Mecanismele generale ale diferentierii celulare

Mecanismele generale ale diferentierii celulare. Caracterele generale ale celulelor diferentiate si nediferentiate

Procesul de constituire a unor tipuri celulare deosebite si stabile pornind de la o singura celula este numit diferentiere celulara fiind un proces esential in biologie deoarece este fenomenul cheie al existentei si aparitiei individului presupunand implicarea sa in cresterea, dezvoltarea organismului, regenerarea celulelor uzate sau lezate precum si evolutia speciilor si adaptarea organismului la mediu. In lumea vie diferentierea este universala. Se desfasoara pe tot parcursul vietii si incepe din momentul conceptiei incetand odata cu moartea individului.

Exista trei perioade biologice in viata oricarui individ: ontogeneza; cresterea, dezvoltarea si maturarea; imbatranirea si moartea.

Intensitatea si amploarea diferentierii sunt variabile in cursul acestor etape ale vietii. Maxima de intensitate se gaseste in perioada embriogenezei. La mamifere diferentierea este un proces ireversibil ce debuteaza cu fertilizarea oului ce urmeaza a se divide, iar dupa primele 2 diviziuni apare prin diferentiere oricare din tipurile celulare functionale ale adultului. Celulele care au un potential maxim de diferentiere sunt denumite celule pluripotente. Soarta lor se hotaraste in cursul embriogenezei cand fiecare celula este obligata sa evolueze spre un anumit tip de celula specializata in urma interventiei unor factori extrinseci. Celulele care au suferit influenta acestor factori se numesc celule determinate, iar factorul ce actioneaza asupra celulei se numest factor determinant. Determinarea micsoreaza progresiv numarul de celule specializate. Factorii ce impun celulei parcurgerea unui anumit parcurs evolutiv se numesc inductivi. Pentru ca actiunea lor asupra celulelor sa fie posibila, "celulele tinta" trebuie sa primeasca anumite mesaje pentru a deveni celule permisive. Permisivitatea apare ca urmare a unor modificari genetice si structurale la nivelul membranei celulare determinate de actiunea unui alt inductor anterior. Actiunea primului inductor reprezinta momentul cheie. In functie de specie acest fenomen este diferit ca timp, diferentierea celulara realizandu-se prin interventia unui grup heterogen de factori inductori ce actioneaza initial asupra unei populatii de celule pluripotente apoi asupra unor celule determinate. In ontogeneza numarul determinarilor succesive coincide cu numarul inductorilor. In final, inductorii si determinarea creeaza celulele stem din care iau nastere anumite tipuri celulare specializate. Astfel, celulele stem din maduva rosie sunt capat de serie pentru hematii, leucocite, trombocite. Celulele diferentiale din epiteliu sunt capat de serie pentru tipurile de epitelii. Celulele pluripotente nu se intalnesc numai la organismul adult, dar fiecare tesut sau organ are rezerve de celule stem incomplet diferentiate, exceptie facand tesutul nervos si muscular. Din punct de vedere genetic, starea de celula diferentiata se poate aprecia cu scaderea sau amplificarea cantitatii de ADN ca si-n celulele pluripotente.

Diferentierea are loc in 2 etape:

a)intracelulara ce consta in aparitia in interiorul celulei a unor modificari structurale succesive ce sunt responsabile de aparitia formei si structurii celulare diferentiate;

b)intercelulara intre celulele initiale si caracterele celulelor provenite din celulele initiale. Aceasta etapa coincide cu acumularea unor substante specifice cum ar fi o proteina cu functie enzimatica ce va avea ca rezultat functional al diferentierii aparitia unor functii specifice fiecarui tip celular (hematia este capabila de legarea si transportul gazelor in sange; celula musculara este contractila, etc.)