Transdeterminacija: funkcija, naloge, vloga in bolezni

Transdeterminacija v biologiji predstavlja reprogramiranje diferencirane somatske celice. Na splošno je postopek diferenciacije somatskih celic od oplojenega jajčeca do popolnoma oblikovanega organizma nepovraten. Vendar je pod določenimi pogoji mogoče celico, določeno v njeni diferenciaciji, ponovno programirati.

Kaj je transdeterminacija?

Na splošno postopek diferenciacije somatskih celic od oplojenega jajčeca do popolnoma oblikovanega organizma poteka nepovratno. Transdeterminacija pomeni prehod iz enega določenega stanja v drugo določeno stanje. V biologiji je za transdeterminacijo značilno reprogramiranje že diferencirane telesne celice v drugo diferencirano telesno celico. Pri ljudeh in večini večceličnih živali se razvoj organizmov začne z oplojeno jajčno celico. Iz te prve celice se razvije celoten organizem. Ko se celice delijo, med embriogenezo pride do večje diferenciacije ali specializacije posameznih celic. Tako se razvijejo organi. Jetra celice imajo na primer enake genetske informacije kot srce celic. Pri obeh vrstah celic pa genetske informacije, ki jih zahtevajo posamezni primeri, prikličejo različni geni. Med diferenciacijo nekateri geni utišajo metilacije ali modifikacije histonov. Do diferenciacije pride tako, da utišamo različne gene od celične linije do celične linije. Tako se pri transdeterminaciji neaktivni geni ponovno aktivirajo in prej aktivirani geni spet postanejo neaktivni. Primer bi bila zapletena preobrazba a koža celico v a jetra celica.

Funkcija in naloga

Oplojena jajčna celica je prva celica organizma. Je prvotna izvorna celica vseh pozneje zelo diferenciranih celic. V tem okviru se skupaj s prvimi osmimi celicami imenuje totipotentna matična celica. Te prve celice so še vedno popolnoma nediferencirane in se lahko vsaka razvije v neodvisen organizem. Po osmi delitvi celic nastanejo pluripotentne ali embrionalne matične celice. Ti se še vedno lahko spremenijo v celice vseh treh zarodnih plasti (ektoderm, mezoderm, endoderm). Vendar so že izgubili sposobnost, da se razvijejo v samostojne organizme. Nadaljnji razvoj vodi do postembrionskih izvornih celic, ki se glede na stopnjo razvoja delijo na matične celice ploda, novorojenčka in odrasle. Potembrionske izvorne celice že predstavljajo različne celične linije, ki se lahko spremenijo v določene organske sisteme. Še vedno imajo tudi diferenciacijski potencial, ki pa je povezan samo z določenimi vrstami celic. Imenujejo se kot multipotentne matične celice. Na primer, živčne matične celice se lahko še vedno spremenijo v različne oblike živčnih celic, vendar ne več v kri celic. Možna je transdiferenciacija ali transdeterminacija celic. Vendar je sporno, ali je mogoče popolnoma diferencirano telesno celico reprogramirati. Da bi to naredili, bi bilo treba istočasno aktivirati izražanje tisočih genov in hkrati deaktivirati tisoče drugih genov, da bi preoblikovali koža celica v mišično celico, na primer. Do zdaj se je domnevalo, da so to sposobne samo še odrasle matične celice. Njihov diferenciacijski potencial celo presega kotiledon. Preprogramiranje običajno poteka v dveh korakih. Najprej pride do diferenciacije celice. Potem se po delitvi celic spet pojavi diferenciacija v drugo usmeritev. V organizmu takšna transdeterminacija poteka na primer v celjenje ran. Odrasle matične celice se razvijejo v najrazličnejše vrste celic, ki so potrebne za zdravljenje. Za medicino se bo to verjetno odprlo v prihodnosti kot alternativa današnji presaditev tehnologija. Obolele organe bi lahko gojili neposredno iz pacientovih odraslih izvornih celic. Leta zdravljenja z mamili, da bi omejili zavrnitvene reakcije, bi postala stvar preteklosti. V različnih študijah in vitro celičnih kultur je bilo mogoče s pomočjo rastnega faktorja doseči dediferenciacijo in rediferenciacijo celic. V okviru raziskav izvornih celic je bilo ugotovljeno, da matične celice lahko nadomestijo celice, uničene v miokardnem infarktu. Rezultati pa tudi kažejo, da zdravljenje ne temelji na nadomeščanju s transdiferenciranimi celicami, temveč na stimulaciji k celični rasti in diferenciaciji. Tudi matične celice odraslih se izkažejo za učinkovite pri regeneraciji hrustanec in kosti.

Bolezni in bolezni

V povezavi s transdeterminacijo se resne bolezni pojavljajo večkrat. Razvoj rak temelji na dediferenciaciji telesnih celic. Spremembe znotraj celice lahko povzročijo nediferencirano delitev celic, ki se lahko s tvorjenjem razširi po telesu metastaze. Vzroki lahko vključujejo somatske mutacije, virusi, ali izven nadzora profiliranje celic med zdravljenjem. Dediferenciacija lahko nastopi hitro. Vendar pa obstajajo tudi oblike rak pri kateri ostane tumor precej dolgo diferenciran. Vendar po fazi dediferenciacije potem ne pride do nove diferenciacije. Delitvene celice so degenerirane in se po vsaki delitvi celic odmaknejo bolj od začetnega stanja. Tudi genetske informacije se nenehno spreminjajo. Na primer, celjenje ran je naraven postopek, ki temelji na transdeterminaciji. Tu se odrasle matične celice spremenijo v diferencirane koža celice, vezivnega tkiva celice ali celice drugih vrst. V redkih primerih pa lahko nastane maligni tumor kot posledica stalnih delitev celic. Podobna situacija se lahko zgodi tudi po imunskih reakcijah. Med drugim so limfomi izraz a imunski sistem to je brez nadzora.