Transdetermination

А Transdetermination в биологията представлява препрограмиране на диференцирана телесна клетка.По правило процесът на диференциация на телесните клетки от оплодената яйцеклетка към напълно развития организъм е необратим. При определени условия обаче, клетка, която е определена в своята диференциация, може да се препрограмира.

Какво е трансдетерминация?

Трансдетерминация означава преобразуване от едно определено състояние в друго определено състояние.В биологията трансдетерминацията се характеризира с препрограмиране на вече диференцирана телесна клетка в друга диференцирана телесна клетка.

При хората и повечето многоклетъчни животни развитието на организмите започва с оплодената яйцеклетка. Целият организъм се развива от тази първа клетка. Тъй като клетките се делят, отделните клетки стават все по-диференцирани или специализирани в хода на ембриогенезата. Така се развиват органите. Клетките на черния дроб например имат същата генетична информация като клетките на сърцето. И при двата типа клетки обаче необходимата генетична информация се извлича от различни гени.

Като част от диференциацията, определени гени се изключват чрез метилиране или модификация на хистоните. Диференциацията се извършва по това, че различни гени са изключени от клетъчна линия към клетъчна линия.

По време на трансдетерминацията неактивните гени се активират отново и преди това активираните гени са неактивни отново. Пример за това е сложната трансформация на кожна клетка в чернодробна клетка.

Функция и задача

Оплодената яйцеклетка е първата клетка в организма. Това е първоначалната стволова клетка на всички по-късно силно диференцирани клетки. Заедно с първите осем клетки се обозначава като тотипотентна стволова клетка. Тези първи клетки все още са напълно недиференцирани и всяка от тях може да се развие в независим организъм.

След осмото клетъчно деление се образуват плюрипотентни или ембрионални стволови клетки. Те все още могат да се трансформират в клетките и на трите зародишни слоя (ектодерма, мезодерма, ендодерма). Те обаче вече са загубили способността да се развиват в независими организми.

По-нататъшното развитие води до следтембрионните стволови клетки, които се разделят на фетални, неонатални и възрастни стволови клетки в зависимост от стадия на развитие. Постембрионните стволови клетки вече представляват различни клетъчни линии, които могат да се трансформират в определени органи. Те все още имат потенциал за диференциация, който обаче е свързан само с определени типове клетки. Те се наричат ​​многопотентни стволови клетки. Например, нервните стволови клетки все още могат да се трансформират в различни форми на нервни клетки, но вече не в кръвни клетки.

А трансдиференциация или е възможно трансдетерминация на клетките. Спорно е обаче дали напълно диференцирана телесна клетка може да се препрограмира. За целта експресията на хиляди гени трябва да се активира едновременно и хиляди други гени да се деактивират едновременно, например да се превърне кожна клетка в мускулна клетка. Досега се предполагаше, че само възрастни стволови клетки все още са в състояние да направят това. Техният потенциал за диференциация е дори отвъд котиледона.

Препрограмирането обикновено се извършва на два етапа. На първо място има дедиференциация на клетката. След деленето на клетките диференциацията става отново в различна ориентация. Такова трансдетерминация се извършва в организма, например по време на заздравяване на рани. Голямо разнообразие от видове клетки, които са необходими за лечебния процес, се развива от стволови клетки на възрастни.

В бъдеще медицината вероятно ще има отлични перспективи като алтернатива на съвременната технология за трансплантация. По този начин заболелите органи могат да се отглеждат директно от собствените им стволови клетки за възрастни. Годините на лечение с лекарства за ограничаване на реакциите на отхвърляне биха били минало. В различни изследвания in vitro на клетъчни култури, растежен фактор се използва за дедиференциране и предиференциране на клетките.

Като част от изследванията на стволови клетки беше открито, че стволовите клетки може да могат да заменят клетките, които са били унищожени при инфаркт. Резултатите също предполагат, че изцелението не се основава на замяната от транс-определени клетки, а на стимулиране на процесите на клетъчен растеж и клетъчна диференциация. Стволовите клетки на възрастните също се доказват в регенерацията на хрущяла и костите.

Болести и неразположения

Във връзка с трансдетерминация сериозни заболявания се появяват отново и отново. Развитието на рака се основава на дедиференциацията на телесните клетки. Промените в клетката могат да доведат до недиференцирано клетъчно делене, което може да обхване цялото тяло чрез образуването на метастази. Причините могат да бъдат соматични мутации, вируси или извън контрол на клетъчните профили по време на лечебните процеси.

Дедиференциацията може да бъде бърза. Съществуват обаче и форми на рак, при които туморът остава диференциран за дълго време. След фазата на дедиференциацията обаче няма по-нататъшно разграничаване. Разделителните клетки са дегенерирани и се отдалечават от първоначалното си състояние след всяко клетъчно деление.

Генетичната информация също е обект на постоянна промяна. Например зарастването на рани е естествен процес, основан на трансдетерминация. Тук възрастните стволови клетки се трансформират в диференцирани кожни клетки, клетки на съединителна тъкан или клетки от друг тип.В редки случаи обаче злокачествен тумор се образува като част от постоянното клетъчно деление.

Същото може да се случи и след имунни реакции. Лимфомите са, наред с други неща, израз на имунна система, която излезе извън контрол.