваннях. Дослідники сподіваються направити клітинну диференціацію без необхідності донорів кісткового мозку. Дегенерація жовтої плями ока являє собою ще один випадок, коли пігментовані епітеліальні клітини сітківки можуть проліферувати in vitro, щоб замінити втрачені у старіючих пацієнтів.
Можна направити диференціацію клітин в лабораторії. Сподіваємось, навчившись контролювати цей процес, дослідники зможуть врятувати та покращити життя.