трансдиференциация

В трансдиференциация се извършва метаморфоза. Диференцираните клетки на даден котиледон се трансформират в клетките на друг котиледон чрез процеси като хистоново деацетилиране и метилиране. Неправилните процеси на трансдиференциране са в основата на много заболявания, като например естрофага на Барет.

Какво е трансдиференциация?

Ембрионалното развитие се осъществява на базата на три различни котиледони. Диференциацията е стъпка в развитието на ембрионалните клетки. Клетките се трансформират в специализирана форма чрез процеси на диференциация. Първата диференциация на всемогъщите ембрионални клетки съответства на развитието на зародишните слоеве, които са тъканно-специфични и следователно вече не са всесилни.

Трансдиференциацията е специален случай или дори обрат на диференциацията. Процесът съответства на метаморфоза. Клетките на един котиледон се превръщат в клетките на друг котиледон. Повечето трансдиференциации не се извършват директно, а съответстват на дедиференциация, която от своя страна е последвана от диференциация в противоположните посоки. Учените свързват главно трансдиференциацията с човешки стволови клетки.

С всяка трансдиференциация има пълна промяна в съответната генна експресия на молекулярно биологично ниво. Всяка трансдиференциация изисква промяна на активността в хиляди отделни генни сегменти. Патологичните процеси на трансдиференциране протичат във връзка с някои заболявания. По принцип трансдиференциацията не трябва да има никаква патологична стойност.

Функция и задача

В контекста на трансдиференциация, генната експресия на клетка се променя напълно на молекулярно генетично ниво. Това има последици за репликацията. Напълно различни участъци от гена от първоначално предвидените се репликират в трансдиференцираната клетка. Поради тази причина в крайна сметка напълно различен синтез на протеин от първоначално планирания.

Трансдиференциацията е придружена от дезактивиране на преди активни гени. Това изключване се осъществява главно чрез процеси в контекста на деацетилиране на хистон или метилиране върху отделните ДНК сегменти. Пълният процес на трансдиференциране изисква промяна в активността на безброй брой секции на ген.

Генната експресия на трансдиференцираната клетка най-вече не съответства по същество на първоначалния модел на генната експресия. Процесът на хистон деацетилиране се използва не само за изключване на определени генни сегменти, но и променя способността на ДНК да се свързва. Процесът на деацетилиране на хистон се фокусира върху хистона, от чиято структура се отстранява ацетилна група. Това дава на хистона много по-висок афинитет към ДНК фосфатни групи. В същото време има по-малко свързващ капацитет между транскрипционните фактори и ДНК.

Транскрипционните фактори влияят върху транскрипцията положително или отрицателно и са или активатори, или репресори. Намалената способност за свързване на транскрипционните фактори води до инхибиране на отделните генни експресии, които са разположени в съответната точка на ДНК.

Процесът на метилиране също следва принципа на инактивиране на ДНК. Единствената разлика е, че процесите на метилиране се фокусират върху метилови групи, а не хистони. Тези метилови групи се свързват с определен участък от ДНК и по този начин инактивират отделните секции на ДНК. Когато клетките се диференцират, тяхната генна експресия се променя значително и много от гените дори се изключват по време на процесите.

Пълната трансдиференциация зависи от високата експресия на хиляди гени и в същото време изисква понижаване на регулацията в експресията на хиляди други гени. Само по този начин са налични правилните протеини, за да може клетката да се трансформира. За мускулна клетка например са необходими коренно различни протеини от чернодробната клетка.

Трансдиференциацията се осъществява директно или през отклонение. Това заобикаляне съответства на дедиференциация, която е последвана от последваща нова диференциация в други посоки.

Можете да намерите лекарствата си тук

Болести и неразположения

Трансдиференциациите могат да бъдат в основата на много различни заболявания, което ги прави клинично значими. Езофагът на Барет например е свързан с процесите на трансдиференциране. Това заболяване се основава на преобразуване на клетки от епитела, които се предиференцират в чревни клетки, произвеждащи муцин, по време на патологичните процеси. В този контекст се говори за чревна метаплазия, която е свързана с незадължителен риск от дегенерация и, например, може да насърчи развитието на аденокарциноми. Като цяло синдромът на Барет се описва като хронична възпалителна промяна в дисталния хранопровод, която води до развитие на пептични язви, което може да се прояви като част от усложнения при рефлуксна болест. При синдрома превръщането на плоскоклетъчен епител се случва в дисталния хранопровод.

Друго заболяване, основано на трансдиференциации, съответства на образуването на левкоплакия. Като част от това явление клетките на лигавицата на устната тъкан се трансдиференцират в преканцерози, които могат да стимулират плоскоклетъчен карцином. Левкоплакия е хиперкератоза на лигавицата, която често е диспластична едновременно. В допълнение към устната кухина тези левкоплакии се срещат предимно по устните и в областта на гениталиите. Левкоплакията обикновено се предхожда от хронично дразнене на кожата или лигавиците. Това дразнене сгъстява роговия слой в засегнатата област. Червеникавата лигавица става толкова белезникава, че капилярните съдове под дебелия епител вече не могат да се разберат.

Причинителният стимул може да бъде механичен, биологичен, физически или химичен. Биологичните стимули включват хронични вирусни инфекции. Химически причинителните стимули възникват най-вече от тютюнопушенето или дъвченето на тютюн. Лошо прилепващата протеза, например, може да се счита за механично причиняващ стимул.