Diferențierea celulară la animale și plante

diferențierea celulelor este fenomenul treptat prin care celulele multipotențiale ale organismelor ating anumite caracteristici specifice. Apare în timpul procesului de dezvoltare și sunt evidențiate schimbări fizice și funcționale. Conceptual, diferențierea are loc în trei etape: determinarea, diferențierea adecvată și maturarea.

Aceste trei procese menționate apar în mod continuu în organisme. În prima etapă de determinare, are loc asignarea celulelor multipotențiale în embrion la un tip definit de celulă; de exemplu, o celulă nervoasă sau o celulă musculară. În diferențiere, celulele încep să exprime caracteristicile liniei.

În cele din urmă, maturarea are loc în ultimele etape ale procesului, unde se dobândesc noi proprietăți care dau aspectul final al caracteristicilor în organismele mature.

Descoperirea celulară este un proces care este reglementat într-o manieră foarte strictă și precisă de o serie de semnale care includ hormoni, vitamine, factori specifici și chiar ioni. Aceste molecule indică inițierea căilor de semnalizare în interiorul celulei.

Este posibil să apară conflicte între procesele de diviziune celulară și diferențiere; prin urmare, dezvoltarea atinge un punct în care proliferarea trebuie să înceteze să genereze diferențierea.

index

• 1 Caracteristici generale
• 2 Diferențierea celulelor la animale
  • 2.1 Activarea și dezactivarea genei
  • 2.2 Mecanisme care produc diferite tipuri de celule
  • 2.3 Model de diferențiere celulară: țesut muscular
  • 2.4 Genele master
• 3 Diferențierea celulelor în plante
  • 3.1 Meristems
  • 3.2 Rolul auxinelor
• 4 Diferențe între animale și plante
• 5 Referințe

Caracteristici generale

Procesul de diferențiere a celulelor implică schimbarea formei, structurii și funcției unei celule dintr-o linie genetică dată. În plus, aceasta implică reducerea tuturor funcțiilor potențiale pe care le poate avea o celulă.

Modificarea este guvernată de molecule-cheie, între aceste proteine ​​și ARN mesager specifice. Diferențierea celulelor este produsul expresiei controlate și diferențiate a anumitor gene.

Procesul de diferențiere nu implică pierderea genelor inițiale; ceea ce se întâmplă este o represiune în anumite locuri ale mașinilor genetice din celula care este în curs de dezvoltare. O celulă conține aproximativ 30.000 de gene, dar exprimă doar aproximativ 8.000 sau 10.000.

Pentru a ilustra declarația de mai sus a fost ridicată următorul experiment: ia nucleul unei celule diferențiate și corpul unui exemplu amfibian-pentru, o celulă a mucoasei intestinal- și implantat într-un ou de broască a cărui miez a fost extras anterior .

Noul nucleu are toate informațiile necesare pentru a crea un organism nou în condiții perfecte; adică celulele mucoasei intestinale nu au pierdut nicio genă atunci când au suferit procesul de diferențiere.

Diferențierea celulelor la animale

Dezvoltarea începe cu fertilizarea. Atunci când apare formarea morulei în procesele de dezvoltare ale embrionului, celulele sunt considerate tovotepte, indicând faptul că sunt capabile să formeze întregul organism.

De-a lungul timpului, morulă și blastocist devine celule numite acum pluripotente, deoarece acestea pot forma țesuturile organismului. Ele nu pot forma organismul complet deoarece nu sunt capabile să ducă la țesuturile extraembrionice.

Din punct de vedere histologic, țesuturile fundamentale ale organismului sunt epiteliul, conectivitatea, musculatura și nervozitatea.

Pe măsură ce este mai avansat, celulele sunt multipotent, deoarece se diferențiază în celule mature și funcționale.

-specifically la animale în metazoos- există o cale comuna genetice care unifică grup de dezvoltare ontogeniei printr-o serie de gene care definesc modelul specific al structurilor corpului, prin controlul identității segmentelor în axa antero a animalului

Aceste gene codifică proteine ​​particulare care împărtășesc o secvență de aminoacizi legată de ADN (homeobox în gena, homodomină în proteină).

Pornirea și oprirea genelor

ADN-ul poate fi modificat prin agenți chimici sau prin mecanisme celulare care afectează - induce sau reprima - exprimarea genelor.

Există două tipuri de cromatină, clasificate în funcție de expresia lor sau nu: euchromatin și heterochromatin. Primul este organizat slab și genele sale sunt exprimate, al doilea are o organizare compactă și previne accesul la mașinile de transcriere.

S-a propus ca, în procesele de diferențiere celulară, gene care nu sunt necesare pentru că descendența specifice sunt reduși la tăcere constituite ca domenii heterocromatină.

Mecanisme care produc diferite tipuri de celule

In organismele multicelulare sunt o serie de mecanisme care produc diferite tipuri de celule în procesul de dezvoltare, cum ar fi segregarea factorilor citoplasmatice și comunicarea celulara.

Segregarea factorilor citoplasmatici implică separarea inegală a elementelor cum ar fi proteinele sau ARN-urile messenger în procesele de diviziune celulară.

Pe de altă parte, comunicarea celulară între celulele vecine poate stimula diferențierea mai multor tipuri de celule.

Un astfel de proces are loc în formarea veziculelor oftalmice atunci când se întâlnesc cu ectodermul regiunii cefalice și provoacă îngroșarea care formează plăcile lentilelor. Acestea se îndoaie în regiunea interioară și formează lentila.

Modele de diferențiere a celulelor: țesut muscular

Unul dintre modelele cele mai bine descrise în literatura de specialitate este dezvoltarea țesutului muscular. Acest țesut este complex și este compus din celule cu multiple nuclee a căror funcție este contracția.

Celulele mezenchimale dau naștere la celulele miogene, care la rândul lor dau naștere țesutului muscular scheletic matur.

Pentru ca acest proces de diferențiere să înceapă, trebuie să existe anumiți factori de diferențiere care împiedică faza S a ciclului celular și să acționeze ca stimulenți genetici care provoacă schimbarea.

Când aceste celule primesc semnalul, inițiază transformarea spre mioblaste care nu pot suferi procese de diviziune celulară. Myoblastele exprimă genele legate de contracția musculară, cum ar fi cele care codifică proteinele actinei și myozinei.

Mioblastele se pot fuziona unul cu celălalt și formează o miotub cu mai multe nuclee. În această etapă, apare producerea altor proteine ​​legate de contracție, cum ar fi troponina și tropomyozina.

Când nucleul se mută în porțiunea periferică a acestor structuri, ele sunt considerate fibre musculare.

După cum este descris, aceste celule au proteine ​​legate de contracția musculară, dar nu au alte proteine ​​cum ar fi keratina sau hemoglobina.

Genele principale

Expresia diferențială a genelor este sub controlul "genelor master". Acestea se găsesc în nucleu și activează transcripția altor gene. După cum sugerează și numele, sunt factori cheie care sunt responsabili pentru controlul altor genuri care își îndrume funcțiile.

În cazul diferențierii musculare, genele specifice sunt cele care codifică fiecare dintre proteinele implicate în contracția musculară, iar genele master sunt MyoD și Myf5.

Atunci când genele master reglatoare sunt absente, nu se exprimă genele subalterice. În contrast, atunci când gena master este prezentă, expresia genelor țintă este forțată.

Există gene master care direcționează diferențierea neuronilor, epiteliale, cardiace, printre altele.

Diferențierea celulelor în plante

Ca și la animale, dezvoltarea plantelor începe cu formarea unui zigot în interiorul semințelor. Când apare prima diviziune celulară, apar două celule diferite.

Una dintre caracteristicile dezvoltării plantelor este creșterea continuă a organismului datorită prezenței continue a celulelor care au un caracter embrionar. Aceste regiuni sunt cunoscute ca meristeme și sunt organe de creștere perpetuă.

Calele de diferențiere dau naștere la cele trei sisteme de țesut prezente în plante: protodermul care include țesuturile dermice, meristemurile fundamentale și schimbarea.

Produsul este responsabil pentru originea țesutului vascular din plantă, format din xilem (transportator de apă și săruri dizolvate) și phloem (transportator de zaharuri și alte molecule cum ar fi aminoacizii).

meristemele

Meristemurile sunt situate la vârfurile tulpinilor și rădăcinilor. Astfel, aceste celule diferențiază și dau naștere la diferitele structuri care formează plantele (frunze, flori, printre altele).

Diferențierea celulară a structurilor florale are loc la un anumit moment de dezvoltare, iar meristemul devine "inflorescență" care, la rândul său, formează meristemurile florale. De aici vin piesele florale constituite din sepale, petale, stamine și carpeli.

Aceste celule sunt caracterizate prin faptul că au o dimensiune mică, forma cuboidală, un perete celular subțire, dar flexibil și o citoplasmă cu o densitate mare și numeroase ribozomi.

Rolul auxinelor

Phytohormonele au un rol în fenomenele de diferențiere celulară, în special în auxine.

Acest hormon influențează diferențierea țesutului vascular în tulpină. Experimentele au arătat că aplicarea auxinelor în rană conduce la formarea țesutului vascular.

În mod similar, auxinele sunt legate de stimularea dezvoltării celulelor vasculare de cambiu.

Diferențe între animale și plante

Procesul de diferențiere și dezvoltare a celulelor în plante și animale nu se întâmplă identic.

La animale, mișcările de celule și țesuturi trebuie să aibă loc astfel încât organismele să dobândească o conformație tridimensională care le caracterizează. În plus, diversitatea celulară este mult mai mare la animale.

În schimb, plantele nu au perioade de creștere decât în ​​stadiile incipiente ale vieții individului; ele pot crește mărimea lor pe toată durata de viață a legumelor.

referințe

1. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). biologie. Ed. Panamericana Medical.
2. Cediel, J.F., Cardenas, M.H., & Garcia, A. (2009). Manual de histologie: țesuturi fundamentale. Universitatea din Rosario.
3. Hall, J. E. (2015). Guyton și Hall manualul de fiziologie medicală e-Book. Elsevier Health Sciences.
4. Palomero, G. (2000). Lecții de embriologie. Universitatea din Oviedo.
5. Wolpert, L. (2009). Principii de dezvoltare. Ed. Panamericana Medical.