Utviklingshierarki av planter og dyrceller

Utviklingshierarki av planter og dyrceller!

Etter hvert som utviklingen fortsetter, oppstår nye celletyper gjennom en hierarkisk serie av beslutninger som involverer spesifikke eksisterende celtyper i dyreutvikling, er oppdelingen av embryoet i de tre kimlagene: ektoderm, mesoderm og endoderm er en av de tidligste hendelsene.

Hver av kimlagene gir deretter anledning til et spesifikt utvalg av differensierte celletyper. Tilsvarende er plantens embryo delt inn i tre grunnleggende cellelag. Hver av disse gir opphav til et bestemt utvalg av differensierte celletyper.

Hos dyr er disse utviklingsbeslutninger vanligvis irreversible, for eksempel når en celle har differensiert som ectoderm, er skjebnen løst. Utvikling i dyr omfatter derfor en rekke beslutninger som gradvis og irreversibelt begrenser cellens skjebne.

Cell skjebne og potens:

Skjebnen til en celle er alle de forskjellige celletyper som dets etterkommere kan bli under normal utvikling eller utvikling uforstyrret ved eksperimentell manipulering. En celle kan differensiere på en unormal måte hvis den er plassert i et uvanlig miljø.

Begrepet potens er brukt til å beskrive hele repertoaret av celletyper en bestemt celle kan gi opphav til i alle mulige miljøer. Det er en egen eiendom og er større enn eller lik sin skjebne; skjebnen til en celle avhenger av dens styrke og dets miljø.

I dyrecellens skjebne og styrke er det gradvis begrenset. Cell skjebne blir stadig mer begrenset til en celle er terminalt differensiert (kan bare danne en enkelt celletype).

I planter er cellefellene gradvis begrenset, men differensiering samsvarer ikke med terminal begrensning i potens. Differensierte planteceller kan forandre skjebnen ganske enkelt, hvis de flyttes til en ny posisjon, tørre selv fullt differensierte planteceller kan regenerere en helt ny plante hvis de er isolert. En av de grunnleggende forskjellene mellom dyre- og planteutvikling er at mens plantesykdommens skjebne kan begrenses under utvikling, forblir cellene totipotente selv når de har differensiert.

Utviklingsforpliktelse:

Som celle skjebne blir begrenset etter hver avgjørelse i utviklingshierarkiet, sies cellene å være forpliktet til en viss skjebne. Hos dyr skjer forpliktelse i trinn, først reversibel og deretter permanent. I planter ser det alltid ut til å være reversibilitet.

I dyrs utvikling kan en ubestemt celle beskrives som naiv, noe som betyr at den ikke har fått noen instruksjoner som styrer den langs en bestemt utviklingsvei. Skjebnen til en celle sies å bli spesifisert dersom cellen er rettet til å følge en bestemt utviklingsvei, og gjør det når den plasseres i isolasjon, noe som skal gi et nøytralt miljø.

Spesifikasjon kan oppstå hvis en celle arver en bestemt cytoplasmisk determinant eller mottar induktive signaler fra en annen celle. Imidlertid kan den samme cellen som er plassert i et annet miljø, slik som i kontakt med andre celler, bli spesifisert ved samspillet med disse cellene.

Dette viser at forpliktelsen på dette stadiet er reversibel. Skjebnen til en celle sies å være bestemt hvis den ikke kan endres, uavhengig av cellens miljø. Dette viser at forpliktelsen nå har blitt irreversibel.

induksjon:

Induksjon er en prosess hvor en celle eller gruppe av celler kan påvirke utviklingsskjebnen til en annen, og er en felles strategi for å kontrollere differensiering og mønsterdannelse i utvikling.

Det induktive signalet kan være et protein eller et annet molekyl som utskilles fra den inducerende celle. Det interagerer vanligvis med en reseptor på overflaten av den reagerende cellen. Signalet initierer en signaltransduksjonskaskade inne i den reagerende celle som endrer aktiviteten til transkripsjonsfaktorer og / eller andre proteiner, og endrer endelig mønstergenuttrykket. Induksjon er en ekstrinsisk prosess som avhenger av posisjonen til en celle i embryoet.

Induksjon innebærer celle-signaler og kan forekomme over ulike områder. Responderende celler kan vise en enkelt stereotyp respons på det induktive signalet, eller en gradert respons avhengig av konsentrasjonen, i hvilket tilfelle det kalles et morfogen.

Kompetanse:

Waddington (1932) introduserte begrepet kompetanse som den fysiologiske tilstanden av vev, som tillater det å reagere på en morfogenetisk spesifikk måte til determinative stimuli. Det er alltid knyttet til spesielle stimuli og spesielle tilsvarende svar. Kompetanse er et begrep som oppsummerer evnen til enzymkomplementet til den embryonale cellen til å adoptere til et bestemt forhold av metabolitter.

Kompetanse er en egenskap av cellen som reagerer på induksjon. En celle er beskrevet som kompetent hvis den kan reagere på det induktive signalet ved å gjennomgå alle passende molekylære forandringer som tillater det å følge den "induserte" utviklingsvei. I fravær av induksjon blir cellen til slutt bestemt til en alternativ vei, og dette faller sammen med manglende kompetanse for å reagere på induksjon.