التمايز الخلوي في الحيوانات والنباتات

ال تمايز الخلايا إنها الظاهرة التدريجية التي تصل بها خلايا الكائنات المتعددة القدرات إلى بعض الخصائص المحددة. يحدث أثناء عملية التطوير ويتضح التغييرات الجسدية والوظيفية. من الناحية النظرية ، يحدث التمايز في ثلاث مراحل: التحديد والتمايز والنضج المناسبين.

تحدث هذه العمليات الثلاث المذكورة بشكل مستمر في الكائنات الحية. في المرحلة الأولى من التحديد ، يتم تعيين خلايا متعددة القدرات في الجنين لنوع محدد من الخلايا ؛ على سبيل المثال ، خلية عصبية أو خلية عضلية. في التمايز ، تبدأ الخلايا في التعبير عن خصائص النسب.

أخيرًا ، يحدث النضج في المراحل الأخيرة من العملية ، حيث يتم الحصول على خصائص جديدة تؤدي إلى ظهور خصائص في الكائنات الناضجة..

تمايز الخلايا هو عملية يتم تنظيمها بطريقة صارمة للغاية ودقيقة من خلال سلسلة من الإشارات التي تشمل الهرمونات والفيتامينات وعوامل محددة وحتى الأيونات. تشير هذه الجزيئات إلى بداية مسارات الإشارة داخل الخلية.

من الممكن أن تحدث تعارضات بين عمليات تقسيم الخلايا والتمايز ؛ لذلك ، تصل التنمية إلى نقطة يجب أن يتوقف الانتشار فيها عن التمايز.

مؤشر

• 1 الخصائص العامة
• 2 تمايز الخلايا في الحيوانات
  • 2.1 تشغيل الجينات وإيقافها
  • 2.2 الآليات التي تنتج أنواع مختلفة من الخلايا
  • 2.3 نموذج تمايز الخلايا: الأنسجة العضلية
  • 2.4 ماجستير الجينات
• 3 تمايز الخلايا في النباتات
  • 3.1 Meristemas
  • 3.2 دور auxins
• 4 الاختلافات بين الحيوانات والنباتات
• 5 المراجع

الخصائص العامة

تتضمن عملية تمايز الخلايا التغير في شكل الخلية وبنيتها ووظيفتها في سلالة معينة. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه ينطوي على الحد من جميع الوظائف المحتملة التي يمكن أن تملكها الخلية.

يتم التحكم في التغيير بواسطة جزيئات رئيسية ، بين هذه البروتينات ورنا المرسال المحددة. تمايز الخلايا هو نتاج التعبير الخاضع للرقابة والتفاضلية لبعض الجينات.

لا تعني عملية التمايز فقدان الجينات الأولية ؛ ما يحدث هو القمع في أماكن محددة من الآلية الوراثية في الخلية التي تمر بعملية التنمية. تحتوي الخلية على ما يقرب من 30000 جين ، لكنها لا تعبر إلا عن 8000 أو 10000.

ولتمثيل البيان أعلاه ، تم اقتراح التجربة التالية: يتم أخذ النواة من خلية مختلفة بالفعل عن جسم البرمائيات - على سبيل المثال ، خلية من الغشاء المخاطي في الأمعاء - ويتم زرعها في بويضات الضفدع الذي تم استخراج نواة له سابقًا.

تحتوي النواة الجديدة على كل المعلومات اللازمة لإنشاء كائن حي جديد في ظروف مثالية ؛ أي أن خلايا الغشاء المخاطي في الأمعاء لم تفقد أي جين عندما تمر بعملية التمايز.

تمايز الخلايا في الحيوانات

يبدأ التطوير بالإخصاب. عندما يحدث تكوين المورولا في عمليات تطور الجنين ، تعتبر الخلايا كاملة ، مما يشير إلى أنها قادرة على تكوين كائن حي بأكمله.

مع مرور الوقت ، يصبح المورولا مفلطحًا وتسمى الآن الخلايا متعددة القدرات ، لأنها يمكن أن تشكل أنسجة الكائن الحي. لا يمكن أن تشكل الكائن الحي الكامل لأنهم غير قادرين على خلق أنسجة خارج الرحم.

تشريحيا ، الأنسجة الأساسية للكائن الحي هي الظهارية ، الضامة ، العضلات والعصبية.

كلما تقدمت أكثر ، أصبحت الخلايا متعددة العناصر ، لأنها تتمايز إلى خلايا ناضجة وعملية.

في الحيوانات - على وجه التحديد في metazoans - هناك مسار شائع للتطور الوراثي يوحد الجين البشري للمجموعة بفضل سلسلة من الجينات التي تحدد النمط المحدد لهياكل الجسم ، والسيطرة على هوية القطاعات في المحور الخلفي الخلفي من الحيوان.

ترمز هذه الجينات إلى بروتينات معينة تشترك في تسلسل الحمض الأميني المرتبط بالحمض النووي (مثلي الجنس في الجين ، مثلي الجنس في البروتين).

تشغيل وإيقاف الجينات

يمكن تعديل الحمض النووي عن طريق العوامل الكيميائية أو عن طريق الآليات الخلوية التي تؤثر على تعبير الجينات أو تثبيطها.

هناك نوعان من الكروماتين ، مصنَّفين حسب تعبيرهما أو لا ، وهما: إيوكروماتين وهيتروكروماتين. الأول منظم بطريقة متساهلة ويتم التعبير عن جيناته ، والثاني له تنظيم مضغوط ويمنع الوصول إلى آلات النسخ.

لقد تم اقتراح أنه في عمليات تمايز الخلايا ، يتم إسكات الجينات غير المطلوبة لتلك النسب المحددة في شكل مجالات تتألف من heterochromatin.

الآليات التي تنتج أنواع مختلفة من الخلايا

في الكائنات متعددة الخلايا توجد سلسلة من الآليات التي تنتج أنواعًا مختلفة من الخلايا في عمليات التنمية ، مثل الفصل بين العوامل السيتوبلازمية والتواصل الخلوي.

يتضمن الفصل بين العوامل السيتوبلازمية الفصل غير المتكافئ لعناصر مثل البروتينات أو الرنا المرسال في عمليات انقسام الخلايا.

من ناحية أخرى ، يمكن للاتصالات الخلوية بين الخلايا المجاورة تحفيز التمايز بين عدة أنواع من الخلايا.

تحدث هذه العملية في تكوين الحويصلات العينية عندما تقابل الأديم الظاهر في منطقة الرأس وتسبب سماكة تشكل ألواح العدسة. هذه أضعاف إلى المنطقة الداخلية وتشكيل العدسة.

نموذج تمايز الخلايا: الأنسجة العضلية

واحدة من أفضل النماذج الموصوفة في الأدب هو تطوير أنسجة العضلات. هذا النسيج معقد ويتألف من خلايا ذات نوى متعددة وظيفتها الانكماش.

تؤدي الخلايا الوسيطة إلى ظهور خلايا عضلية المنشأ ، والتي بدورها تؤدي إلى ظهور أنسجة عضلية هيكلية ناضجة.

من أجل بدء عملية التمايز هذه ، يجب أن توجد عوامل تمايز معينة تمنع مرحلة S من دورة الخلية وتعمل كمنشط للجينات التي تسبب التغيير.

عندما تتلقى هذه الخلايا الإشارة ، فإنها تبدأ التحول نحو الخلايا العضلية العصبية التي لا يمكن أن تخضع لعمليات انقسام الخلايا. تعبر Myoblasts عن الجينات المرتبطة بانقباض العضلات ، مثل تلك الخاصة بترميز البروتينات الأكتينية والميوسينية.

يمكن أن تلتحم الخلايا العضلية مع بعضها البعض وتشكل أنبوبًا عضويًا يحتوي على أكثر من نواة واحدة. في هذه المرحلة ، يحدث إنتاج البروتينات الأخرى المرتبطة بالانكماش ، مثل التروبونين والتروبوموسين.

عندما تتحرك النواة نحو الجزء المحيطي من هذه البنى ، فإنها تعتبر أليافًا عضلية.

كما هو موصوف ، تحتوي هذه الخلايا على بروتينات مرتبطة بانقباض العضلات ، ولكنها تفتقر إلى بروتينات أخرى مثل الكيراتين أو الهيموغلوبين..

ماجستير الجينات

التعبير التفاضلي في الجينات يخضع لسيطرة "الجينات الرئيسية". توجد هذه في النواة وتنشط نسخ الجينات الأخرى. كما يوحي الاسم ، هي العوامل الرئيسية المسؤولة عن التحكم في الجينات الأخرى التي توجه وظائفها.

في حالة تمايز العضلات ، فإن الجينات المحددة هي تلك التي ترمز لكل من البروتينات المشاركة في تقلص العضلات ، والجينات الرئيسية هي MyoD و Myf5.

عندما تكون الجينات الرئيسية التنظيمية غائبة ، لا يتم التعبير عن الجينات الفرعية. في المقابل ، عندما يكون الجين الرئيسي موجودا ، يتم فرض التعبير عن الجينات المستهدفة.

هناك جينات رئيسية توجه تمايز الخلايا العصبية ، الظهارية ، القلب ، وغيرها.

تمايز الخلايا في النباتات

كما هو الحال في الحيوانات ، يبدأ نمو النباتات بتكوين زيجوت داخل البذرة. عندما يحدث انقسام الخلية الأول ، تنشأ خليتان مختلفتان.

أحد خصائص تطور النبات هو النمو المستمر للكائن الحي بفضل الوجود المستمر للخلايا ذات الطابع الجنيني. تُعرف هذه المناطق باسم meristems وهي أجهزة للنمو الدائم.

تؤدي مسارات التمايز إلى ظهور أنظمة الأنسجة الثلاثة الموجودة في النباتات: الأديم الأولي الذي يشمل أنسجة الجلد ، والأوعية الدموية الأساسية والإحلال.

المنتج مسؤول عن نشأة النسيج الوعائي في النبات ، والذي يتكون من النسيج (ناقلة الماء والأملاح الذائبة) واللحاء (ناقل للسكريات وجزيئات أخرى مثل الأحماض الأمينية).

الخلايا الإنشائية

وتقع meristems في نصائح من ينبع والجذور. وبالتالي ، تميز هذه الخلايا وتؤدي إلى تراكيب مختلفة تتألف منها النباتات (الأوراق ، والزهور ، وغيرها).

يحدث التمايز الخلوي للهياكل الزهرية في لحظة محددة من التطور ويصبح الميرستيم "الإزهار" الذي بدوره يشكِّل المِرستم الزهرية. من هنا تنشأ القطع الزهرية التي تتكون من الكؤوس ، بتلات ، السداة والكاربيل.

تتميز هذه الخلايا بوجود حجم صغير وشكل مكعبة وجدار خلية رفيع ولكنه مرن وسيتوبلازم ذو كثافة عالية والعديد من الريبوسومات..

دور auxins

للهرمونات النباتية دور في ظاهرة تمايز الخلايا ، وخاصة الأكسينات.

يؤثر هذا الهرمون على تمايز الأنسجة الوعائية في الساق. وقد أظهرت التجارب أن تطبيق الأكسينات في الجرح يؤدي إلى تكوين أنسجة الأوعية الدموية.

وبالمثل ، ترتبط الأكسينات بتحفيز نمو خلايا الكامبيوم الوعائية.

الاختلافات بين الحيوانات والنباتات

لا تحدث عملية تمايز الخلايا وتطورها في النباتات والحيوانات بشكل مماثل.

في الحيوانات ، يجب أن تحدث حركات الخلايا والأنسجة بحيث تكتسب الكائنات الحية شكل ثلاثي الأبعاد يميزها. بالإضافة إلى ذلك ، تنوع الخلايا أكبر بكثير في الحيوانات.

في المقابل ، لا تتمتع النباتات بفترات نمو فقط في المراحل المبكرة من حياة الفرد ؛ يمكنهم زيادة حجمهم طوال حياة الخضروات.

مراجع

1. كامبل ، ن. أ. ، وريس ، ج. ب. (2007). علم الاحياء. Ed. Panamericana Medical.
2. Cediel، J. F.، Cárdenas، M. H.، & García، A. (2009). دليل الأنسجة: الأنسجة الأساسية. جامعة روزاريو.
3. Hall، J. E. (2015). Guyton وهول كتاب من علم وظائف الأعضاء الطبية الكتاب الإلكتروني. العلوم الصحية إلسفير.
4. بالوميرو ، ج. (2000). دروس علم الأجنة. جامعة أوفييدو.
5. ولبرت ، ل. (2009). مبادئ التنمية. Ed. Panamericana Medical.