בידול תאים: בבעלי חיים וצמחים - ביולוגיה - 2025

התמיינות התאים היא התופעה ההדרגתית לפיה תאי מולטיפוטנטיים של אורגניזמים להשיג מאפיינים ספציפיים מסוימים. זה מתרחש במהלך תהליך ההתפתחות וניכרים שינויים פיזיים ותפקודיים. מבחינה רעיונית, הבחנה מתרחשת בשלושה שלבים: נחישות, בידול עצמו והתבגרות.

שלושת התהליכים האמורים מופיעים ברציפות באורגניזמים. בשלב הראשון של הקביעה, התאים הרב-פוטנציאליים בעובר מוקצים לסוג תאים מוגדר; לדוגמה, תא עצב או תא שריר. בבידול, התאים מתחילים לבטא את מאפייני השושלת.

לבסוף, התבגרות מתרחשת בשלבים האחרונים של התהליך, כאשר נרכשים תכונות חדשות אשר גורמות להופעת מאפיינים באורגניזמים בוגרים.

בידול תאים הוא תהליך שמווסת בצורה מאוד קפדנית ומדויקת על ידי סדרת אותות הכוללים הורמונים, ויטמינים, גורמים ספציפיים ואפילו יונים. מולקולות אלה מעידות על התחלת מסלולי איתות בתוך התא.

עימותים עשויים להתרחש בין תהליכי חלוקת התא ובידול; לפיכך, ההתפתחות מגיעה לנקודה בה התפשטות צריכה להפסיק כדי לאפשר בידול.

מאפיינים כלליים

תהליך ההתמיינות של התא כרוך בשינוי צורתו, מבנהו ותפקודו של תא בשושלת נתונה. בנוסף, הדבר מרמז על צמצום כל הפונקציות הפוטנציאליות שיכולות להיות לתא.

השינוי נשלט על ידי מולקולות מפתח, בין חלבונים אלה לבין RNA מסרים ספציפיים. הבחנה סלולרית היא תוצר הביטוי הנשלט והבדל של גנים מסוימים.

תהליך ההבחנה אינו כרוך באובדן גנים ראשוניים; מה שקורה הוא דיכוי במקומות מסוימים של המכונות הגנטיות בתא שעובר תהליך התפתחות. תא מכיל כ -30,000 גנים, אך הוא מביע רק כ-8,000 עד 10,000.

כדי להמחיש את ההצהרה הקודמת, הוצע הניסוי הבא: גרעין של תא שכבר נבדל מגופו של דו-חיים - לדוגמא, תא מרירית המעי - נלקח ומושתל בביצית של צפרדע שהגרעין שלה הוצא בעבר .

לגרעין החדש יש את כל המידע הדרוש ליצירת אורגניזם חדש במצב מושלם; כלומר, תאי רירית המעי לא איבדו גנים כלשהם בזמן שעברו את תהליך הבידול.

בידול תאים אצל בעלי חיים

ההתפתחות מתחילה בהפריה. כאשר היווצרות מורולה מתרחשת בתהליכי ההתפתחות של העובר, התאים נחשבים לטוטוטוטנטים, מה שמעיד שהם מסוגלים ליצור את האורגניזם כולו.

עם הזמן המורולה הופכת לפיצוץ, והתאים נקראים כיום פלוריפוטנטים מכיוון שהם יכולים להיווצר את רקמות הגוף. הם אינם יכולים ליצור את האורגניזם השלם מכיוון שהם אינם מסוגלים להצמיח את הרקמות החוץ-עובריות.

מבחינה היסטולוגית, הרקמות הבסיסיות של אורגניזם הן האפיתל, החיבור, השריר והעצבני.

ככל שהתאים מתקדמים הם רב-פוטנציאליים, מכיוון שהם מתבדלים לתאים בוגרים ותפקודיים.

אצל בעלי חיים - במיוחד במטאזואנים - יש מסלול משותף להתפתחות גנטית המאחד את האונטוגניות של הקבוצה בזכות סדרת גנים המגדירים את הדפוס הספציפי של מבני גוף, השולט על זהות הקטעים בציר האנטרוסטוסטורי. של החיה.

גנים אלה מקודדים לחלבונים מסוימים החולקים רצף חומצות אמינו המחייב DNA (הומבוקס בגן, הומודומין בחלבון).

מפעיל ומכבה גנים

ניתן לשנות DNA באמצעות חומרים כימיים או על ידי מנגנונים סלולריים המשפיעים - גורמים או מדחיקים - את ביטוי הגנים.

ישנם שני סוגים של כרומטין, המסווגים על פי ביטוים או לא: אוקראומטין והטרוכרומטין. הראשון מאורגן באופן רופף והגנים שלו באים לידי ביטוי, האחרון הוא בעל ארגון קומפקטי ומונע גישה למכונות התמלול.

הוצע כי בתהליכי ההתמיינות הסלולרית, הגנים שאינם נדרשים לאותו שושלת ספציפית מושתקים בצורה של תחומים המורכבים מהטרוכרומטין.

מנגנונים המייצרים סוגי תאים שונים

באורגניזמים רב-תאיים ישנם סדרה של מנגנונים המייצרים סוגים שונים של תאים בתהליכי פיתוח, כמו הפרשת גורמים ציטופלסמיים ותקשורת תאים.

ההפרדה של גורמים ציטופלסמיים כרוכה בהפרדה לא שוויונית של יסודות כמו חלבונים או RNA שליח בתהליכי חלוקת התא.

מצד שני, תקשורת תאים בין תאים שכנים יכולה לעורר את הבידול בין סוגי תאים שונים.

תהליך זה מתרחש בהיווצרות שלפוחית ​​העיניים כאשר הם פוגשים את האקטודרם של האזור הצפלי וגורמים להתעבות המהווה את לוחיות העדשות. אלה מתקפלים לאזור הפנימי ויוצרים את העדשה.

מודל בידול תאים: רקמת שריר

אחד המודלים המתוארים ביותר בספרות הוא התפתחות רקמת שריר. רקמה זו מורכבת ומורכבת מתאים עם גרעינים מרובים שתפקידם להתכווץ.

תאים מזנכימליים מולידים תאים מיוגניים, שבתורם מעוררים רקמת שריר שלד בוגרת.

כדי להתחיל בתהליך בידול זה, חייבים להיות גורמי בידול מסוימים המונעים את שלב ה- S של מחזור התאים ופועלים כממריצים לגנים הגורמים לשינוי.

כאשר תאים אלה מקבלים את האות, הוא יוזם את המעבר לעבר מיובלסטים שלא יכולים לעבור תהליכי חלוקת תאים. מיובלסטים מבטאים גנים הקשורים להתכווצות שרירים, כמו אלה המקודדים את האקטין וחלבוני מיוזין.

מיובלסטים יכולים להתמזג זה עם זה וליצור myotube עם יותר מגרעין אחד. בשלב זה מתרחשת ייצור חלבונים אחרים הקשורים להתכווצות, כמו טרופונין וטרופומיוזין.

כאשר הגרעינים נעים לכיוון החלק ההיקפי של מבנים אלה, הם נחשבים לסיב שריר.

כמתואר, לתאים אלה יש חלבונים הקשורים להתכווצות שרירים, אך חסרים להם חלבונים אחרים כמו קרטין או המוגלובין.

גנים מאסטר

ביטוי דיפרנציאלי בגנים נמצא בשליטתם של "גנים אדונים". אלה נמצאים בגרעין ומפעילים את התמלול של גנים אחרים. כפי שמעיד שמם, הם גורמים עיקריים האחראים לשליטה על גנים אחרים על ידי הכוונת תפקידיהם.

במקרה של בידול שרירים, הגנים הספציפיים הם אלה המקודדים לכל אחד מהחלבונים המעורבים בהתכווצות השרירים, והגנים הראשיים הם MyoD ו- Myf5.

כאשר חסרים גנים מאסטר רגולטוריים, גנים תת קרניים אינם באים לידי ביטוי. לעומת זאת, כאשר הגן המאסטר נוכח הביטוי של גני המטרה נאלץ.

ישנם גנים אמן שמכוונים את ההבחנה בין נוירונים, אפיתל, לבבי, בין היתר.

בידול תאים בצמחים

כמו אצל בעלי חיים, התפתחות הצמח מתחילה בהיווצרות זיגוטה בתוך הזרע. כאשר חלוקת התאים הראשונה מתרחשת, מקורם של שני תאים שונים.

אחד המאפיינים של התפתחות הצמח הוא צמיחה מתמשכת של האורגניזם הודות לנוכחות רציפה של תאים בעלי אופי עוברי. אזורים אלה ידועים בשם meristems והם איברים של צמיחה תמידית.

מסלולי ההבחנה מולידים את שלוש מערכות הרקמות הקיימות בצמחים: הפרוטודרם הכולל את רקמות העור, המריסטמים הבסיסיים והחלפה.

חברת פרושאנג 'אחראית על יצירת רקמת כלי הדם בצמח, שנוצרת על ידי קסילם (טרנספורטר של מים ומלחים מומסים) ופלום (טרנספורטר של סוכרים ומולקולות אחרות כמו חומצות אמינו).

Meristems

Meristems ממוקמים בקצות הגבעולים והשורשים. לפיכך, תאים אלה מבדילים ומולידים את המבנים השונים המרכיבים צמחים (עלים, פרחים, בין השאר).

הבחנה סלולרית של מבני פלורה מתרחשת בנקודה מסוימת בהתפתחות והמריסטם הופך ל"תפרחת "המהווה, בתורו, את המריסטמים הפרחוניים. מכאן נובעים החלקים הפרחוניים המורכבים מכמרים, עלי כותרת, אבקנים ושטיחים.

תאים אלה מאופיינים בכך שהם בעלי צורה קובובלית בגודל קטן, דופן תא דקה אך גמישה וציטופלזמה בעלת צפיפות גבוהה ורבים מהריבוזומים.

תפקיד אוקסינים

לפיטוהורמונים תפקיד בתופעות ההבדלה התאית, בעיקר אוקסינים.

הורמון זה משפיע על ההתמיינות של רקמת כלי הדם בגזע. ניסויים הראו כי יישום אוקסינים לפצע מוביל להיווצרות רקמת כלי דם.

באופן דומה, אוקסינים קשורים לגירוי התפתחות של תאי קמביום וסקולריים.

הבדלים בין בעלי חיים לצמחים

תהליך ההתמיינות והתפתחות התאים בצמחים ובעלי חיים אינו מתרחש באופן זהה.

תנועות תאים ורקמות חייבות להופיע אצל בעלי חיים על מנת שאורגניזמים ירכשו קונפורמציה תלת מימדית המאפיינת אותם. יתר על כן, מגוון התאים גדול בהרבה אצל בעלי חיים.

לעומת זאת, לצמחים אין תקופות גדילה רק בשלבים המוקדמים של חיי הפרט; הם יכולים לגדול בגודלם לאורך חיי הצמח.

הפניות

1. קמפבל, NA, ו- Reece, JB (2007). ביולוגיה. פנמריקנית רפואית אד.
2. Cediel, JF, Cárdenas, MH, & García, A. (2009). מדריך היסטולוגיה: רקמות יסוד. אוניברסיטת רוסאריו.
3. הול, JE (2015). ספר לימוד של גייטון והול לפיזיולוגיה רפואית. מדעי הבריאות Elsevier.
4. פאלומרו, ג '(2000). שיעורים באמבריולוגיה. אוניברסיטת אוביידו.
5. וולפרט, ל '(2009). עקרונות ההתפתחות. פנמריקנית רפואית אד.