Im menschlichen Körper wurden mehr als 200 Arten von Zellen isoliert, von denen jede den gleichen Erbcode hat. Alle entwickelten sich zunächst aus einem einzelligen und dann einem mehrzelligen Embryo, der sich wenig später in drei Keimblätter teilte. Aus jedem seiner Teile haben sich Gewebe des Körpers entwickelt, in denen sich ungefähr die gleiche Art von Zellen befindet. Gleichzeitig sind sie fast alle aus der gleichen Gruppe von Vorgängern hervorgegangen. Dieser Vorgang wird als Zelldifferenzierung bezeichnet. Dies ist eine lokale Anpassung der Zelle an die tatsächlichen Bedürfnisse des Körpers, die Umsetzung der in ihrem Erbcode programmierten Funktionen.
Charakterisierung von Zellen und Geweben
Somatische Zellen des Körpers haben den gleichen Chromosomensatz, unabhängig vom funktionellen Zweck. Sie unterscheiden sich jedoch im Phänotyp, was durch ihre Vorbereitung auf die Erfüllung verschiedener lokaler Aufgaben erklärt wirdbiologische Gewebe. Ein Phänotyp ist das Ergebnis der Expression eines bestimmten genetischen Satzes in einer bestimmten Umgebung. Und unter verschiedenen Bedingungen entwickeln sich Zellen mit demselben genetischen Material unterschiedlich, haben unterschiedliche morphologische Eigenschaften und erfüllen spezifische Funktionen.
Ein hochentwickelter Organismus benötigt dies für die Bildung vieler Gewebe, aus denen seine Organe bestehen. Dabei entstehen Gewebe aus einer homogenen Gruppe von Stammvorläufern. Dieser Vorgang wird als Zelldifferenzierung bezeichnet. Dies ist eine Kette von Ereignissen, die darauf abzielt, eine Zellpopulation nach vorgegebenen Kriterien für das Wachstum und die Entwicklung biologischer Gewebe des Körpers zu züchten. Es liegt dem Wachstum eines Organismus und seiner vielzelligen Organisation zugrunde.
Wesen der Differenzierung
In Bezug auf die Molekularbiologie ist die Zelldifferenzierung der Prozess, bei dem einige Teile von Chromosomen aktiviert und andere deaktiviert werden. Das heißt, kompaktes Packen oder Abwickeln von Chromosomenabschnitten, wodurch sie für das Ablesen von Erbinformationen verfügbar werden. Im konjugierten Zustand, wenn die Gene in Heterochromatin verpackt sind, ist ein Ablesen nicht möglich, und in der expandierten Form werden die gewünschten Abschnitte des genetischen Codes für Boten-RNA und anschließende Expression verfügbar. Dies bedeutet, dass die Zelldifferenzierung eine nicht streng regulierte Typisierung der gleichen Art von Chromatinverpackung ist.
Zytokine und Botenstoffe
Als Ergebnis differenzierte sich eine Gruppe von Zellen in identischeBedingungen und mit ähnlichen morphologischen Merkmalen kommt es zu einer Despriralisierung identischer Chromosomenabschnitte. Und im Zuge der Exposition gegenüber interzellulären Botenstoffen, lokalen Regulatoren der Zelldifferenzierung, werden die gewünschten Genabschnitte aktiviert und ihre Expression erfolgt. Und daher produzieren die Zellen biologischer Gewebe dieselben Substanzen und führen ähnliche Funktionen aus, für die dieser Prozess vorgesehen ist. Aus dieser Sicht ist die Zelldifferenzierung eine gerichtete Wirkung molekularer Faktoren (Zytokine) auf die Expression genetischer Information.
Membranrezeptoren
Zellen desselben Gewebes haben einen ähnlichen Satz von Membranrezeptoren, deren Anwesenheit von T-Killern des Immunsystems kontrolliert wird. Der Verlust eines Zellrezeptors des gewünschten Typs oder die Expression eines anderen, der aufgrund des Onkogeneserisikos nicht für eine bestimmte Lokalisation bestimmt ist, verursacht eine gerichtete zelluläre Aggression gegen den „Verletzer“. Das Ergebnis wird die Zerstörung der Zelle sein, deren Differenzierung nicht den Regeln gefolgt ist, die durch den Einfluss interzellulärer Boten von spezialisierten Regulatoren vorgesehen sind.
Immundifferenzierung
Immunzellen haben spezielle Rezeptormoleküle, sogenannte Differenzierungscluster. Das sind die sogenannten Marker, anhand derer sich nachvollziehen lässt, unter welchen Bedingungen sich Immunozyten entwickelt haben und für welche Zwecke sie bestimmt sind. Sie durchlaufen einen langen und komplexen Differenzierungsprozess, bei dem in jedem Stadium Gruppen von Lymphozyten, die eine unzureichende Anzahl von Rezeptoren entwickelt haben, eliminiert und zerstört werden, oder in ihrer Wechselwirkung mitAntikörper erkannt "non-compliance".
Zellgruppen und Gewebe
Die meisten Körperzellen teilen sich während der mitotischen Reproduktion in zwei Teile. In der Vorbereitungsphase wird die genetische Information verdoppelt, woraufhin zwei Tochterzellen mit einem ähnlichen Gensatz gebildet werden. Nicht nur aktive Teile von Chromosomen werden kopiert, sondern auch konjugierte. Daher entstehen in Geweben aus differenzierten Zellen nach der Teilung zwei neue Tochterzellen, die genetisches Material ähnlich dem vollständigen somatischen Chromosomensatz aufweisen. Sie sind jedoch nicht in der Lage, sich in andere Zellen zu differenzieren, da sie nicht auf natürliche Weise zu anderen Lebensraumbedingungen, also zu anderen Differenzierungsbotenstoffen, wandern können.
Wachstum der Zellpopulation
Unmittelbar nach der Teilung zweier Tochterzellen erh alten sie einen speziellen Satz Organellen, den sie von der Mutter geerbt haben. Diese kleinsten Funktionselemente sind bereits darauf vorbereitet, die notwendigen Aufgaben in einem gegebenen biologischen Gewebe zu erfüllen. Daher muss die Tochterzelle nur das Volumen der Hohlräume des endoplasmatischen Retikulums vergrößern und an Größe zunehmen.
Auch das Ziel der Zellentwicklung ist eine ausreichende Versorgung mit Nährstoffen und gebundenem Sauerstoff. Dazu setzt es bei Sauerstoff- oder Energiemangel Angiogenesefaktoren in den Interzellularraum frei. Entlang dieser Anker sprießen neue Kapillargefäße, die die Gruppe ernähren. Zellen.
Der Prozess der Größenzunahme, der Bereitstellung einer angemessenen Versorgung mit Sauerstoff und Energiesubstraten und der Expansion intrazellulärer Organellen mit einer erhöhten Proteinproduktionsrate wird als Zellwachstum bezeichnet. Es liegt dem Wachstum eines vielzelligen Organismus zugrunde und wird durch zahlreiche Proliferationsfaktoren reguliert. Irgendwann, wenn die maximale Größe erreicht ist, wird sich die gewachsene Zelle durch ein Signal von außen oder durch Zufall erneut halbieren, wodurch das biologische Gewebe und der Organismus als Ganzes weiter an Größe gewinnen.
Mesodermale Differenzierung
Als deutliche Demonstration der Differenzierung von Stammzellen und ihren weiter entwickelten "Nachkommen" sollten wir die Transformation des mesodermalen Keimblattes des menschlichen Körpers betrachten. Aus dem Mesoderm – einer Gruppe von Stammzellen mit der gleichen Struktur, die sich in Gegenwart von Differenzierungsfaktoren entwickeln – entstehen solche Zellpopulationen wie Nephrotom, Somit, Splanchnotom, Splanchnotoma-Mesenchym und Paramesonephricus-Kanal.
Aus jeder solchen Population entstehen Zwischenformen der Differenzierung, aus denen später die Zellen eines erwachsenen Organismus entstehen. Aus dem Somiten entwickeln sich insbesondere drei Zellgruppen: Myotom, Dermatom und Sklerotom. Aus Myotomzellen entstehen Muskelzellen, Sklerotome – Knorpel und Knochen und Dermatom – Bindegewebe der Haut.
Aus dem Nephrotom entstehen das Epithel der Nieren und der Samenleiter, und das Uterusepithel wird sich vom Paramesonephrickanal differenzierenRöhren und Gebärmutter. Der Phänotyp von Splanchnotomzellen wird durch Differenzierungsfaktoren für ihre Umwandlung in Mesothel (Pleura, Perikard und Peritoneum), Myokard, Nebennierenrinde vorbereitet. Das Mesenchym des Splanchnotoms ist das Ausgangsmaterial für die Entwicklung von Zellpopulationen aus Blut, Binde- und glattem Muskelgewebe, Blutgefäßen und Mikrogliazellen.
Das Wachstum von Zellen in diesen Populationen, ihre mehrfache Teilung und Differenzierung ist die Grundlage für die Unterstützung der Lebensfähigkeit eines vielzelligen Organismus. Dieser Prozess wird auch als Histogenese bezeichnet – die Entwicklung von Geweben aus zellulären Vorläufern als Ergebnis ihrer Differenzierung und Umwandlung des Phänotyps in Übereinstimmung mit dem Einfluss extrazellulärer Faktoren, die ihre Entwicklung regulieren.
Pflanzenzelldifferenzierung
Die Funktionen einer Pflanzenzelle hängen von ihrem Standort sowie dem Vorhandensein von Wachstumsmodulatoren und -suppressoren ab. Der Embryo einer Pflanze in der Zusammensetzung der Samen hat keine vegetativen und keimfähigen Bereiche und muss sie daher nach der Keimung entwickeln, was für die Fortpflanzung und das Wachstum notwendig ist. Und bis die günstige Zeit für seine Keimung kommt, wird es ruhen.
Von dem Moment an, in dem das Signal für Wachstum empfangen wird, werden die Funktionen der Pflanzenzellen zusammen mit einer Zunahme der Größe realisiert. Die im Embryo angelegten Zellpopulationen durchlaufen eine Differenzierungsphase und wandeln sich in Transportwege, vegetative Teile, Keimstrukturen um.
