所述全能性或全能性是所具有的能力,能力和潜力通过以产生个体的总细胞每个胚胎细胞。该术语源自拉丁语“ totopotentia”,意思是万物的能力和/或成为或产生完整生物的能力。
最佳定义或研究的全能细胞是合子和孢子。一些作者使用术语干细胞和全能细胞作为同义词,但是在这方面尚无共识。
全能细胞。摘自Jucomo。
根据一些作者的观点,干细胞是未分化的细胞群,可以变成不同的组或类型的专用细胞。它们可以是单能的,多能的和全能的。只有后者才有能力造就完整的个人。
历史
全能之父是德国生物学家和哲学家汉斯·阿道夫·爱德华·德里施。这位科学家通过对海胆的实验,彻底改变了对胚胎学的理解。
1891年,Driesch对海胆的两细胞(两细胞)胚胎进行了实验。
他们的结果表明,以机械或自然方式分离早期胚胎(合子)的细胞可以继续发育直至形成正常的幼虫,这表明这些细胞在发育的早期是全能的。
这与威廉·鲁克斯(实验胚胎学的先驱)的结果相反,后者曾研究过两细胞蛙卵。Roux发现杀死这两个细胞之一会发育畸形的胚胎,这表明胚胎细胞具有预定的位置。
1910年下半年,美国化学家,动物学家和生理学家杰西·弗朗西斯·麦克伦登(Jesse Francis McClendon)将证明Driesch的结果可以在青蛙,鸡,其他刺猬甚至哺乳动物中复制。
特点
全能的特征是某些细胞具有产生完整个体的潜能。它们能够变成体内以及其他胚外组织中的任何类型的细胞。
全能细胞在有性和无性繁殖的生物中形成,它们是合子或孢子。它们可以是phanerogam(植物)的种子,任何动物的卵或哺乳动物(例如人类,大象或小鼠)子宫中的合子。
在大多数情况下,这种潜力在开发过程中寿命很短。在人体中,它们受精后大约有4天的时间有限。在其他生物中,例如植物,海洋海绵,线虫,海星和小鼠,它们具有不同的持续时间。
不同生物体的全能性
据说在通过孢子繁殖的植物和真菌中,不需要受精的这些细胞是全能型的,因为这些生物的合子具有产生完整个体所需的所有类型细胞的能力。
植物的许多发育,生长和组织培养研究反复表明,许多植物细胞是全能的。这方面的一个例子是小组织或茎干的培养物,当它们被置于生长培养基中时,能够产生或再生一个全新的个体。
无脊椎动物
如前所述,第一个证明全能胚胎细胞存在的研究是用海胆(棘皮动物)进行的。从那时起,已经进行了许多研究以复制Driesch的实验,并且在所有这些实验中,结果都是相同的(存在全能性)。
棘皮动物的另一种情况是海星和海星,但这次是海星和海星的某些物种能够从手臂的一部分或一部分(无中央盘的一部分)再生出完整的生物体的能力。这种再生能力归因于成年全能干细胞的存在。
Linckia guildingi海星,一种从其他生物的臂中再生的生物。摘自并编辑:EmőkeDénes。
多孔(海绵)组织研究表明,这些原始生物具有大量的全能细胞。这使他们能够生产或获得所需的任何类型的细胞,有时还能够从很小的身体部位再生出完整的生物体。
脊椎动物
在脊椎动物中,在胚胎发育中描述了全能性研究。也就是说,诸如鱼类,爬行动物,鸟类和哺乳动物之类的脊椎动物的胚胎细胞具有与Driesch刺猬相似的全能行为。
无论生殖的类型如何(交叉受精,自我受精以及孤雌生殖),合子和桑之间的细胞(合子的第一个片段)都有能力产生所有类型的细胞,并将它们组织成连贯的bauplan(完整的生物体)。 )。
根据细胞全能的细胞类型
科学界有很大一部分根据全能细胞的来源和潜力对其进行分类。根据它们的来源,它们分为胚胎,胎儿和成年,而根据它们的潜力,它们可以分为以下几类。
全能的
那些产生完整个人的人。
多能的
它们可以形成会产生任何胚胎谱系的细胞,但不会产生完整的生物体。
多能
那些只能产生相同血统或胚胎层细胞的细胞。
单能
具有分化为单一细胞类型的能力的专门细胞。
重要性
全能细胞的研究(根据其潜能在广义上进行分类)使我们看到它们是许多疾病,组织再生,细胞疗法甚至是克隆植物,动物和人类自身的潜在来源的可能疗法。这已成为许多道德辩论的主题。
由于某些疾病中存在细胞发育和增殖,因此专家对全能细胞进行了先天性疾病和癌症的研究。
对(全能细胞的)第一个合子分裂的分析和研究为基因的激活和失活以及使这一过程成为可能的蛋白质的参与提供了很多见识。
与第一个胚胎或合子分裂研究有关的其他科学进展是由异常的早期细胞分裂和分化引起的畸形和/或先天缺陷。
参考文献
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