Komórki i ich
różnicowanie
Proces różnicowania (dyferencjacja) – ciąg zdarzeń prowadzący od komórki wyjściowej do wyspecjalizowanych w
strukturze i funkcji komórek w dojrzałym organizmie. Jest procesem
wieloetapowym, polega na stopniowym ograniczeniu potencji rozwojowych
kolejnych pokoleń komórek i
zdeterminowaniu ich losów w
organizmie.
Komórki rozwijającego się zarodka różnią się stopniem zróżnicowania;
można wyróżnić wśród nich:
komórki totipotencjalne
komórki pluripotencjalne
komórki ukierunkowane
Przyczyny różnicowania
Przyczyną specjalizacji strukturalno-
funkcjonalnej komórek w czasie różnicowania jest zmienna aktywność ich genów. W
poszczególnych typach komórek zróżnicowanych większość genów ulega czasowej bądź trwałej
represji, a tylko nieliczne pozostają aktywne transkrypcyjnie. Komórki zróżnicowane różnią się wzorem ekspresji genów. Charakterystyczny dla danej linii komórkowej wzór ekspresji genów warunkuje powstanie takiego, a nie innego
zestawu białek enzymatycznych.
Czynniki warunkujące różnicowanie komórek
W genomie różnych zwierząt istnieją geny nadrzędne, które mogą uczynniać zespoły genów struktury
odpowiedzialne za różnicowanie komórek
chromogeny – nadrzędne geny uczynniające zespoły genów struktury w takcie różnicowania komórkowego pojawiającego się w określonym czasie.
geny segmentacji i homeotyczne – geny nadrzędne kontrolujące segmentową budowę organizmu oraz występowanie narządów w odpowiednim miejscu – różnicowanie komórkowe w przestrzeni
produkt genów – homeodomena (białko), wiąże się z
DNA genów struktury, które ulegają uczynnieniu
Oddziaływania międzykomórkowe:
bezpośrednie – łączenie się powierzchni odgrywa rolę w mechanizmie różnicowania w morfogenezie; na
powierzchni komórek znajdują się swoiste białka odpowiedzialne za łączenie się komórek, tworzenie połączeń międzykomórkowych
komórki mezenchymy – wydzielają one miejscowo
proteoglikany do istoty międzykomórkowej w pobliżu błony podstawnej określonej tkanki, wpływa na zmianę kształtu komórek
pośrednie – indukcja – czynnik mezenchymalny , pobudza komórki nabłonka do syntezy DNA,
specjalizacja komórek
Zmiany morfologiczne
komórka niezróżnicowana – nieliczne błony cytoplazmatyczne, rybosomy, mitochondria, siateczka śródplazmatyczna – luźno ułożone pęcherzyki
pierwsze oznaki różnicowania – rozbudowa
siateczki śródplazmatycznej, zwiększenie liczby rybosomów, pojawienie się siateczki
śródplazmatycznej szorstkiej, zwiększenie liczby mitochondriów, rozbudowa lizosomów i aparatu Golgiego
ostatnie stadium – pojawienie się elementów
cytoszkieletu
Powstawanie erytrocytów
1. Okres mezoblastyczny – na początku życia zarodkowego, w ścianie woreczka żółtkowego powstają wyspy erytroblastyczne, w ich obrębie powstają komórki macierzyste krwi (niezróżnicowane, zasadochłonna cytoplazma, jądro o luźno rozmieszczonej chromatynie)
2. Proerytroblast – komórka duża, kulista, średnica 15-20 µm, silnie zasadochłonna cytoplazma, centralnie położone duże jądro z luźną chromatyną zawierające 1-3 jąderek
3. Erytroblast zasadochłonny – mniejsze od proerytroblastów, jądro o zagęszczonej chromatynie, ciągle zasadochłonna cytoplazma (ziarnistości z ferrtyną)
4. Erytroblast polichromatofilny – ferrytyna zużywana do wytwarzania hemoglobiny, zmniejszenie liczby rybosomów, cytoplazma kwaso- i zasadochłonna
5. Erytroblast kwasochłonny – redukcja rybosomów, silna kondensacja chromatyny jądrowej, pyknotyczne jądro, kwasochłonna cytoplazma (duża ilość
hemoglobiny), barwa zbliżona do dojrzałej krwinki; koniec syntezy hemoglobiny
6. Retikulocyt – lateralizacja jądra, przeniknięcie przez ścianę zatok szpiku, usunięcie wraz z niewielkim rąbkiem cytoplazmy z komórki; w cytoplazmie – pozostałości rybosomów (substancja siateczkowo-ziarnisto-włóknista
7. Erytrocyt – zaniknięcie ww. struktur, kształt dwuwklęsłego krążka