Дифференцировка клеток Дифференцировка клеток процесс возникновения

Дифференцировка клеток

Дифференцировка клеток — процесс возникновения и развития структурных и функциональных различий между первоначально однородными эмбриональными клетками, в результате которого образуются специализированные клетки, ткани и органы многоклеточного организма.

• В широком смысле под дифференцировкой понимают постепенное (на протяжении нескольких клеточных циклов) возникновение все больших различий и направлений специализации между клетками, происшедшими из более или менее однородных клеток одного исходного зачатка.

• Клетки приобретают химические, морфологические и функциональные особенности. • Дифференцировка клеток - важнейшая составная часть формирования многоклеточного организма.

• Клетки, прошедшие дифференцировку (высокодифференцированные) не могут превращаться в клетки другого типа. • Это явление называется терминальной дифференцировкой (характерна клеткам животных).

• Большинство клеток растений после дифференцировки способны переходить к делению и вступать на новый путь развития. • Такой процесс называется дедифференцировкой.

• Так, при надрезе стебля некоторые клетки в зоне разреза начинают делиться и закрывают рану, а другие, (например, клетки коры), превращаются в клетки ксилемы (древесины) и восстанавливают непрерывность сосудов в области повреждения.

• В экспериментальных условиях при культивировании растительной ткани в соответствующей питательной среде клетки образуют каллус (от греческого «мозоль» ).

• Каллус – это масса относительно недифференцированных клеток, полученная из дифференцированных клеток растений (т. е. практически из любой его живой ткани).

• При соответствующих условиях из одиночных клеток каллуса можно вырастить новые растения.

• В целом, дифференцировка меняет функцию клетки, её размер, форму, метаболическую активность - без потерь или перестроек ДНК.

• Дифференцировка клеток происходит не только в эмбриональном развитии, но и во взрослом организме (при кроветворении, сперматогенезе, регенерации поврежденных тканей)

Стволовые клетки

Стволовые клетки это общее название для всех клеток, ещё не достигших окончательного уровня специализации (то есть способных дифференцироваться), обладающих основными свойствами: самообновлением (способностью делиться много раз для получения большего количества стволовых клеток) и способностью дифференцироваться и специализироваться, чтобы дать начало взрослым, функциональным клеткам.

Потентность (дифференцирующий потенциал) • Потентность стволовых клеток — это способность производить определенное количество разных типов клеток.

• В соответствии с потентностью стволовые клетки делятся на группы:

Тотипотентные (омнипотентные) стволовые клетки могут дать начало всем типам клеток тканей и, в итоге, полноценному жизнеспособному организму. К ним относится оплодотворённая яйцеклетка, или зигота.

• Клетки, образованные при первых нескольких циклах деления зиготы, также являются тотипотентными у большинства биологических видов. • В течение развития потомки зиготы утрачивают тотипотентность.

• Тотипотентность (англ. totipotency, лат. totus — весь, целый, совокупный, potentia — сила, мощь, возможность) — способность клетки путем деления дать начало любому клеточному типу организма.

Плюрипотентные стволовые клетки являются потомками тотипотентных и могут давать начало практически всем тканям и органам, за исключением некоторых эмбриональных тканей (например, плаценты).

• Плюрипотентность (от англ. + лат. в широком смысле - «возможность развития по разным сценариям» )

Мультипотентные стволовые клетки порождают клетки разных тканей, но многообразие их видов ограничено пределами одного зародышевого листка.

• Так эктодерма даёт начало нервной системе и органам чувств, переднему и заднему отделам кишечной трубки, кожному эпителию. • Из мезодермы формируются хрящевой и костный скелет, кровеносные сосуды, почки, мышцы. • Из энтодермы — в зависимости от биологического вида — образуются различные органы, ответственные за дыхание и пищеварение.

Унипотентные клетки (клеткипредшественницы, бластные клетки) — незрелые клетки, которые уже не являются стволовыми, так как могут производить лишь один тип клеток. • Способны к многократному самовоспроизведению, что делает их долговременным источником клеток одного конкретного типа и отличает от не стволовых.

Взрослые, или тканевые стволовые клетки. • Имеют место во взрослых тканях. • Например, клетки, которые позволяют коже и волосам обновляться каждый день.

• Первыми были обнаружены гемопоэтические стволовые клетки, которые дают начало клеткам крови.

• недавно были найдены клетки — нейрональные стволовые клетки. Мы привыкли думать, что мозг — это статический орган, но теперь известно, что в его определенных областях есть стволовые клетки.

• Большая часть стволовых клеток взрослого организма находится в костном мозге.

• В нём выявлено два вида стволовых клеток: из которых берут начало все клетки крови (гемопоэтические стволовые клетки) и стромальные стволовые клетки.

• Помимо костного мозга небольшое количестволовых клеток (стволовые тканевые клетки) имеется непосредственно в тканях: мышечной (миобласты), костной (остеобласты) и других. • В человеческом организме таких видов клеток более 220.

• Тканевые стволовые клетки используются в медицине. • Так, клетки костного мозга и стволовые клетки пуповинной крови используются для лечения болезней крови и лейкемий.

• Установлено, что в регенерации участвуют два вида стволовых клеток — специализированные тканевые и универсальные стромальные клетки костного мозга.

Тканевые стволовые клетки используются для восстановления повреждённых участков только в данном месте и для определённого вида ткани (костные — для костей, мышечные — для мышц и т. д. ) Стромальные стволовые клетки костного мозга — универсальны. Они поступают с кровотоком в повреждённый орган или ткань и на месте под влиянием различных сигнальных веществ превращаются в нужные специализированные клетки, которые замещают погибшие.