Różnicowanie się komórek, czy da się odwrócić czas?

Genetyka

Różnicowanie się komórek to proces, w trakcie którego z niewyspecjalizowanych komórek macierzystych bądź merystemalnych u roślin wykształcają się komórki różnych typów i rodzajów, które pełnią odmienne role w dorosłym organizmie. Zjawisko różnicowania najsilniej występuje podczas rozwoju zarodkowego, co nie oznacza jednak, że w dorosłym osobniku ten proces nie zachodzi, ma on jednak o wiele mniejszą skalę. Sam proces różnicowania wyraźnie zauważalny jest pod mikroskopem, gdzie można dostrzec, jak zmienia się wielkość, kształt i ruchliwość komórek. Niezróżnicowane komórki m­ają zazwyczaj kulisty kształt. Podczas różnicowania wewnątrz komórki zachodzą zmiany niedostrzegalne przez mikroskop, takie jak zmiana składników cytoplazmy czy właściwości fizjologicznych. Proces ten jest ściśle kontrolowany przez selektywną ekspresję genów. Co ciekawe, różnicowanie się komórek nie ma wpływu na materiał genetyczny w nich zawarty. Prawie każdy typ zróżnicowanej komórki ma w obrębie jednego organizmu taką samą informację genetyczną zawartą w DNA, z wyjątkiem takich komórek jak erytrocyty, które w trakcie dojrzewania pozbywają się jąder komórkowych.

U zwierząt, jak i u ludzi komórki macierzyste powstają na etapie życia zarodkowego, dokładnie w tzw. węźle zarodkowym, który jest fragmentem bla­stocysty. To właśnie te komórki, które zawarte są w węźle zarodkowym, dają początek wszystkim typom komórek i tkanek znajdującym się w organizmie. Zróżnicowane komórki, w przeciwieństwie do komórek macierzystych, podlegają tzw. limitowi Hayflicka. Limit ten informuje o maksymalnej liczbie podziałów, których może dokonać komórka. Ograniczenie to wynika z faktu, że przy każdym powielaniu chromosomów skróceniu ulegają telomery, czyli fragmenty chromosomu znajdujące się na jego końcu zbudowane z wielokrotnych powtórzeń tej samej sekwencji nukleotydów. W 1961 r. Leonard Hayflick odkrył, że kultura komórek płodu może dzielić się jedynie 40–60 razy, nim podziały zostaną zatrzymane. Zjawisko to jest silnie powiązane z procesem starzenia się komórek.

POLECAMY

Obecnie komórki macierzyste potrzebne do badań pobiera się głównie z embrionów, co w przypadku prac nad komórkami ludzkimi budzi duże wątpliwości moralne i dyskusje etyczne, dlatego też naukowcy od lat szukają skutecznego sposobu na cofnięcie komórek, które już są zróżnicowane, do etapu komórki macierzystej.

Dlaczego komórki macierzyste są tak istotne dla świata nauki? Ponieważ mając 


Komórki macierzyste mogą dać początek takim tkankom i komórkom jak mięśnie, czerwone krwinki, komórki nerwowe, naczynia krwionośne, komórki wątroby czy też komórki nabłonka. Wymienione typy oczywiście nie wyczerpują wszystkich możliwości komórek macierzystych.

zdolność do zmiany w każdą możliwą tkankę organizmu, posiadają ogromny potencjał w medycynie regeneracyjnej. Dzięki nim możliwe będzie leczenie chorób neurodegeneracyjnych, takich...

Pozostałe 90% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów



Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!

Przypisy