Transdeterminacija

A Transdeterminacija v biologiji predstavlja reprogramiranje diferencirane telesne celice. Proces diferenciacije telesnih celic od oplojene jajčne celice do popolnoma razvitega organizma je praviloma nepovraten. Pod določenimi pogoji pa lahko celico, ki je določena v njeni diferenciaciji, ponovno programiramo.

Kaj je transdeterminacija?

Transdeterminacija pomeni preoblikovanje 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, se posamezne celice med embriogenezo vse bolj diferencirajo ali specializirajo. Tako se razvijejo organi. Na primer jetrne celice imajo enake genetske informacije kot celice srca. V obeh vrstah celic pa se potrebne genetske informacije pridobijo iz različnih genov.

Kot del diferenciacije se določeni geni zaustavijo z metilacijami ali modifikacijami histonov. Diferenciacija poteka tako, da se različni geni izklopijo iz celične v celično linijo.

Med transdeterminacijo se neaktivni geni ponovno aktivirajo in prej aktivirani geni so spet neaktivni. Primer bi lahko bila zapletena preobrazba kožne celice v jetrno celico.

Funkcija in naloga

Oplojena jajčna celica je prva celica v organizmu. Je prvotna matična celica vseh poznejših zelo diferenciranih celic. Skupaj s prvimi osmimi celicami se imenuje totipotentna matična celica. Te prve celice so še vedno popolnoma nediferencirane in lahko se vsaka razvije v neodvisen organizem.

Po osmi celični delitvi tvorijo pluripotentne ali embrionalne matične celice. Te se lahko še vedno spremenijo v celice vseh treh zarodnih plasti (ektoderma, mezoderma, endoderma). Vendar so že izgubili sposobnost razvoja v neodvisne organizme.

Nadaljnji razvoj vodi do postembrionskih matičnih celic, ki jih glede na stopnjo razvoja delimo na plodove, novorojenčke in matične celice odraslih. Postembrionske matične celice že predstavljajo različne celične linije, ki se lahko transformirajo v določene organske sisteme. Še vedno imajo potencial diferenciacije, ki pa je povezan le z določenimi tipi celic. Imenujemo jih multipotentne matične celice. Na primer, nevronske matične celice se lahko še vedno spremenijo v različne oblike živčnih celic, vendar ne več v krvne celice.

A Transdiferenciacija ali je možna transdeterminacija celic. Vendar je sporno, ali je mogoče v celoti diferencirano telesno celico reprogramirati. Če želite to narediti, bi bilo treba hkrati aktivirati izražanje tisoč genov in hkrati onemogočiti na tisoče drugih genov, na primer kožno celico spremeniti v mišično celico. Do zdaj se je domnevalo, da to lahko storijo le odrasle matične celice. Njihov potencial za diferenciacijo je celo zunaj kotiledona.

Preprogramiranje običajno poteka v dveh korakih. Najprej je namenjena dediferenciacija celice. Po delitvi celic poteka diferenciacija spet v drugačni usmeritvi. Takšna transdeterminacija poteka znotraj organizma, na primer med celjenjem ran. Iz matičnih celic odraslih se razvije veliko vrst celic, ki so potrebne za proces celjenja.

V prihodnosti bo medicina verjetno imela odlične obete kot alternativo današnji tehnologiji presaditve. Na ta način lahko obolele organe gojimo neposredno iz lastnih matičnih celic odraslih. Dolga leta zdravljenja z zdravili za omejevanje zavrnitvenih reakcij bi bila preteklost. V različnih študijah celičnih kultur in vitro smo uporabili rastni faktor, da smo diferencirali in preusmerili celice.

Med raziskavami matičnih celic so ugotovili, da lahko matične celice nadomestijo celice, ki so bile uničene v srčnem napadu. Vendar rezultati tudi kažejo, da ozdravitev ne temelji na nadomestitvi s trans določenimi celicami, temveč na spodbujanju rasti celic in procesov diferenciacije celic. Matične celice odraslih se izkažejo tudi pri regeneraciji hrustanca in kosti.

Bolezni in bolezni

V povezavi s transdeterminacijo se vedno znova pojavljajo resne bolezni. Razvoj raka temelji na dediferenciaciji telesnih celic. Spremembe znotraj celice lahko privedejo do nediferencirane celične delitve, ki lahko s tvorbo metastaz zajame celotno telo. Vzroki so lahko somatske mutacije, virusi ali zunaj kontrolnih celičnih profiliranj med postopki celjenja.

Dediferenciacija je lahko hitra. Vendar obstajajo tudi oblike raka, pri katerih tumor ostane dlje časa diferenciran. Vendar po fazi dediferenciacije nadaljnje diferenciacije ni. Delitvene celice so degenerirane in se po vsaki delitvi celic oddaljijo od svojega začetnega stanja.

Tudi genetske informacije se nenehno spreminjajo. Na primer, celjenje ran je naraven proces, ki temelji na transdeterminaciji. Tu se odrasle matične celice transformirajo v diferencirane kožne celice, celice vezivnega tkiva ali celice drugih vrst, v redkih primerih pa nastane maligni tumor kot del stalne celične delitve.

Enako se lahko zgodi po imunskih reakcijah. Limfomi so med drugim izraz imunskega sistema, ki je šel izpod nadzora.