Dans le corps humain, plus de 200 types de cellules ont été isolés, chacun ayant le même code héréditaire. Tous se sont développés d'abord à partir d'un embryon unicellulaire puis multicellulaire, qui un peu plus tard s'est divisé en trois couches germinales. De chacune de ses parties, des tissus du corps se sont développés, où se trouvent approximativement le même type de cellules. Dans le même temps, presque tous se sont développés à partir du même groupe de prédécesseurs. Ce processus est appelé différenciation cellulaire. Il s'agit d'une adaptation locale de la cellule aux besoins réels de l'organisme, la mise en œuvre des fonctions programmées dans son code héréditaire.
Caractérisation des cellules et des tissus
Les cellules somatiques du corps ont le même ensemble de chromosomes, quel que soit le but fonctionnel. Cependant, ils diffèrent par leur phénotype, ce qui s'explique par leur préparation à effectuer diverses tâches locales danstissus biologiques. Un phénotype est le résultat de l'expression d'un ensemble génétique spécifique dans un environnement spécifique. Et dans des conditions différentes, les cellules ayant le même matériel génétique se développent différemment, ont des caractéristiques morphologiques différentes et remplissent des fonctions spécifiques.
Un organisme hautement développé en a besoin pour la formation de nombreux tissus qui composent ses organes. Dans ce cas, les tissus sont créés à partir d'un groupe homogène de précurseurs de tige. Ce processus est appelé différenciation cellulaire. Il s'agit d'une chaîne d'événements visant à faire croître une population cellulaire selon des critères prédéterminés pour la croissance et le développement des tissus biologiques du corps. Il sous-tend la croissance d'un organisme et son organisation multicellulaire.
Essence de différenciation
En termes de biologie moléculaire, la différenciation cellulaire est le processus d'activation de certaines parties des chromosomes et de désactivation d'autres. C'est-à-dire un emballage compact ou un déroulement de sections de chromosomes, ce qui les rend disponibles pour la lecture d'informations héréditaires. À l'état conjugué, lorsque les gènes sont conditionnés dans de l'hétérochromatine, la lecture est impossible et, sous forme expansée, les sections souhaitées du code génétique deviennent disponibles pour l'ARN messager et l'expression ultérieure. Cela signifie que la différenciation cellulaire est un typage régulé non strict du même type d'emballage de la chromatine.
Cytokines et messagers
En conséquence, un groupe de cellules différenciées en cellules identiquesconditions et ayant des caractéristiques morphologiques similaires, il y a une déspriralisation de sections identiques de chromosomes. Et au cours de l'exposition aux messagers intercellulaires, régulateurs locaux de la différenciation cellulaire, les sections de gènes souhaitées sont activées et leur expression se produit. Et par conséquent, les cellules des tissus biologiques produisent les mêmes substances et remplissent des fonctions similaires, pour lesquelles ce processus est prévu. De ce point de vue, la différenciation cellulaire est un effet dirigé de facteurs moléculaires (cytokines) sur l'expression de l'information génétique.
Récepteurs membranaires
Les cellules d'un même tissu ont un ensemble similaire de récepteurs membranaires, dont la présence est contrôlée par les T-killers du système immunitaire. La perte d'un récepteur cellulaire du type recherché ou l'expression d'un autre, non destiné à une localisation donnée en raison du risque d'oncogenèse, provoque une agression cellulaire dirigée contre le "violateur". Le résultat sera la destruction de la cellule dont la différenciation n'a pas suivi les règles prévues par l'influence des messagers intercellulaires de régulateurs spécialisés.
Différenciation immunitaire
Les cellules immunitaires possèdent des molécules réceptrices spéciales appelées amas de différenciation. Ce sont les soi-disant marqueurs, qui peuvent être utilisés pour comprendre les conditions dans lesquelles les immunocytes se sont développés et à quelles fins ils sont destinés. Ils subissent un processus de différenciation long et complexe, à chaque étape duquel des groupes de lymphocytes ayant développé un nombre insuffisant de récepteurs sont éliminés et détruits, ou dans leur interaction avecanticorps détectés "non-conformité".
Groupes cellulaires et tissus
La plupart des cellules du corps se divisent en deux lors de la reproduction mitotique. À son stade préparatoire, l'information génétique est doublée, après quoi deux cellules filles avec un ensemble similaire de gènes sont formées. Non seulement les parties actives des chromosomes sont sujettes à la copie, mais également les parties conjuguées. Par conséquent, dans les tissus, les cellules différenciées après division donnent naissance à deux nouvelles cellules filles possédant un matériel génétique similaire à l'ensemble somatique complet des chromosomes. Cependant, ils sont incapables de se différencier en d'autres cellules, car ils ne peuvent pas migrer naturellement vers d'autres conditions d'habitat, c'est-à-dire vers d'autres messagers de différenciation.
Croissance de la population cellulaire
Immédiatement après la division de deux cellules filles, elles reçoivent un ensemble spécial d'organites qu'elles ont hérité de la mère. Ces plus petits éléments fonctionnels sont déjà préparés pour effectuer les tâches nécessaires dans un tissu biologique donné. Par conséquent, la cellule fille n'a besoin que d'augmenter le volume des cavités du réticulum endoplasmique et d'augmenter sa taille.
En outre, l'objectif du développement cellulaire est d'obtenir un apport adéquat en nutriments et en oxygène lié. Pour cela, en cas de manque d'oxygène ou d'énergie, il libère des facteurs d'angiogenèse dans l'espace intercellulaire. De nouveaux vaisseaux capillaires germent le long de ces ancres, qui alimenteront le groupe.cellules.
Le processus d'augmentation de la taille, d'obtention d'un apport adéquat d'oxygène et de substrats énergétiques et d'expansion des organites intracellulaires avec un taux accru de production de protéines est appelé croissance cellulaire. Il est à la base de la croissance d'un organisme multicellulaire et est régulé par de nombreux facteurs de prolifération. À un moment donné, après avoir atteint la taille maximale, par un signal extérieur ou par coïncidence, la cellule cultivée se divisera à nouveau en deux, augmentant encore la taille du tissu biologique et de l'organisme dans son ensemble.
Différenciation mésodermique
Pour démontrer clairement la différenciation des cellules souches et de leurs "descendants" plus développés, nous devrions considérer la transformation de la couche germinale mésodermique du corps humain. Du mésoderme - un groupe de cellules souches ayant la même structure et se développant en présence de facteurs de différenciation, proviennent des populations cellulaires telles que le néphrotome, le somite, le splanchnotome, le mésenchyme splanchnotomal et le canal paramesonéphrique.
De chacune de ces populations naîtront des formes intermédiaires de différenciation, qui donneront plus tard naissance aux cellules d'un organisme adulte. En particulier, trois groupes cellulaires se développent à partir du somite: myotome, dermatome et sclérotome. Les cellules du myotome donneront naissance aux cellules musculaires, au sclérotome - cartilage et os, et au dermatome - tissu conjonctif de la peau.
Le néphrotome donne naissance à l'épithélium des reins et des canaux déférents, et l'épithélium utérin se différenciera du canal paramesonéphriquetrompes et utérus. Le phénotype des cellules du splanchnotome sera préparé par des facteurs de différenciation pour leur transformation en mésothélium (plèvre, péricarde et péritoine), myocarde, cortex surrénalien. Le mésenchyme du splanchnotome est le matériau de départ pour le développement des populations cellulaires du sang, des tissus musculaires conjonctifs et lisses, des vaisseaux sanguins et des cellules microgliales.
La croissance des cellules dans ces populations, leur division multiple et leur différenciation sont à la base de la viabilité d'un organisme multicellulaire. Ce processus est également appelé histogenèse - le développement de tissus à partir de précurseurs cellulaires à la suite de leur différenciation et de la transformation du phénotype conformément à l'influence de facteurs extracellulaires qui régulent leur développement.
Différenciation des cellules végétales
Les fonctions d'une cellule végétale dépendent de son emplacement, ainsi que de la présence de modulateurs et de suppresseurs de croissance. L'embryon d'une plante dans la composition des graines n'a pas de zones végétatives et germinatives, et donc, après la germination, il doit les développer, ce qui est nécessaire à la reproduction et à la croissance. Et jusqu'à ce que le moment favorable vienne pour sa germination, il restera en sommeil.
À partir du moment où le signal de croissance est reçu, les fonctions des cellules végétales commenceront à se réaliser avec une augmentation de la taille. Les populations cellulaires déposées dans l'embryon vont passer par une phase de différenciation et se transformer en voies de transport, parties végétatives, structures germinales.
