Entwicklungshierarchie der Pflanzen- und Tierzellen

Entwicklungshierarchie der Pflanzen- und Tierzellen!

Mit fortschreitender Entwicklung entstehen neue Zelltypen durch eine hierarchische Reihe von Entscheidungen, die bestimmte bereits bestehende Zelltypen in der Tierentwicklung betreffen. Die Unterteilung des Embryos in die drei Keimschichten: Ektoderm, Mesoderm und Endoderm ist eines der frühesten Ereignisse.

Jede der Keimschichten führt dann zu einem spezifischen Bereich differenzierter Zelltypen. In ähnlicher Weise ist der Pflanzenembryo in drei grundlegende Zellschichten unterteilt. Jeder von ihnen führt zu einem bestimmten Bereich differenzierter Zelltypen.

Bei Tieren sind diese Entwicklungsentscheidungen in der Regel nicht rückgängig zu machen. Wenn beispielsweise eine Zelle als Ektoderm differenziert ist, ist ihr Schicksal festgelegt. Die Entwicklung bei Tieren umfasst daher eine Reihe von Entscheidungen, die das Zellschicksal schrittweise und irreversibel einschränken.

Zellschicksal und -stärke:

Das Schicksal einer Zelle sind alle verschiedenen Zelltypen, die ihre Nachkommen während normaler Entwicklung oder Entwicklung durch experimentelle Manipulation ungestört werden können. Eine Zelle kann auf ungewöhnliche Weise differenzieren, wenn sie sich in einer ungewöhnlichen Umgebung befindet.

Der Begriff Potenz wird verwendet, um das gesamte Repertoire von Zelltypen zu beschreiben, die eine bestimmte Zelle in allen möglichen Umgebungen erzeugen kann. Es ist eine intrinsische Eigenschaft und ist größer oder gleich seinem Schicksal; Das Schicksal einer Zelle hängt von ihrer Potenz und ihrer Umgebung ab.

Bei tierischen Zellen sind Schicksal und Potenz progressiv eingeschränkt. Das Schicksal der Zellen wird zunehmend eingeschränkt, bis eine Zelle terminal differenziert ist (kann nur einen einzigen Zelltyp bilden).

In Pflanzen werden die Zellschicksale zunehmend eingeschränkt, die Differenzierung entspricht jedoch nicht der terminalen Einschränkung der Wirksamkeit. Differenzierte Pflanzenzellen können das Schicksal leicht ändern, wenn sie an eine neue Position gebracht werden, und selbst vollständig differenzierte Pflanzenzellen können eine komplette neue Pflanze regenerieren, wenn sie isoliert angeordnet werden. Einer der grundlegenden Unterschiede zwischen der Entwicklung von Tieren und Pflanzen besteht darin, dass das Schicksal von Pflanzenzellen während der Entwicklung eingeschränkt sein kann, die Zellen jedoch auch nach ihrer Differenzierung totipotent bleiben.

Entwicklungsengagement:

Wenn das Zellschicksal nach jeder Entscheidung in der Entwicklungshierarchie eingeschränkt wird, wird den Zellen gesagt, dass sie sich einem bestimmten Schicksal verschrieben haben. Bei Tieren erfolgt die Bindung schrittweise, zunächst reversibel und dann dauerhaft. In Betrieben scheint das Commitment immer reversibel zu sein.

In der Tierentwicklung kann eine nicht festgeschriebene Zelle als naiv bezeichnet werden, was bedeutet, dass sie keine Anweisungen erhalten hat, die sie entlang eines bestimmten Entwicklungspfads leiten. Das Schicksal einer Zelle soll angegeben werden, wenn die Zelle angewiesen wird, einem bestimmten Entwicklungspfad zu folgen, und wenn dies in Isolation erfolgt, was eine neutrale Umgebung schaffen sollte.

Eine Spezifikation kann auftreten, wenn eine Zelle eine bestimmte zytoplasmatische Determinante erbt oder induktive Signale von einer anderen Zelle empfängt. Dieselbe Zelle, die sich in einer anderen Umgebung befindet, beispielsweise in Kontakt mit anderen Zellen, kann jedoch durch ihre Interaktion mit diesen Zellen neu spezifiziert werden.

Dies zeigt, dass das Engagement in dieser Phase umkehrbar ist. Das Schicksal einer Zelle gilt als bestimmt, wenn sie unabhängig von der Umgebung der Zelle nicht geändert werden kann. Dies zeigt, dass die Verpflichtung mittlerweile unumkehrbar geworden ist.

Induktion:

Induktion ist ein Prozess, bei dem eine Zelle oder eine Gruppe von Zellen das Entwicklungsschicksal einer anderen beeinflussen kann, und ist eine übliche Strategie zur Steuerung der Differenzierung und Musterbildung in der Entwicklung.

Das induktive Signal kann ein Protein oder ein anderes Molekül sein, das aus der induzierenden Zelle ausgeschieden wird. Es interagiert normalerweise mit einem Rezeptor auf der Oberfläche der antwortenden Zelle. Das Signal initiiert eine Signaltransduktionskaskade innerhalb der antwortenden Zelle, die die Aktivität von Transkriptionsfaktoren und / oder anderen Proteinen verändert und schließlich die Mustergenexpression verändert. Die Induktion ist ein extrinsischer Prozess, der von der Position einer Zelle im Embryo abhängt.

Die Induktion beinhaltet das Signalisieren von Zellzellen und kann über verschiedene Bereiche erfolgen. Antwortende Zellen können eine einzelne stereotype Reaktion auf das induktive Signal oder eine von ihrer Konzentration abhängige abgestufte Antwort zeigen. In diesem Fall wird sie als Morphogen bezeichnet.

Kompetenz:

Waddington (1932) führte den Begriff der Kompetenz als physiologischen Zustand des Gewebes ein, der es ihm ermöglicht, auf determinative Reize morphogenetisch spezifisch zu reagieren. Es bezieht sich immer auf bestimmte Reize und bestimmte entsprechende Reaktionen. Kompetenz ist ein Begriff, der die Fähigkeit des Enzymkomplements der embryonalen Zelle zusammenfasst, ein bestimmtes Verhältnis von Metaboliten anzunehmen.

Kompetenz ist eine Eigenschaft der Zelle, die auf Induktion reagiert. Eine Zelle wird als kompetent bezeichnet, wenn sie auf das induktive Signal reagieren kann, indem sie alle geeigneten molekularen Änderungen durchläuft, die es ihnen ermöglichen, dem "induzierten" Entwicklungsweg zu folgen. In Abwesenheit einer Induktion wird die Zelle schließlich zu einem alternativen Weg bestimmt, und dies fällt mit ihrem Kompetenzverlust zusammen, um auf die Induktion zu reagieren.