Gerarchia evolutiva delle cellule vegetali e animali

Gerarchia evolutiva delle cellule vegetali e animali!

Con lo sviluppo, i nuovi tipi di cellule nascono attraverso una serie gerarchica di decisioni che coinvolgono specifici tipi di cellule preesistenti nello sviluppo animale: la divisione dell'embrione nei tre strati germinali: ectoderma, mesoderma e endoderma è uno dei primi eventi.

Ciascuno degli strati germinali dà origine a una gamma specifica di tipi cellulari differenziati. Allo stesso modo, l'embrione vegetale è diviso in tre strati cellulari fondamentali. Ciascuno dà origine a una particolare gamma di tipi cellulari differenziati.

Negli animali, queste decisioni evolutive sono di solito irreversibili, ad esempio, una volta che una cellula si è differenziata come ectoderma, il suo destino è fisso. Lo sviluppo negli animali comprende quindi una serie di decisioni che limitano progressivamente e irreversibilmente il destino delle cellule.

Destino e potenza delle cellule:

Il destino di una cellula è costituito dai diversi tipi di cellule che i suoi discendenti possono diventare durante lo sviluppo o lo sviluppo normale indisturbati dalla manipolazione sperimentale. Una cellula può differenziarsi in modo anomalo se viene collocata in un ambiente insolito.

Il termine potenza è usato per descrivere l'intero repertorio di tipi di cellule che una particolare cellula può dare origine in tutti i possibili ambienti. È una proprietà intrinseca ed è maggiore o uguale al suo destino; il destino di una cellula dipende dalla sua potenza e dal suo ambiente.

Nel destino e nella potenza delle cellule animali vengono progressivamente ristretti. Il destino delle cellule diventa sempre più limitato fino a quando una cellula non è terminalmente differenziata (può formare solo un singolo tipo di cellula).

Nelle piante, i destini cellulari sono progressivamente limitati, ma la differenziazione non corrisponde alla restrizione terminale di potenza. Le cellule vegetali differenziate possono cambiare facilmente i destini se spostati in una nuova posizione, e anche le cellule vegetali completamente differenziate possono rigenerare una pianta completamente nuova se poste isolatamente. Una delle differenze fondamentali tra lo sviluppo animale e vegetale è che mentre i destini delle cellule vegetali possono essere limitati durante lo sviluppo, le cellule rimangono totipotenti anche quando si differenziano.

Impegno sullo sviluppo:

Quando il destino delle cellule si restringe a seguito di ogni decisione nella gerarchia evolutiva, si dice che le cellule si impegnino in un certo destino. Negli animali, l'impegno avviene per fasi, inizialmente reversibili e quindi permanenti. Nelle piante, l'impegno sembra essere sempre reversibile.

Nello sviluppo animale, una cellula non impegnata può essere descritta come ingenua, il che significa che non ha ricevuto istruzioni che la indirizzino lungo un particolare percorso di sviluppo. Si dice che il destino di una cellula sia specificato se la cellula è diretta a seguire un determinato percorso evolutivo e lo fa quando è posto in isolamento, il che dovrebbe fornire un ambiente neutro.

La specifica può verificarsi se una cellula eredita un determinato determinante citoplasmatico o riceve segnali induttivi da un'altra cellula. Tuttavia, quella stessa cella collocata in un ambiente diverso, come a contatto con altre cellule, può essere ri-specificata dalla sua interazione con quelle cellule.

Questo dimostra che l'impegno in questa fase è reversibile. Si dice che il destino di una cellula sia determinato se non può essere modificato, indipendentemente dall'ambiente della cellula. Questo dimostra che l'impegno è ora diventato irreversibile.

Induzione:

L'induzione è un processo attraverso il quale una cellula o un gruppo di cellule può influenzare il destino di sviluppo di un'altra, ed è una strategia comune per controllare la differenziazione e la formazione del modello nello sviluppo.

Il segnale induttivo può essere una proteina o un'altra molecola secreta dalla cellula inducente. Di solito interagisce con un recettore sulla superficie della cellula rispondente. Il segnale avvia una cascata di trasduzione del segnale all'interno della cellula rispondente che altera l'attività dei fattori di trascrizione e / o altre proteine, e alla fine altera l'espressione del gene del modello. L'induzione è un processo estrinseco che dipende dalla posizione di una cellula nell'embrione.

L'induzione implica la segnalazione di cellule e può avvenire su vari intervalli. Le cellule rispondenti possono mostrare una singola risposta stereotipata al segnale induttivo, o una risposta graduata dipendente dalla sua concentrazione, nel qual caso si chiama morfogeno.

Competenza:

Waddington (1932) ha introdotto il concetto di competenza come stato fisiologico del tessuto, che gli consente di reagire in modo morfogeneticamente specifico agli stimoli determinativi. È sempre correlato a stimoli particolari e risposte particolari corrispondenti. La competenza è un termine che riassume la capacità del complemento enzimatico della cellula embrionale di adottare un particolare rapporto di metaboliti.

La competenza è una proprietà della cellula che risponde all'induzione. Una cellula è descritta come competente se può rispondere al segnale induttivo subendo tutti i cambiamenti molecolari appropriati che gli permettono di seguire il percorso di sviluppo 'indotto'. In assenza di induzione, la cellula diventa infine determinata a un percorso alternativo, e questo coincide con la sua perdita di competenza per rispondere all'induzione.