5 principali fattori che regolano la differenziazione cellulare

Alcuni dei principali fattori che regolano la differenziazione cellulare sono i seguenti:

È un dato di fatto che le cellule cellulari e vegetali differenziate conservano tutti i geni necessari per programmare lo sviluppo e la differenziazione o un organismo completo. Anche le cellule differenziate contengono diversi tipi di proteine.

Significa che il modello dell'espressione genica è responsabile della differenziazione cellulare, vale a dire che diversi geni sono espressi in ciascun tipo di cellule differenzianti. Poiché un grande numero di passaggi sono coinvolti tra una sequenza (o un gene) del DNA e la formazione finale di un prodotto proteico e proteico funzionale, un gran numero di meccanismi agisce nel controllo dell'espressione genica.

1. Influenza citoplasmatica o differenziazione cellulare:

L'influenza generale del citoplasma sulla differenziazione precoce delle cellule è stata dimostrata da numerosi esperimenti con cellule uovo.

(i) Nelle uova di lumaca, la differenziazione cellulare è influenzata dal lobo polare, che è una protrusione citoplasmatica sul polo vegetale dell'uovo. Se questo lobo viene rimosso chirurgicamente, l'embrione sviluppa un piede, un occhio e un guscio difettosi.

(ii) Nelle uova di anfibio, la differenziazione cellulare è influenzata dalla mezzaluna grigia. Se la mezzaluna grigia viene ferita dall'ingestione dell'embrione si sviluppa un sistema nervoso anormale.

Il citoplasma influenza e controlla il comportamento dei geni nucleari e la differenziazione della cellula. Il controllo può essere al livello di trascrizione della cellula. Il controllo può essere a livello di trascrizione dell'mRNA, maturazione dell'mRNA trascritto, traduzione dell'mRNA nel citoplasma, disponibilità di tRNA, ribosomi, fattori di iniziazione o dalla presenza di enzimi che controllano la sintesi proteica o che degradano l'mRNA. Anche dopo la sintesi della proteina gli eventi post-trascrizionali possono anche essere influenzati dal citoplasma cellulare e possono a sua volta condurre alla differenziazione del citoplasma cellulare.

2. Rotazione proteica:

Il processo di espressione e regolazione genica non si ferma alla sintesi proteica. Le proteine ​​sono sottoposte a turn-over cioè, rottura e risintesi. Significa che la quantità di una particolare proteina presente in una cellula influenza la differenziazione cellulare. Ad esempio, quando le cellule del fegato sono esposte all'ormone steroideo cortisone, la quantità di enzima triptofano pirrolasi nel fegato aumenta di dieci volte, ma l'arginase aumenta solo leggermente.

3. Interazioni cellula-cellula:

Negli organismi multicellulari, la differenziazione cellulare non si verifica in isolamento ma nell'interazione cellula-cellula, in quanto le cellule influenzano il metabolismo e la differenziazione degli altri. Il cambiamento di forma delle cellule, il cambiamento di posizione e l'adesione cellula-cellula influenzano tutti la differenziazione cellulare.

4. Induzione embrionale:

Quando le cellule di una regione dell'embrione vengono trapiantate in un'altra regione, il trapianto o il trapianto si differenzia in base ai regolatori chimici delle cellule circostanti o fa differenziare le cellule circostanti sotto la sua influenza.

Ad esempio, se le cellule normalmente destinate a diventare tessuto nervoso vengono rimosse dalla precoce gastrula e trapiantate in un altro embrione anfibio in una regione destinata a svilupparsi in epidermide, la cellula dell'innesto si differenzia in cellule epidermiche anziché in tessuto nervoso. Allo stesso modo, le cellule epidermiche prospettiche innestate alla presunta area neurale si differenziano in tessuto neurale.

Quando il materiale dal labbro dorsale di blastopore da una gastrula è stato innestato in un'altra posizione in un'altra gastrula, il materiale di blastopore innestato ha attivato la formazione di una corda nervosa aggiuntiva e la notocorda dell'intero nuovo embrione unito all'embrione ospite.

Questo fenomeno è descritto come induzione o induzione embrionale primaria. Nell'induzione embrionale secondaria un gruppo di cellule induce un gruppo limitrofo di cellule a differenziarsi in una particolare direzione. Ad esempio, nello sviluppo dell'occhio, la differenziazione della lente viene indotta dal contatto tra le cellule dell'obiettivo prospettico e l'ectoderma sovrastante.

5. Ormoni:

Nell'induzione primaria e secondaria, l'interazione è tra cellule vicine. Tuttavia, le celle separate da grandi distanze interagiscono anche l'una con l'altra. I segnali chimici sono o ormoni o fattori di crescita. Alcuni ormoni influenzano la crescita di alcune cellule mentre gli ormoni sessuali stimolano la differenziazione degli organi sessuali.