No corpo humano, mais de 200 tipos de células foram isolados, cada um com o mesmo código hereditário. Todos eles se desenvolveram primeiro a partir de um embrião unicelular e depois multicelular, que um pouco mais tarde se dividiu em três camadas germinativas. De cada uma de suas partes, os tecidos do corpo se desenvolveram, onde estão localizados aproximadamente o mesmo tipo de células. Ao mesmo tempo, quase todos eles se desenvolveram a partir do mesmo grupo de predecessores. Esse processo é chamado de diferenciação celular. Trata-se de uma adaptação local da célula às reais necessidades do corpo, a implementação das funções programadas em seu código hereditário.
Caracterização de células e tecidos
As células somáticas do corpo possuem o mesmo conjunto de cromossomos, independentemente da finalidade funcional. No entanto, diferem no fenótipo, o que se explica pela sua preparação para a realização de várias tarefas locais emtecidos biológicos. Um fenótipo é o resultado da expressão de um conjunto genético específico em um ambiente específico. E sob condições diferentes, células com o mesmo material genético se desenvolvem de forma diferente, possuem características morfológicas diferentes e desempenham funções específicas.
Um organismo altamente desenvolvido precisa disso para a formação de muitos tecidos que compõem seus órgãos. Neste caso, os tecidos são criados a partir de um grupo homogêneo de precursores do caule. Esse processo é chamado de diferenciação celular. Esta é uma cadeia de eventos que visa o crescimento de uma população de células de acordo com critérios predeterminados para o crescimento e desenvolvimento de tecidos biológicos do corpo. Ela está subjacente ao crescimento de um organismo e sua organização multicelular.
Essência da diferenciação
Em termos de biologia molecular, a diferenciação celular é o processo de ativar algumas partes dos cromossomos e desativar outras. Ou seja, compactação ou desenrolamento de seções de cromossomos, que os torna disponíveis para leitura de informações hereditárias. No estado conjugado, quando os genes são empacotados em heterocromatina, a leitura é impossível, e na forma expandida, as seções desejadas do código genético ficam disponíveis para o RNA mensageiro e posterior expressão. Isso significa que a diferenciação celular é uma tipagem regulada não estrita do mesmo tipo de empacotamento de cromatina.
Citocinas e mensageiros
Como resultado, um grupo de células diferenciadas emcondições e tendo características morfológicas semelhantes, há uma despriralização de seções idênticas de cromossomos. E no decorrer da exposição a mensageiros intercelulares, reguladores locais da diferenciação celular, as seções desejadas de genes são ativadas e sua expressão ocorre. E, portanto, as células dos tecidos biológicos produzem as mesmas substâncias e desempenham funções semelhantes, para as quais esse processo é fornecido. Deste ponto de vista, a diferenciação celular é um efeito direcionado de fatores moleculares (citocinas) na expressão da informação genética.
Receptores de membrana
As células do mesmo tecido têm um conjunto semelhante de receptores de membrana, cuja presença é controlada por T-killers do sistema imunológico. A perda de um receptor celular do tipo desejado ou a expressão de outro, não destinado a uma determinada localização devido ao risco de oncogênese, provoca agressão celular direcionada contra o “violador”. O resultado será a destruição da célula, cuja diferenciação não seguiu as regras previstas pela influência de mensageiros intercelulares de reguladores especializados.
Diferenciação imunológica
As células imunes possuem moléculas receptoras especiais chamadas de agrupamentos de diferenciação. Esses são os chamados marcadores, que podem ser usados para entender as condições sob as quais os imunócitos se desenvolveram e para quais propósitos eles se destinam. Eles passam por um longo e complexo processo de diferenciação, em cada estágio do qual grupos de linfócitos que desenvolveram um número insuficiente de receptores são eliminados e destruídos, ou em sua interação comanticorpos detectaram "não conformidade".
Grupos de células e tecidos
A maioria das células do corpo se divide em duas durante a reprodução mitótica. Em seu estágio preparatório, a informação genética é duplicada, após o que se formam duas células filhas com um conjunto semelhante de genes. Não apenas as partes ativas dos cromossomos estão sujeitas à cópia, mas também as conjugadas. Portanto, nos tecidos, as células diferenciadas após a divisão dão origem a duas novas células-filhas que possuem material genético semelhante ao conjunto somático completo de cromossomos. No entanto, eles são incapazes de se diferenciar em outras células, pois não podem migrar naturalmente para outras condições de habitat, ou seja, para outros mensageiros de diferenciação.
Crescimento da população celular
Imediatamente após a divisão de duas células filhas, elas recebem um conjunto especial de organelas que herdaram da mãe. Esses menores elementos funcionais já estão preparados para realizar as tarefas necessárias em um determinado tecido biológico. Portanto, a célula filha só precisa aumentar o volume das cavidades do retículo endoplasmático e aumentar de tamanho.
Além disso, o objetivo do desenvolvimento celular é obter um suprimento adequado de nutrientes e oxigênio ligado. Para fazer isso, no caso de f alta de oxigênio ou energia, libera fatores de angiogênese no espaço intercelular. Novos vasos capilares brotam ao longo dessas âncoras, que vão alimentar o grupo.células.
O processo de aumentar de tamanho, obter um suprimento adequado de substratos de oxigênio e energia e expandir organelas intracelulares com uma taxa aumentada de produção de proteínas é chamado de crescimento celular. Está subjacente ao crescimento de um organismo multicelular e é regulado por numerosos fatores de proliferação. Em algum momento, ao atingir o tamanho máximo, por um sinal externo ou por coincidência, a célula crescida se dividirá novamente ao meio, aumentando ainda mais o tamanho do tecido biológico e do organismo como um todo.
Diferenciação mesodérmica
Como uma clara demonstração da diferenciação das células-tronco e seus "descendentes" mais desenvolvidos, devemos considerar a transformação da camada germinativa mesodérmica do corpo humano. A partir do mesoderma - um grupo de células-tronco com a mesma estrutura e se desenvolvendo na presença de fatores de diferenciação, originam populações de células como nefrótomo, somito, esplancnótomo, mesênquima esplancnotômico e canal paramesonéfrico.
De cada uma dessas populações, originar-se-ão formas intermediárias de diferenciação, que mais tarde darão origem às células de um organismo adulto. Em particular, três grupos de células se desenvolvem a partir do somito: miótomo, dermátomo e esclerótomo. As células do miótomo darão origem às células musculares, esclerótomo - cartilagem e osso, e dermátomo - tecido conjuntivo da pele.
O nefrótomo dá origem ao epitélio dos rins e ducto deferente, e o epitélio uterino se diferenciará do canal paramesonéfricotrompas e útero. O fenótipo das células do esplancnótomo será preparado por fatores de diferenciação para sua transformação em mesotélio (pleura, pericárdio e peritônio), miocárdio, córtex adrenal. O mesênquima do esplancnótomo é o material de partida para o desenvolvimento de populações de células de sangue, tecido muscular conjuntivo e liso, vasos sanguíneos e células microgliais.
O crescimento das células nestas populações, sua múltipla divisão e diferenciação é a base para sustentar a viabilidade de um organismo multicelular. Esse processo também é chamado de histogênese - o desenvolvimento de tecidos a partir de precursores celulares como resultado de sua diferenciação e transformação do fenótipo de acordo com a influência de fatores extracelulares que regulam seu desenvolvimento.
Diferenciação de células vegetais
As funções de uma célula vegetal dependem de sua localização, bem como da presença de moduladores e supressores de crescimento. O embrião de uma planta na composição de sementes não possui áreas vegetativas e germinativas e, portanto, após a germinação, deve desenvolvê-las, o que é necessário para a reprodução e crescimento. E até que chegue o momento propício para sua germinação, ela permanecerá adormecida.
A partir do momento em que o sinal de crescimento for recebido, as funções das células vegetais começarão a ser realizadas junto com o aumento de tamanho. As populações celulares estabelecidas no embrião passarão por uma fase de diferenciação e se transformarão em vias de transporte, partes vegetativas, estruturas germinativas.
