PEMBEZAAN SEL: PADA HAIWAN DAN TUMBUHAN - BIOLOGI - 2024

The pembezaan sel adalah fenomena secara beransur-ansur di mana sel-sel multipotential organisma mencapai ciri-ciri khusus tertentu. Ia berlaku semasa proses pengembangan dan perubahan fizikal dan fungsional terbukti. Secara konseptual, pembezaan berlaku dalam tiga peringkat: penentuan, pembezaan itu sendiri, dan pematangan.

Ketiga-tiga proses yang disebutkan ini berlaku secara berterusan dalam organisma. Pada peringkat pertama penentuan, sel-sel multipotensi dalam embrio diberikan kepada jenis sel yang ditentukan; contohnya, sel saraf atau sel otot. Dalam pembezaan, sel-sel mula menyatakan ciri-ciri keturunan.

Akhirnya, pematangan berlaku pada peringkat terakhir proses, di mana sifat baru diperoleh yang menghasilkan penampilan ciri dalam organisma matang.

Pembezaan sel adalah proses yang sangat ketat dan tepat diatur oleh serangkaian isyarat yang merangkumi hormon, vitamin, faktor spesifik, dan bahkan ion. Molekul-molekul ini menunjukkan permulaan laluan isyarat dalam sel.

Konflik mungkin berlaku antara proses pembahagian sel dan pembezaan; oleh itu, pembangunan mencapai tahap di mana percambahan mesti berhenti untuk memungkinkan pembezaan.

Ciri umum

Proses pembezaan sel melibatkan perubahan bentuk, struktur, dan fungsi sel dalam garis keturunan tertentu. Selain itu, ini menyiratkan pengurangan semua fungsi potensial yang dapat dimiliki oleh sel.

Perubahan ini diatur oleh molekul utama, antara protein ini dan RNA utusan tertentu. Pembezaan sel adalah produk dari ekspresi terkawal dan perbezaan gen tertentu.

Proses pembezaan tidak melibatkan kehilangan gen awal; apa yang berlaku adalah penindasan di tempat tertentu mesin genetik di dalam sel yang sedang menjalani proses perkembangan. Sel mengandungi kira-kira 30,000 gen, tetapi ia hanya menyatakan sekitar 8,000 hingga 10,000.

Sebagai contoh pernyataan sebelumnya, percubaan berikut dicadangkan: inti sel yang sudah dibezakan dari badan amfibia-misalnya, sel dari mukosa usus- diambil dan ditanamkan di ovula katak yang intinya sebelumnya diekstrak .

Inti baru mempunyai semua maklumat yang diperlukan untuk mewujudkan organisma baru dalam keadaan sempurna; iaitu, sel-sel mukosa usus tidak kehilangan gen ketika menjalani proses pembezaan.

Pembezaan sel pada haiwan

Pembangunan bermula dengan persenyawaan. Apabila pembentukan morula berlaku dalam proses perkembangan embrio, sel-sel dianggap totipoten, yang menunjukkan bahawa mereka mampu membentuk keseluruhan organisma.

Dari masa ke masa, morula menjadi blastula, dan sel-sel sekarang disebut pluripoten kerana mereka dapat membentuk tisu tubuh. Mereka tidak dapat membentuk organisma yang lengkap kerana tidak mampu menghasilkan tisu ekstra embrio.

Secara histologi, tisu asas organisma adalah epitel, penghubung, otot dan saraf.

Sel-sel semakin maju sel-selnya berlipat ganda, kerana sel-sel itu membezakan menjadi sel-sel matang dan berfungsi.

Pada haiwan -terutama dalam metazoans- ada jalan umum perkembangan genetik yang menyatukan ontogeni kumpulan berkat rangkaian gen yang menentukan corak struktur tubuh yang spesifik, mengendalikan identiti segmen dalam paksi antero-posterior. haiwan itu.

Gen ini memberi kod untuk protein tertentu yang berkongsi urutan asid amino yang mengikat DNA (homeobox dalam gen, homodomain dalam protein).

Menghidupkan dan mematikan gen

DNA boleh diubahsuai oleh agen kimia atau dengan mekanisme selular yang mempengaruhi - mendorong atau menekan - ekspresi gen.

Terdapat dua jenis kromatin, dikelaskan mengikut ungkapannya atau tidak: euchromatin dan heterochromatin. Yang pertama disusun secara longgar dan gennya dinyatakan, yang kedua mempunyai organisasi yang padat dan menghalang akses ke mesin transkripsi.

Telah diusulkan bahawa, dalam proses pembezaan sel, gen yang tidak diperlukan untuk garis keturunan spesifik itu dibungkam dalam bentuk domain yang terdiri dari heterokromatin.

Mekanisme yang menghasilkan pelbagai jenis sel

Dalam organisma multiselular terdapat serangkaian mekanisme yang menghasilkan pelbagai jenis sel dalam proses pengembangan, seperti rembesan faktor sitoplasma dan komunikasi sel.

Pengasingan faktor sitoplasma melibatkan pemisahan unsur yang tidak sama seperti protein atau RNA messenger dalam proses pembahagian sel.

Sebaliknya, komunikasi sel antara sel tetangga dapat merangsang pembezaan pelbagai jenis sel.

Proses ini berlaku dalam pembentukan vesikel oftalmik ketika mereka bertemu dengan ektoderm kawasan cephalic dan menyebabkan penebalan yang membentuk plat lensa. Ini melipat ke kawasan dalam dan membentuk lensa.

Model pembezaan sel: tisu otot

Salah satu model yang paling baik dijelaskan dalam literatur adalah pengembangan tisu otot. Tisu ini kompleks dan terdiri daripada sel-sel dengan pelbagai inti yang fungsinya berkontrak.

Sel-sel mesenchymal menimbulkan sel-sel myogenik, yang seterusnya menimbulkan jaringan otot rangka yang matang.

Untuk proses pembezaan ini bermula, faktor pembezaan tertentu mesti ada yang menghalang fasa S kitaran sel dan bertindak sebagai perangsang gen yang menyebabkan perubahan.

Apabila sel-sel ini menerima isyarat, ia memulakan transformasi ke arah myoblast yang tidak dapat menjalani proses pembelahan sel. Myoblast mengekspresikan gen yang berkaitan dengan pengecutan otot, seperti yang mengekod protein aktin dan myosin.

Myoblast dapat menyatu antara satu sama lain dan membentuk myotube dengan lebih daripada satu inti. Pada tahap ini, penghasilan protein lain yang berkaitan dengan kontraksi berlaku, seperti troponin dan tropomyosin.

Apabila inti bergerak ke arah bahagian pinggir struktur ini, mereka dianggap sebagai serat otot.

Seperti yang dijelaskan, sel-sel ini mempunyai protein yang berkaitan dengan pengecutan otot, tetapi kekurangan protein lain seperti keratin atau hemoglobin.

Menguasai gen

Ungkapan perbezaan dalam gen berada di bawah kawalan "gen induk." Ini terdapat di nukleus dan mengaktifkan transkripsi gen lain. Seperti namanya, mereka adalah faktor utama yang bertanggungjawab untuk mengawal gen lain dengan mengarahkan fungsinya.

Dalam kes pembezaan otot, gen tertentu adalah gen yang memberi kod untuk setiap protein yang terlibat dalam pengecutan otot, dan gen induk adalah MyoD dan Myf5.

Apabila gen induk pengawalseliaan hilang, gen subaltern tidak dinyatakan. Sebaliknya, ketika gen induk hadir, ekspresi gen sasaran terpaksa.

Terdapat gen induk yang mengarahkan pembezaan neuron, epitelium, jantung, antara lain.

Pembezaan sel pada tumbuhan

Seperti pada haiwan, pengembangan tanaman bermula dengan pembentukan zigot di dalam benih. Apabila pembelahan sel pertama berlaku, dua sel berbeza berasal.

Salah satu ciri perkembangan tumbuhan adalah pertumbuhan organisma yang berterusan kerana adanya sel yang berterusan yang mempunyai watak embrio. Kawasan-kawasan ini dikenal sebagai meristems dan merupakan organ pertumbuhan berterusan.

Jalur pembezaan menimbulkan tiga sistem tisu yang terdapat pada tumbuhan: protoderm yang merangkumi tisu dermal, meristem asas dan pertukaran.

Prochange bertanggungjawab untuk menghasilkan tisu vaskular di tumbuhan, yang dibentuk oleh xilem (pengangkut air dan garam terlarut) dan floem (pengangkut gula dan molekul lain seperti asid amino).

Meristems

Meristems terletak di hujung batang dan akar. Oleh itu, sel-sel ini membezakan dan menimbulkan struktur yang berbeza yang membentuk tanaman (daun, bunga, antara lain).

Pembezaan selular struktur flora berlaku pada titik perkembangan tertentu dan meristem menjadi "perbungaan" yang seterusnya membentuk meristem bunga. Dari sini timbul potongan bunga yang terdiri daripada sepal, kelopak, stamen dan karel.

Sel-sel ini dicirikan dengan ukuran kecil, bentuk kuboid, dinding sel nipis tetapi fleksibel, dan sitoplasma dengan kepadatan tinggi dan banyak ribosom.

Peranan auksin

Phytohormones berperanan dalam fenomena pembezaan sel, terutamanya auksin.

Hormon ini mempengaruhi pembezaan tisu vaskular di batang. Eksperimen telah menunjukkan bahawa penggunaan auksin pada luka menyebabkan pembentukan tisu vaskular.

Begitu juga, auksin berkaitan dengan merangsang perkembangan sel kambium vaskular.

Perbezaan antara haiwan dan tumbuhan

Proses pembezaan dan pengembangan sel pada tumbuh-tumbuhan dan haiwan tidak berlaku sama.

Pergerakan sel dan tisu mesti berlaku pada haiwan agar organisma memperoleh konformasi tiga dimensi yang mencirikannya. Tambahan pula, kepelbagaian sel jauh lebih tinggi pada haiwan.

Sebaliknya, tanaman tidak mempunyai tempoh pertumbuhan hanya pada peringkat awal kehidupan individu; saiznya boleh bertambah sepanjang hayat tanaman.

Rujukan

1. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biologi. Panamerican Medical Ed.
2. Cediel, JF, Cárdenas, MH, & García, A. (2009). Manual Histologi: Tisu Asas. Universiti Rosario.
3. Dewan, JE (2015). Buku teks e-Book fisiologi perubatan Guyton and Hall. Sains Kesihatan Elsevier.
4. Palomero, G. (2000). Pelajaran dalam embriologi. Universiti Oviedo.
5. Wolpert, L. (2009). Prinsip pembangunan. Panamerican Medical Ed.