Co to jest różnicowanie komórek?
Różnicowanie komórek jest procesem, w którym ogólna komórka przekształca się w określony typ komórki w odpowiedzi na określone wyzwalacze z organizmu lub samej komórki. Jest to proces, który pozwala jednokomórkowej zygocie rozwinąć się w wielokomórkowy dorosły organizm, który może zawierać setki różnych rodzajów komórek. Różnicowanie komórek odgrywa nie tylko istotną rolę w rozwoju zarodka, ale także odgrywa rolę w funkcjonowaniu wielu organizmów, zwłaszcza złożonych ssaków, przez całe życie.
Kiedy pojedyncza komórka może rozwinąć się w dowolną komórkę, jest znana jako totipotent. U ssaków zygota i zarodek na wczesnych etapach rozwoju są na przykład totipotencjalne. Komórki, które mogą różnicować się w kilka różnych typów komórek, ale nie wszystkie, są uważane za pluripotencjalne. W obu przypadkach jądro jest takie samo i zawiera całą informację genetyczną potrzebną do kodowania całego organizmu, ale aktywowane są tylko niektóre geny.
Kiedy zarodek się rozwija, różnicowanie komórek ma kluczowe znaczenie, ponieważ pozwala rozwijającemu się organizmowi na tworzenie wielu różnych potrzebnych typów komórek, od neuronów, które będą stanowić mózg, do komórek naskórka, które utworzą górne warstwy skóry. Po dojrzewaniu organizm będzie miał komórki rozrodcze, komórki somatyczne i dorosłe komórki macierzyste. Komórki rozrodcze są komórkami haploidalnymi, które są wykorzystywane do reprodukcji, podczas gdy komórki somatyczne stanowią większość komórek w ciele, z ponad 250 znanymi rodzajami komórek w samym ciele ludzkim.
Dorosłe komórki macierzyste, które są w stanie zaangażować się w różnicowanie komórek, znajdują się w kilku obszarach ciała. Jednym z najważniejszych miejsc dla dorosłych komórek macierzystych jest szpik kostny. Komórki macierzyste w szpiku kostnym mają zdolność przekształcania się w kilka różnych rodzajów komórek krwi, aby zaspokoić zapotrzebowanie organizmu na nową krew. Równowaga komórek krwi w ciele sygnalizuje, że szpik kostny wytwarza mniej więcej określony czas, aby zachować odpowiednie proporcje.
Niektóre organizmy są zdolne do odróżnicowania, w którym wyspecjalizowane komórki stają się bardziej podstawowe. Proces ten bierze udział w regeneracji kończyn u zwierząt, które są zdolne do tego wyczynu, przy czym podstawowe komórki różnicują się ponownie, aby zbudować potrzebne tkanki, kości i inne rodzaje komórek do wymiany. Dokładne procesy różnicowania i odróżnicowywania komórek nie są w pełni zrozumiałe, chociaż naukowcy badali komórki zdolne do tych wyczynów w szerokim zakresie, ponieważ mechanika tego procesu może mieć cenne implikacje dla dziedziny medycyny.