Šūnu diferenciācija
Šūnu diferenciācija ir process, kurā mazāk specializēta šūna kļūst par specializētāku šūnu tipu. Tā ir daļa no attīstības bioloģijas. Dažādos audos šūnās ir dažāda veida organellas.
Daudzšūnuorganisma attīstības laikā diferenciācija notiek vairākas reizes. Organisms no vienas zigotas pārvēršas par sarežģītu audu un šūnu tipu sistēmu. Diferenciācija ir izplatīts process arī pieaugušajiem: pieaugušo cilmesšūnas dalās, lai audu atjaunošanas un normālas šūnu maiņas laikā veidotu pilnībā diferencētas meitas šūnas.
Diferenciācija būtiski maina šūnas izmēru, formu, metabolisko aktivitāti un spēju reaģēt uz signāliem. Šīs izmaiņas lielā mērā ir saistītas ar gēnu ekspresijas izmaiņām. Ar dažiem izņēmumiem šūnu diferenciācija gandrīz nekad nav saistīta ar izmaiņām DNS secībā. Tā ietver daudzu gēnu izslēgšanu, kas nav nepieciešami konkrētajam audam. Tādējādi dažādu audu šūnām var būt ļoti atšķirīgas fiziskās īpašības, lai gan tām ir vienāds genoms.
Šūnu potenciāls ir šūnas spēja diferencēties citos šūnu tipos. Šūnu, kas spēj diferencēties daudzos šūnu tipos, sauc par pluripotento. Šādas šūnas sauc par cilmes šūnām dzīvniekiem un meristēmas šūnām augstākajiem augiem. Šūnu, kas spēj diferencēties visos šūnu tipos, sauc par totipotento. Zīdītājiem totipotentas ir tikai zigotas un agrīnās embrionālās šūnas, bet augos daudzas diferencētas šūnas var kļūt totipotentas, izmantojot vienkāršas laboratorijas metodes.
Cilmes šūnu diferenciācija
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir šūnu diferenciācija?
A: Šūnu diferenciācija ir process, kurā mazāk specializēta šūna kļūst par vairāk specializētu šūnu tipu. Tas ir daļa no attīstības bioloģijas un notiek daudzkārt daudzšūnu organisma attīstības laikā.
J: Kā šūnu diferenciācija ietekmē šūnas īpašības?
A: Diferenciācija būtiski maina šūnas izmēru, formu, metabolisko aktivitāti un reakciju uz signāliem. Šīs izmaiņas lielā mērā ir saistītas ar izmaiņām gēnu ekspresijā, nevis DNS secībā.
J: Kas ir šūnu potenci?
A: Šūnu potenci ir šūnas spēja diferencēties par cita veida šūnām. Pluripotentas šūnas var diferencēties daudzos dažādos tipos, bet totipotentas šūnas var diferencēties visos tipos. Zīdītājiem totipotentas ir tikai zigotas un agrīnās embrionālās šūnas, bet augiem daudzas diferencētas šūnas var kļūt totipotentas, izmantojot laboratorijas metodes.
Kāda loma cilmes šūnām ir šūnu diferenciācijā?
A: Cilmes šūnas ir pluripotentas šūnas, kurām ir spēja diferencēties daudzos dažādos meitas šūnu veidos audu atjaunošanas vai normālas šūnu maiņas laikā pieaugušos cilvēkos. Tām ir svarīga loma arī attīstībā, jo tās vairākkārt dalās, veidojot sarežģītas audu sistēmas un dažāda veida organellas šūnās.
Kā mainās gēnu ekspresija šūnu diferenciācijas laikā?
A: Šūnu diferenciācijas laikā gēnu ekspresija ievērojami mainās, jo daži gēni, kas nav vajadzīgi konkrētiem audiem, tiek izslēgti, bet citi var tikt aktivizēti vai izpausties atšķirīgi atkarībā no konkrētā veidojamā auduma vai organellas vajadzībām. Tā rezultātā rodas fiziskas atšķirības starp dažādiem audu veidiem, lai gan tiem ir identiski genomi.
Vai ir kāda atšķirība starp dzīvnieku cilmes šūnām un augu meristēmas šūnām?
A: Jā, dzīvnieku cilmes šūnas ir pluripotentas, bet augu meristēmas šūnas var kļūt totipotentas ar vienkāršām laboratorijas metodēm, kas ļauj tām nepieciešamības gadījumā diferencēties visos meitas šūnu veidos.
