Zawartość
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Definicja morfogenezy
- Przykłady morfogenezy
- Co to jest różnicowanie?
- Przykład różnicowania
- Implikacje dla medycyny
W biologii rozwojowej naukowcy używają różnych terminów do opisania różnych procesów rozwojowych. Różnicowanie komórek i proces morfogeneza są terminami odnoszącymi się do dwóch różnych procesów w fazie rozwoju.
Aby zdefiniować morfogenezę i różnicowanie komórek, pomocne jest badanie przykładów każdego z nich.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Różnicowanie i morfogeneza reprezentują dwa różne pojęcia dotyczące rozwoju organizmów biologicznych. Różnicowanie odnosi się do wyspecjalizowania komórek, natomiast morfogeneza odnosi się do rozwoju form żywych organizmów.
Definicja morfogenezy
The proces morfogenezy odnosi się do rozwoju form w żywych organizmach. Odnosi się to do kształtu, wielkości i łączności rozwijających się form.
Naukowcy używają matematyki do określania zmian tempa wzrostu, które wpływają na kształtujące się kształty organizmu. Te zmiany form mogą obejmować zarówno rozwój indywidualny, jak i ewolucyjny między gatunkami. Biorąc pod uwagę ogromną możliwość ustalenia liczby kształtów w organizmie, sensowne jest, że ograniczenia takie jak czas, ciśnienie i przestrzeń odgrywają rolę w morfogenezie.
Morfogeneza komórek odnosi się do wielkości, kształtu, położenia i liczby komórek.
Przykłady morfogenezy
Gdy szukasz zdefiniować morfogenezę, pomaga użyć przykładu morfogenezy. Jednym z takich przykładów morfogenezy byłby wzrost roślin i sposób, w jaki nowe rośliny zmieniają kształt na prosty lub skręcony lub rozgałęziony.
U ludzi jelita zapewniają przykład morfogenezy. Sposób, w jaki ludzkie jelita skręcają się i fałdują, aby zmieścić się w ciele, jest jednym ze sposobów myślenia o morfogenezie w rozwoju.
Ludzki mózg daje niezwykły przykład morfogenezy ze względu na „zmarszczki” lub fałdy. U ludzkiego płodu mózg jest stosunkowo gładki. Ale w trakcie zdrowego rozwoju fałdowanie wynika z geometrycznej przestrzeni, w której rośnie mózg. Innym przykładem morfogenezy jest rozgałęzienie w ludzkiej nerce.
Ostatnie badania mają na celu zrozumienie, w jaki sposób geny wpływają na geometrię i zmiany kształtów w organizmach biologicznych.
Co to jest różnicowanie?
Oprócz procesu morfogenezy różnicowanie jest terminem powszechnie używanym w biologii komórkowej i rozwojowej. Różnicowanie komórek odnosi się do procesu, w którym komórki specjalizują się w różnych typach o różnych funkcjach. W przeciwieństwie do procesu morfogenezy różnicowanie zachodzi na poziomie komórkowym i jest kontrolowane przez czynniki transkrypcyjne.
Tkanki potrzebują banku komórek macierzystych, aby zapewnić zapas w przypadku utraty komórek. Czynniki transkrypcyjne to białka, które mają instrukcje lub wskazówki, jak rozwijać komórki macierzyste. Komórki macierzyste wytworzą zestaw komórek córek (lub komórek progenitorowych), które mogą różnicować się, tworząc określoną tkankę, oraz inny zestaw komórek potomnych, który utrzymuje pulę komórek macierzystych.
Przykład różnicowania
W ludzkim ciele komórki są nieustannie wzywane do różnicowania się wyspecjalizowane komórki z unikalnymi funkcjami. Jednym z takich przykładów jest komórka podstawna płuca. Komórka ta może się różnicować, dzięki czemu staje się komórką wydzielniczą wyściełającą tkankę płucną.
Czynniki transkrypcyjne działają, aby umożliwić to różnicowanie. W przypadku komórki podstawnej płuca czynnik transkrypcyjny „ziarnisty jak 2” sortuje proces, w którym komórka zajmie się rzęskami.
Komórki mogą różnicować się w wiele innych rodzajów komórek, takich jak kardiomiocyty (komórki serca), neurony, miocyty szkieletowe i tak dalej.
Implikacje dla medycyny
Zróżnicowanie komórek i proces morfogenezy odgrywają ogromną rolę w rozwoju organizmów. Naukowcy mają nadzieję na lepsze zrozumienie obu tych dyscyplin, aby pomóc w ich zapewnieniu nowatorskie zabiegi medyczne.
Jedną z nowych możliwości badań jest odkrycie, w jaki sposób geny kodują geometrię, co pozwala lepiej zrozumieć pochodzenie morfogenezy. Będzie to wymagało interdyscyplinarnego podejścia biologów, fizyków i matematyków.
Jeśli chodzi o różnicowanie komórek w wyspecjalizowane komórki, naukowcy mają nadzieję odkryć, w jaki sposób ukierunkować różnicowanie komórek w celu zwalczania chorób związanych z określonymi typami komórek. Jednym z takich przykładów jest choroba Huntingtona.
Innym ważnym przykładem jest terapia komórkami macierzystymi na raka i inne choroby. Naukowcy mają nadzieję na ukierunkowanie różnicowania komórkowego bez potrzeby dawców szpiku kostnego. Zwyrodnienie plamki oka stanowi kolejny przypadek, w którym komórki nabłonka barwnikowanego siatkówką mogą być namnażane in vitro w celu zastąpienia utraconych u starzejących się pacjentów.
Możliwe jest bezpośrednie różnicowanie komórek w laboratorium. Mamy nadzieję, że ucząc się, jak kontrolować ten proces, naukowcy będą mogli uratować i poprawić życie.