Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Ορισμός της μορφογένεσης
- Παραδείγματα μορφογένεσης
- Τι είναι η διαφοροποίηση;
- Ένα παράδειγμα διαφοροποίησης
- Συνέπειες για την Ιατρική
Στην αναπτυξιακή βιολογία, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν διαφορετικούς όρους για να περιγράψουν διαφορετικές αναπτυξιακές διαδικασίες. Κυτταρική διαφοροποίηση και τη διαδικασία του μορφογένεση είναι όροι που αναφέρονται σε δύο διαφορετικές διαδικασίες ανάπτυξης.
Για τον προσδιορισμό της μορφογένεσης και της κυτταρικής διαφοροποίησης, βοηθά στη μελέτη παραδειγμάτων καθεμιάς.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Η διαφοροποίηση και η μορφογένεση αντιπροσωπεύουν δύο διαφορετικούς όρους που αφορούν την ανάπτυξη βιολογικών οργανισμών. Η διαφοροποίηση αναφέρεται στο πώς εξειδικεύονται τα κύτταρα, ενώ η μορφογένεση αναφέρεται στην ανάπτυξη των μορφών ζωντανών οργανισμών.
Ορισμός της μορφογένεσης
ο διαδικασία μορφογένεσης αναφέρεται στην ανάπτυξη των μορφών σε ζωντανούς οργανισμούς. Αυτό αναφέρεται στο σχήμα, το μέγεθος και τη συνδεσιμότητα των αναπτυσσόμενων μορφών.
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τα μαθηματικά για να βοηθήσουν να προσδιοριστούν οι μεταβολές του ρυθμού ανάπτυξης που επηρεάζουν τα αναπτυσσόμενα σχήματα ενός οργανισμού. Αυτές οι αλλαγές σε μορφές μπορούν να καλύπτουν τόσο την ατομική ανάπτυξη όσο και την εξελικτική ανάπτυξη μεταξύ των ειδών. Δεδομένης της τεράστιας πιθανότητας να σχηματιστούν πολλά σχήματα σε έναν οργανισμό, είναι λογικό οι περιορισμοί όπως ο χρόνος, η πίεση και ο χώρος να παίζουν ρόλο στη μορφογένεση.
Η μορφογένεση κυττάρων αναφέρεται στο μέγεθος, το σχήμα, τη θέση και τον αριθμό των κυττάρων.
Παραδείγματα μορφογένεσης
Όταν επιδιώκουν να ορίστε μορφογένεση, βοηθάει στη χρήση ενός παραδείγματος μορφογένεσης. Ένα τέτοιο παράδειγμα μορφογένεσης θα ήταν η ανάπτυξη των φυτών και ο τρόπος με τον οποίο τα νέα φυτά αλλάζουν το σχήμα τους ώστε να είναι είτε ίσια είτε συστροφή ή διακλάδωση.
Στους ανθρώπους, τα έντερα παρέχουν ένα παράδειγμα μορφογένεσης. Ο τρόπος με τον οποίο τα ανθρώπινα έντερα στρέφονται και διπλώνουν για να χωρέσουν μέσα στο σώμα είναι ένας τρόπος σκέψης για την μορφογένεση στην ανάπτυξη.
Ο ανθρώπινος εγκέφαλος δίνει ένα αξιοσημείωτο παράδειγμα μορφογένεσης λόγω των «ρυτίδων» του ή των πτυχών. Σε ένα ανθρώπινο έμβρυο, ο εγκέφαλος είναι σχετικά ομαλός. Αλλά μέσα από την πορεία της υγιούς ανάπτυξης, αναδίπλωση αποτελέσματα λόγω του γεωμετρικού χώρου στον οποίο μεγαλώνει ο εγκέφαλος. Ένα άλλο παράδειγμα μορφογένεσης είναι αυτό της διακλάδωσης στον ανθρώπινο νεφρό.
Πρόσφατη έρευνα επιδιώκει να καταλάβει πώς τα γονίδια επηρεάζουν τη γεωμετρία και τα σχήματα που αλλάζουν στους βιολογικούς οργανισμούς.
Τι είναι η διαφοροποίηση;
Εκτός από τη διαδικασία της μορφογένεσης, ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΤΗΤΑ-διάκριση είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται συνήθως στην κυτταρική και αναπτυξιακή βιολογία. Η κυτταρική διαφοροποίηση αναφέρεται στη διαδικασία με την οποία τα κύτταρα εξειδικεύονται σε διαφορετικούς τύπους με διαφορετικές λειτουργίες. Σε αντίθεση με τη διαδικασία της μορφογένεσης, η διαφοροποίηση συμβαίνει στο κυτταρικό επίπεδο και ελέγχεται από παράγοντες μεταγραφής.
Οι ιστοί χρειάζονται μια τράπεζα βλαστοκυττάρων για να παράσχουν ένα αντίγραφο ασφαλείας σε περίπτωση απώλειας κυττάρων. Παράγοντες μεταγραφής είναι πρωτεΐνες που έχουν οδηγίες ή κατευθύνσεις για τον τρόπο ανάπτυξης των βλαστοκυττάρων. Τα βλαστοκύτταρα θα παράγουν ένα σύνολο θυγατρικών κυττάρων (ή προγονικών κυττάρων) που μπορούν να διαφοροποιηθούν για να σχηματίσουν έναν συγκεκριμένο ιστό και ένα άλλο σύνολο θυγατρικών κυττάρων που διατηρεί την ομάδα των βλαστικών κυττάρων.
Ένα παράδειγμα διαφοροποίησης
Στο ανθρώπινο σώμα, τα κύτταρα καλούνται συνεχώς να διαφοροποιούνται εξειδικευμένα κύτταρα με μοναδικές λειτουργίες. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι το βασικό κύτταρο του πνεύμονα. Αυτό το κύτταρο μπορεί να διαφοροποιηθεί έτσι ώστε να γίνει ένα εκκριτικό κύτταρο που επενδύει τον πνευμονικό ιστό.
Οι παράγοντες μεταγραφής λειτουργούν για να καταστήσουν δυνατή αυτή τη διαφοροποίηση. Στην περίπτωση του βασικού κυττάρου του πνεύμονα, ο παράγοντας μεταγραφής "τύπου 2 κόκκων" ταξινομεί τη διαδικασία που θα πάρει το κύτταρο για να γίνει πυλαίνοντας.
Τα κύτταρα μπορούν να διαφοροποιηθούν σε πολυάριθμους άλλους τύπους κυττάρων, όπως καρδιομυοκύτταρα (κύτταρα καρδιάς), νευρώνες, σκελετικά μυοκύτταρα και ούτω καθεξής.
Συνέπειες για την Ιατρική
Η κυτταρική διαφοροποίηση και η διαδικασία της μορφογένεσης διαδραματίζουν τόσο τεράστιους ρόλους στην ανάπτυξη οργανισμών. Οι επιστήμονες ελπίζουν να αποκτήσουν μεγαλύτερη κατανόηση και στους δύο αυτούς κλάδους για να βοηθήσουν στην παροχή νέες ιατρικές θεραπείες.
Μια νέα οδός έρευνας συνεπάγεται την αποκάλυψη του πώς τα γονίδια κωδικοποιούν τη γεωμετρία, ανοίγοντας μεγαλύτερη κατανόηση της προέλευσης της μορφογένεσης. Αυτό θα περιλαμβάνει μια πολυεπιστημονική προσέγγιση από τους βιολόγους, τους φυσικούς και τους μαθηματικούς.
Όσον αφορά τη διαφοροποίηση των κυττάρων σε εξειδικευμένα κύτταρα, οι επιστήμονες ελπίζουν να αποκαλύψουν πώς να κατευθύνουν την κυτταρική διαφοροποίηση προκειμένου να καταπολεμήσουν ασθένειες που σχετίζονται με συγκεκριμένους τύπους κυττάρων. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι η ασθένεια του Huntington.
Ένα άλλο σημαντικό παράδειγμα είναι το θεραπεία με βλαστικά κύτταρα για καρκίνο και άλλες ασθένειες. Οι ερευνητές ελπίζουν να κατευθύνουν την κυτταρική διαφοροποίηση χωρίς να χρειάζεται δότες μυελού των οστών. Ο εκφυλισμός της ωχράς κηλίδας του οφθαλμού αντιπροσωπεύει μια άλλη περίπτωση στην οποία επιθηλιακά κύτταρα αμφιβληστροειδούς-χρωματισμένα θα μπορούσαν να πολλαπλασιαστούν in vitro για να αντικαταστήσουν τα χαμένα σε ηλικιωμένους ασθενείς.
Είναι δυνατό να κατευθυνθεί η κυτταρική διαφοροποίηση στο εργαστήριο. Ας ελπίσουμε ότι, μαθαίνοντας πώς να ελέγξει αυτή τη διαδικασία, οι ερευνητές θα είναι σε θέση να σώσουν και να βελτιώσουν τη ζωή.