Transdiferenciacija vključuje metamorfozo. Diferencirane celice določenega kotiledona se s procesi, kot sta deacetilacija in metilacija histona, pretvorijo v celice drugega kotiledona. Poškodovani procesi transdiferenciacije so osnova številnih bolezni, kot je Barrettov estrofag.
Kaj je transdiferenciacija?
Znanstveniki sposobnost transdiferenciacije povezujejo predvsem s človeškimi matičnimi celicami. Zarodek se razvije na podlagi treh različnih zarodnih plasti. Diferenciacija je korak v razvoju embrionalnih celic. Celice se s postopki diferenciacije spremenijo v specializirano obliko. Prva diferenciacija vsemogočnih zarodnih celic ustreza razvoju kličnih listov, ki so tkivno specifične in zato niso več vsemogočne. Transdiferenciacija je poseben primer ali celo sprememba diferenciacije. Proces ustreza metamorfozi. V tem procesu se celice enega kotiledona spremenijo v celice drugega kotiledona. Večina transdiferenciacije se ne zgodi neposredno, ampak ustreza dediferenciaciji, ki ji v vsakem primeru sledi diferenciacija v nasprotnih smereh. Znanstveniki sposobnost transdiferenciacije povezujejo predvsem s človeškimi matičnimi celicami. Z vsako transdiferenciacijo se spremeni popolna sprememba gen izražanje se pojavi na molekularno biološki ravni. Vsaka transdiferenciacija zahteva spremembo dejavnosti na tisoče posameznikov gen segmentih. V zvezi z nekaterimi boleznimi potekajo patološki procesi transdiferenciacije. V bistvu pa transdiferenciacija nima nobene patološke vrednosti.
Funkcija in naloga
Med transdiferenciacijo je gen izražanje celice se popolnoma spremeni na molekularno genetski ravni. To vpliva na replikacijo. V transdiferencirani celici se replicirajo povsem drugačni odseki gena, kot je bilo prvotno predvideno. Iz tega razloga se sinteza beljakovin popolnoma razlikuje od prvotno načrtovane. Transdiferenciacijo spremlja utišanje prej aktivnih genov. Ta utišanje poteka v veliki meri s procesi deacetilacije ali metilacije histona na posameznih segmentih DNA. Celoten potek transdiferenciacije zahteva spremembo aktivnosti neštetih delov gena. Genska ekspresija transdiferencirane celice običajno v bistvenih delih ne ustreza prvotnemu vzorcu genske ekspresije. Proces deacetilacije histona ne služi le za utišanje določenih genskih segmentov, temveč tudi spremeni sposobnost vezave DNA. Proces deacetilacije histona se osredotoča na histon, iz katerega strukture se odstrani acetilna skupina. To daje histonu veliko večjo afiniteto do DNA fosfat skupin. To hkrati povzroči nižjo sposobnost vezave med transkripcijskimi faktorji in DNA. Transkripcijski faktorji vplivajo na transkripcijo bodisi pozitivno bodisi negativno in so torej bodisi aktivatorji bodisi repretorji. Zmanjšana vezavna sposobnost transkripcijskih faktorjev povzroči zaviranje posameznih genskih ekspresij, ki se nahajajo na ustrezni točki DNA. Postopek metilacije na koncu sledi tudi načelu inaktivacije DNA. Razlika je le v tem, da v procesih metilacije poudarek ni na histonu, temveč na metilnih skupinah. Te metilne skupine se vežejo na določen odsek DNA in na ta način inaktivirajo posamezne odseke DNA. Med diferenciacijo celic se njihova genska ekspresija bistveno spremeni in mnogi geni so med procesi celo izklopljeni. Popolna transdiferenciacija se hkrati opira na visoko ekspresijo tisočih genov in hkrati zahteva regulacijo navzdol pri izražanju tisočih drugih genov. Le na ta način so pravi beljakovin na koncu na voljo za preoblikovanje celice. Na primer, mišična celica zahteva bistveno drugačno beljakovin kot a jetra celica. Do transdiferenciacije pride bodisi neposredno bodisi obvozno. Ta obvoz ustreza dediferenciaciji, ki ji sledi ponovna diferenciacija v druge smeri.
Bolezni in bolezni
Transdiferenciacija lahko temelji na številnih različnih boleznih, zaradi česar je klinično pomembna. Tako imenovani Barrettov požiralnik je na primer povezan s procesi transdiferenciacije. Ta bolezen temelji na preoblikovanju celic epitelija, ki se med patološkimi procesi transdiferencirajo v črevesne celice, ki proizvajajo mucin. V tem kontekstu obstaja pogovor črevesne metaplazije, ki je povezana z fakultativnim tveganjem za degeneracijo in lahko na primer spodbuja razvoj adenokarcinomov. Na splošno je Barrettov sindrom opisan kot kronična vnetna sprememba v distalnem požiralniku, ki povzroči nastanek peptičnih ulkusov, kar se lahko pojavi pri zapletih refluks bolezen. V sindromu, transformacija skvamoznih epitelija se pojavi v distalnem požiralniku. Druga bolezen, ki temelji na transdiferenciaciji, ustreza nastanku levkoplakija. Celice ustne sluznice se kot del tega pojava transdiferencirajo v predrakave celice, kar lahko spodbudi karcinom skvamoznih celic. Levkoplakija so hiperkeratoze sluznica ki so pogosto hkrati displastični. Poleg ustne votlinese te levkoplakije pojavljajo predvsem na ustnicah in na spolovilih. Levkoplakija je običajno pred kroničnim draženjem koža ali sluznice. To draženje zgosti poroženelo plast na prizadetem območju. Rdečkasto sluznica tako postane belkast, kot kapilare plovila ni več mogoče razbrati pod debelino epitelija. Vzročni dražljaj je lahko mehanski, biološki, fizični ali kemični. Med biološke dražljaje spadajo kronične virusne okužbe. Kemične vzročne dražljaje običajno povzročijo kajenje ali žvečenje tobak. Mehanski vzročni dražljaji lahko vključujejo slabo prileganje proteze.
