所述细胞的分化是逐渐现象,即生物体的多能细胞实现某些具体特征。它发生在开发过程中,并且物理和功能更改很明显。从概念上讲,分化发生在三个阶段:确定,分化本身和成熟。
这三个提到的过程在生物体中连续发生。在确定的第一阶段,将胚胎中的多能细胞分配给定义的细胞类型;例如,神经细胞或肌肉细胞。在分化中,细胞开始表达谱系特征。
最后,成熟发生在过程的最后阶段,在此阶段获得新的特性,从而导致成熟生物体中出现特征。
细胞分化过程受到一系列信号的严格和精确调控,这些信号包括激素,维生素,特定因子甚至离子。这些分子表明细胞内信号通路的启动。
细胞分裂和分化过程之间可能会发生冲突。因此,发展达到必须停止扩散才能分化的地步。
一般特征
细胞分化的过程涉及给定谱系中细胞的形状,结构和功能的变化。另外,这意味着细胞可能具有的所有潜在功能的减少。
这些变化是由这些蛋白质与特定信使RNA之间的关键分子决定的。细胞分化是某些基因受控和差异表达的产物。
分化过程不涉及初始基因的丢失;发生的事情是对正在发育过程中的细胞中遗传机械特定位置的抑制。一个细胞包含约30,000个基因,但仅表达约8,000至10,000。
为了说明上述陈述,提出了以下实验:提取已经从两栖动物体内分化出的细胞核(例如,来自肠粘膜的细胞),并将其植入预先提取了其核的青蛙的胚珠中。 。
新核拥有在完美条件下创建新生物所需的所有信息。也就是说,肠粘膜细胞在分化过程中没有丢失任何基因。
动物的细胞分化
发展始于施肥。当桑ula形成发生在胚胎的发育过程中时,细胞被认为是全能的,这表明它们能够形成整个生物体。
随着时间的流逝,桑ula变成囊胚,现在称这些细胞为多能性细胞,因为它们可以形成人体的组织。它们不能形成完整的生物体,因为它们不能够产生胚外组织。
从组织学上讲,生物的基本组织是上皮,结缔组织,肌肉和神经。
随着细胞的进一步发展,它们是多功能的,因为它们分化为成熟的和功能性的细胞。
在动物中-特别是在后生动物中,由于一系列基因定义了特定的身体结构模式,控制着前后轴上各部分的身份,因此存在一条共同的基因发展途径,使该群体的个体发育统一。动物的。
这些基因编码共享DNA结合氨基酸序列(基因中的同源盒,蛋白质中的同型域)的特定蛋白质。
打开和关闭基因
DNA可以通过化学试剂或通过影响-诱导或抑制-基因表达的细胞机制进行修饰。
染色质有两种类型,根据其表达与否进行分类:常染色质和异染色质。前者组织松散,基因表达,后者组织紧凑,阻止了转录机制的进入。
已经提出,在细胞分化的过程中,该特定谱系不需要的基因以由异染色质组成的结构域形式被沉默。
产生不同细胞类型的机制
在多细胞生物中,存在一系列在发育过程中产生不同类型细胞的机制,例如细胞质因子的分泌和细胞通讯。
胞质因子的分离涉及细胞分裂过程中蛋白质或信使RNA等元素的不平等分离。
另一方面,相邻细胞之间的细胞通讯可以刺激各种细胞类型的分化。
当眼小泡遇到头部区域的外胚层并导致形成镜板的增厚时,该过程会在眼小泡的形成中发生。它们折叠到内部区域并形成镜片。
细胞分化模型:肌肉组织
文献中最能描述的模型之一是肌肉组织的发育。该组织很复杂,由具有多个细胞核的细胞组成,其功能是收缩。
间充质细胞产生肌原细胞,继而产生成熟的骨骼肌组织。
为了开始这种分化过程,必须存在某些分化因子,这些因子可阻止细胞周期的S期,并充当引起变化的基因的刺激物。
当这些细胞接收到信号后,它便开始向无法经历细胞分裂过程的成肌细胞转化。成肌细胞表达与肌肉收缩有关的基因,例如编码肌动蛋白和肌球蛋白的基因。
成肌细胞可以彼此融合并形成具有多个核的肌管。在这一阶段,发生与收缩有关的其他蛋白质的产生,例如肌钙蛋白和原肌球蛋白。
当核移向这些结构的外围部分时,它们被视为肌肉纤维。
如上所述,这些细胞具有与肌肉收缩有关的蛋白质,但缺乏其他蛋白质,例如角蛋白或血红蛋白。
主基因
基因中的差异表达受“主基因”控制。它们在细胞核中发现,并激活其他基因的转录。顾名思义,它们是通过指导其功能来控制其他基因的关键因素。
在肌肉分化的情况下,特定基因是编码参与肌肉收缩的每种蛋白质的基因,主要基因是MyoD和Myf5。
当缺少调控主基因时,不表达亚替代基因。相反,当存在主基因时,靶基因的表达被迫表达。
有指导神经元,上皮细胞,心脏等分化的主要基因。
植物中的细胞分化
与动物一样,植物的发育始于种子内部合子的形成。第一次细胞分裂发生时,会产生两个不同的细胞。
植物发育的特征之一是生物体的持续生长,这要归功于具有胚胎特性的细胞的不断存在。这些区域称为分生组织,是永生器官。
分化途径产生了植物中存在的三种组织系统:包括真皮组织的原皮,基本分生组织和变种。
Prochange负责在植物中创建维管组织,该组织由木质部(水和溶解盐的转运体)和韧皮部(糖和其他分子(例如氨基酸)的转运体)形成。
分生组织
分生组织位于茎和根的尖端。因此,这些细胞分化并产生构成植物的不同结构(叶,花等)。
植物群结构的细胞分化发生在发育的某个点,分生组织变成“花序”,继而形成花分生组织。从这里出现的花片包括萼片,花瓣,雄蕊和心皮。
这些细胞的特征在于具有小尺寸,长方体形状,薄而柔软的细胞壁以及具有高密度和众多核糖体的细胞质。
生长素的作用
植物激素在细胞分化现象,特别是生长素中起作用。
该激素影响茎中维管组织的分化。实验表明,将生长素应用于伤口会导致血管组织的形成。
同样,生长素与刺激血管形成层细胞的发育有关。
动植物之间的差异
植物和动物中细胞分化和发育的过程并不完全相同。
动物必须进行细胞和组织运动,生物才能获得表征它们的三维构象。此外,动物的细胞多样性更高。
相反,植物不仅仅在个体生命的早期就具有成长期。它们会在植物的整个生命周期中增大尺寸。
参考文献
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