Co je diferenciace buněk?

Buněčná diferenciace je proces, ve kterém se generická buňka vyvíjí na specifický typ buňky v reakci na specifické spouštěče z těla nebo samotné buňky. Toto je proces, který umožňuje jedinému buněčnému zygotu vyvinout se na mnohobuněčný dospělý organismus, který může obsahovat stovky různých typů buněk. Kromě toho, že je rozhodující pro embryonální vývoj, hraje buněčná diferenciace během života také roli ve funkci mnoha organismů, zejména komplexních savců.

Když má jedna buňka schopnost vyvinout se do jakékoli buňky, je znám jako totipotent. U savců je například zygota a embryo během počátečních stadií vývoje totipotentní. Buňky, které se mohou diferencovat do několika různých typů buněk, ale ne všechny, se považují za pluripotentní. V obou případech je jádro stejné a obsahuje všechny genetické informace potřebné pro kódování celého organismu, ale aktivují se pouze určité geny.

Když se embryo vyvíjí, je buněčná diferenciace kritická, protože umožňuje vyvíjejícímu se organismu vytvářet četné různé potřebné typy buněk, od neuronů, které tvoří mozek, až po epidermální buňky, které vytvářejí horní vrstvy kůže. Jakmile zraje, organismus bude mít zárodečné buňky, somatické buňky a dospělé kmenové buňky. Zárodečné buňky jsou haploidní buňky, které se používají při reprodukci, zatímco somatické buňky tvoří většinu buněk v těle, s více než 250 známými druhy buněk pouze v lidském těle.

Dospělé kmenové buňky, které jsou schopny se zapojit do buněčné diferenciace, se nacházejí v několika oblastech těla. Jedním z nejdůležitějších míst pro dospělé kmenové buňky je kostní dřeň. Kmenové buňky v kostní dřeni se mohou vyvinout v několik různých typů krevních buněk, které uspokojí tělesnou poptávku po nové krvi. Rovnováha krevních buněk v těle signalizuje kostní dřeni, aby vytvořila více či méně určitého času k udržení příslušných proporcí.

Některé organismy jsou schopné dediferenciace, ve které se specializované buňky stávají základnějšími. Tento proces se podílí na regeneraci končetin u zvířat, která jsou schopna tohoto působení, přičemž základní buňky se opět diferencují, aby vytvořily potřebné tkáně, kosti a jiné typy buněk pro nahrazení. Přesné procesy za buněčnou diferenciací a dediferenciací nejsou zcela známy, ačkoli vědci studovali buňky schopné těchto funkcí do značné míry, protože mechanika tohoto procesu by mohla mít cenné důsledky pro lékařské pole.