5 Huvudfaktorer som reglerar celldifferentiering

Några av de viktigaste faktorerna som reglerar celldifferentiering är följande:

Det är ett etablerat faktum att celldifferentierade växt- och djurceller behåller alla gener som krävs för att programmera utveckling och differentiering eller en fullständig organism. Också de differentierade cellerna innehåller olika typer av proteiner.

Det betyder att genuttrycket är ansvarigt för celldifferentiering, dvs olika gener uttrycks i varje differentierande celltyp. Eftersom ett stort antal steg är involverade mellan en DNA-sekvens (eller gen) och den ultimata bildningen av ett funktionellt protein och proteinprodukt, arbetar ett stort antal mekanismer för att kontrollera genuttryck.

1. Cytoplasmisk påverkan eller celldifferentiering:

Generellt inflytande av cytoplasma vid tidig celldifferentiering har påvisats av många experiment med äggceller.

(i) I snigelägg påverkas celldifferentieringen av polarloben, vilket är ett cytoplasmatiskt utskjutande vid äggens vegetala pol. Om denna lobe avlägsnas kirurgiskt, utvecklar embryot defekt fot, öga och skal.

(ii) I amfibierägg påverkas celldifferentieringen av gråmåne. Om gråmåne är skadad genom att pricka embryon utvecklas abnormt nervsystem.

Cytoplasmen påverkar och kontrollerar uppförandet av kärngener och cellens differentiering. Kontrollen kan vara vid graden av transkription av cellen. Kontrollen kan vara i nivå med transkription av mRNA, mognad av transkriberad mRNA, translation av mRNA i cytoplasma, tillgänglighet av tRNA, ribosomer, initieringsfaktorer eller genom närvaron av enzymer som styr proteinsyntesen eller som bryter ned mRNA. Även efter syntes av protein kan post-transkriptionshändelserna också påverkas av cellcytoplasma och kan i sin tur leda till differentiering av cellcytoplasma.

2. Proteinomvandling:

Processen med genuttryck och reglering stoppas inte vid proteinsyntesen. Proteinerna utsätts för övergång, dvs nedbrytning och resyntes. Det betyder att kvantiteten av ett visst protein som är närvarande i en cell påverkar celldifferentiering. När till exempel leverceller exponeras för steroidhormonkortisonen ökar mängden enzym tryptofanpyrrolas i levern tiofaldigt, men arginas ökar endast något.

3. Cell-Cell-interaktioner:

I multicellulära organismer sker inte celldifferentiering isolerat men genom cell till cellinteraktion, dvs celler påverkar varandras metabolism och differentiering. Förändringen i form av celler, förändring i position och cellcelladhesion påverkar alla celldifferentiering.

4. Embryonisk induktion:

När celler från en region av embryot transplanteras till någon annan region, differentierar antingen transplantationen eller transplantatet enligt de omgivande cellernas kemiska reglerare eller det gör att de omgivande cellerna skiljer sig under dess inflytande.

Om exempelvis celler som normalt är avsedda att bli nervös vävnad avlägsnas från tidig gastrula och transplanteras till ett annat amfibianfoster i en region som är avsedd att utvecklas till epidermier, skiljer graftcellen i epidermala celler i stället för nervvävnad. På samma sätt skiljer sig prospektiva epidermala celler som är ympade till presumptiva neurala områden i neurala vävnader.

När material från dorsal läpp av blastopore från en gastrula ympades till en annan position i en annan gastrula, utlöste det ympade blastopore-materialet bildandet av en ytterligare nervkoordinat och notokord för hela det nya embryot som förenades med värdembryo.

Detta fenomen beskrivs som induktion eller primär embryonisk induktion. Vid sekundär embryonal induktion inducerar en grupp av celler en närliggande grupp av celler för att differentiera i en särskild riktning. Exempelvis induceras differentiering av linsen genom att utveckla ögat genom kontakt mellan de potentiella linscellerna och den överliggande ectodermen.

5. Hormoner:

Vid primär och sekundär induktion är interaktionen mellan nära placerade celler. Emellertid interagerar celler separerade med stora avstånd också med varandra. De kemiska signalerna är antingen hormoner eller tillväxtfaktorer. Vissa hormoner påverkar tillväxten av vissa celler medan sexhormoner stimulerar differentiering av könsorgan.