Клеточная дифференциация — Arc.Ask3.Ru

Cellular differentiation Клеточная дифференциация Процесс изменения стволовых клеток в специализированные.   Происходит многократно в процессе развития организма.   Продолжается во взрослом возрасте […]

Cellular differentiation

  • Клеточная дифференциация

    • Процесс изменения стволовых клеток в специализированные.  
    • Происходит многократно в процессе развития организма.  
    • Продолжается во взрослом возрасте при делении стволовых клеток.  
  • Типы дифференциации

    • Терминальная дифференциация важна в нервной системе, мышцах, эпидермисе и кишечнике.  
    • Клетки покидают клеточный цикл и экспрессируют гены, характерные для их функции.  
    • Дифференциация может продолжаться после терминальной дифференциации.  
  • Потенциал клеток

    • Тотипотентные клетки могут дифференцироваться во все типы клеток, включая плаценту.  
    • Плюрипотентные клетки могут дифференцироваться во все типы клеток взрослого организма.  
    • Мультипотентные клетки могут дифференцироваться в несколько близких типов клеток.  
    • Олигопотентные клетки могут дифференцироваться в несколько родственных типов клеток.  
    • Унипотентные клетки могут дифференцироваться только в один тип клеток, но способны к самообновлению.  
  • Типы клеток млекопитающих

    • Три основные категории клеток: половые, соматические и стволовые.  
    • Половые клетки дают начало гаметам, соматические клетки составляют большинство тела, стволовые клетки делятся и дают специализированные клетки.  
    • Развитие начинается с оплодотворения и образования бластоцисты.  
  • Дедифференциация

    • Процесс, при котором дифференцированная клетка возвращается к более ранней стадии развития.  
    • Происходит у некоторых животных и растений, а также в лабораторных условиях.  
    • Некоторые гипотезы связывают дедифференциацию с раком, другие считают её частью иммунной системы.  
  • Механизмы дифференциации

    • Каждый тип клетки экспрессирует подмножество генов.  
    • Дифференциация — это переход от одного паттерна экспрессии генов к другому.  
    • Дифференциация контролируется генными регуляторными сетями и клеточной сигнализацией.  
    • Сигнальные молекулы, такие как факторы роста, передают информацию между клетками.  
  • Сигнальная индукция

    • Сигнальная индукция — это каскады событий, в которых одна клетка или ткань сигнализирует другой клетке или ткани, влияя на её развитие.  
    • Пример: линза у рыб может индуцировать развитие других частей глаза.  
  • Асимметричные клеточные деления

    • Асимметричные клеточные деления приводят к дочерним клеткам с разными судьбами.  
    • Примеры: телоосевое паттернинг у дрозофилы, асимметричные деления у зелёных водорослей Volvox.  
  • Эпигенетическое регулирование

    • Эпигенетические процессы играют ключевую роль в определении судьбы клетки.  
    • Пример: исследование эпигенетических различий между эмбриональными и индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками.  
  • Механизмы эпигенетической регуляции

    • Пионерные факторы (Oct4, Sox2, Nanog) регулируют транскрипцию и поддерживают плюрипотентность.  
    • Polycomb repressive complex (PRC2) и Trithorax group proteins (TrxG) участвуют в подавлении и активации генов.  
    • ДНК метилирование регулирует доступность ДНК и экспрессию генов.  
    • Позиционирование нуклеосом важно для определения доступности сайтов связывания транскрипционных факторов.  
  • Эпигенетические процессы и их роль в регуляции генов

    • ДНК-нуклеосомные взаимодействия могут быть либо плотно связанными (гетерохроматин) или слабо связанными (эухроматин).  
    • Эпигенетические процессы, такие как метилирование и ацетилирование гистонов, влияют на эти изменения.  
    • Ацетилирование и деацетилирование более предсказуемы, а метилирование менее.  
  • Роль метилирования и ацетилирования в дифференцировке стволовых клеток

    • В процессе дифференцировки стволовые клетки меняют экспрессию генов.  
    • KDM1A предотвращает использование энхансерных областей генов, ингибируя их транскрипцию.  
    • Ми-2/NuRD комплекс взаимодействует с KDM1A, что указывает на взаимосвязь метилирования и ацетилирования.  
  • Роль сигнальных путей в эпигенетическом контроле

    • Сигнальные пути, такие как Wnt и TGFs, могут влиять на эпигенетические процессы.  
    • Wnt3a может заменять c-Myc в индукции плюрипотентных стволовых клеток.  
    • TGFs и FGFs поддерживают экспрессию генов, таких как OCT4 и SOX2.  
    • Другие сигнальные пути, такие как Jak-STAT3 и Notch, также участвуют в дифференцировке.  
  • Примеры сигнальных путей и их роль в эпигенетических изменениях

    • Sonic hedgehog (Shh) регулирует экспрессию BMI1, что влияет на дифференцировку стволовых клеток.  
    • Bmi1 mediates Shh-зависимое самообновление стволовых клеток молочной железы.  
    • Bmi1 также важен для развития мозжечка и поведения у мышей.  
  • Роль матрицы в дифференцировке стволовых клеток

    • Эластичность микроокружения влияет на дифференцировку мезенхимальных стволовых клеток (МСК).  
    • МСК могут принимать свойства различных типов клеток в зависимости от жесткости микроокружения.  
    • Фокальные адгезии МСК являются клеточным механо-трансдуктором, чувствительным к эластичности матрицы.  
  • Эволюционная история дифференцировки

    • Дифференцировка многоклеточных организмов, возможно, началась более 1 миллиарда лет назад.  
    • Bicellum brasieri, вероятно, является примером древней дифференцированной многоклеточности.  

Полный текст статьи:

Клеточная дифференциация — Arc.Ask3.Ru

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх