A különbségtétel a biológiában a gyengén differenciált állapotból az erősen differenciált állapotba való áttérést jelzi. Ez a folyamat különös jelentőséggel bír a megtermékenyített petesejt teljes organizmusgá történő fejlődése során. A differenciálódási folyamat zavara súlyos betegségekhez, például rákhoz vagy rendellenességekhez vezethet.
Mi a különbség?
A biológiai differenciálás a nem differenciált őssejtek differenciált testsejtekké történő specializálódásával foglalkozik. Ezek a folyamatok különösen fontos szerepet játszanak az embriogenezis és az azt követő növekedés során. A differenciálódási folyamatok szintén fontos szerepet játszanak a felnőtt szervezetek testfunkcióinak fenntartásában.
A differenciálatlan őssejtek kezdetben továbbra is képesek átalakulni az összes többi testsejtré. A folyamat során a specializált testsejtek számos differenciálódási folyamat révén keletkeznek, amelyek a különféle szerveket képezik és végül elveszítik az osztódási képességüket.
Többféle őssejt létezik. Az úgynevezett totipotens őssejtek továbbra is képesek átalakítani magukat egy teljes organizmussá. A pluripotens őssejtek viszont differenciálódhatnak minden testsejtré. Ugyanakkor számukra már nem lehetséges, hogy egyes szervezetekké alakuljon. A multipotens őssejtek már kifejlesztettek egy bizonyos differenciálódást egy bizonyos sejtvonalba. Mégis megkülönböztethetők ezen sejtvonal összes többi sejtje között.
Funkció és feladat
A biológiai differenciálódás az egyik legfontosabb folyamat a növényi, állati vagy emberi szervezetek fejlődésében, amelynek során többek között kialakul testsejtek, amelyek több lépésben különböznek egymástól a megtermékenyített petesejttől.
A megtermékenyített petesejt az első totipotens őssejt, amely kezdetben négy sejtre osztódik. A négy sejt mindegyike teljesen genetikailag azonos organizmássá alakulhat ki. A négysejtes stádium elérésekor kialakul a pluripotens embrionális őssejtekből álló blastocista. Ezek a pluripotens őssejtek a differenciálódás következő szakaszában a három csíraréteggé fejlődhetnek ki: ektoderm, endoderm és mezoderm, és így a többi testsejt kiindulópontját képezik.
A totipotens őssejtekkel ellentétben ezek azonban már elveszítették képességét genetikailag azonos független organizmusokká fejlődni.
További sejtvonalak válnak ki a három sziklevélből, amelyek kezdetben multipotens őssejtekből állnak. A multipotens őssejtek képesek fejlődni az adott sejtvonal minden sejttípusához. Ezek a sejtek már nem képesek átalakulni maguknak minden más testsejtté, mivel ezek már magasabb szintű differenciálódást értek el, mint a pluripotens őssejtek.
Az állati és emberi szervezetekben a megkülönböztetés folyamata egy meghatározással jár. A meghatározás leírja az elvégzett specializáció kialakulását, amelynek során a sejtvonalak továbbfejlesztését epigenetikus úton továbbadják. Természetesen a már megkülönböztetett sejtek a differenciálódásuk részeként tovább differenciálódnak a megfelelő sejtvonal sejtjeibe.
Bár az egyes sejtek teljes genetikai információja azonos, a sejt típusától függően, a génexpresszió révén, eltérően hívják fel őket. Ez többek között azt jelenti, hogy például a májsejtekben csak a májfunkció genetikai információit dekódolják, míg az összes többi információ olvasatlan marad.
A differenciálódást különféle külső vagy belső tényezők befolyásolják. A hormonok és a növekedési faktorok fontos szerepet játszanak. A szomszédos sejtekkel való érintkezés szintén meghatározza a differenciálódás irányát.
Bizonyos körülmények között megváltozhat a meghatározás. A cella meghatározása megváltozik. Ez különösen fontos a sebgyógyulásban. Ha a sejtek már differenciálódnak, akkor ezekben az esetekben elveszítik differenciálódásukat, és újra differenciálódnak. Ha ez a folyamat megzavarodik, akkor rák is előfordulhat.
A differenciálás elengedhetetlen ahhoz, hogy a szervezet egységes biológiai rendszerként működjön.
Betegségek és betegségek
A sejtek differenciálódásával összefüggésben azonban zavarok fordulhatnak elő, amelyek az embriogenezis során szervi rendellenességekhez vezethetnek. Vannak olyan genetikai betegségek, amelyek különféle szervi diszpláziákkal járnak. A belső szervek rendellenességein kívül a külső megjelenés gyakran eltérő.
Vannak azonban a szervi rendellenességek nem genetikai okai is. Az egyik példa a veseagenézis amniotikus folyadék hiányában. Mivel az emberi embrió csak az amniotikus folyadékban fejlődik ki, a helyhiány itt hibás szervdifferenciálódást eredményez, amely más szerveket és szöveteket is érint.
A gyógyszerek az embriogenezis során megszakíthatják a differenciálódási folyamatot. Közismert példa erre a Contergan nyugtató hatású gyógyszere, amely a magzat növekedési fejlődésének károsodásához vezetett a korai terhesség alatt. Ez 1961-ben vált nyilvánosságra az úgynevezett Contergansandallal.
Előfordulhat azonban, hogy a már megkülönböztetett sejtek differenciálódnak, majd ellenőrizetlenül szaporodnak. Ez a helyzet a rákkal. Minél több sejt differenciálódott, annál rosszabbodott a daganat. Mint már említettük, a differenciálás bizonyos esetekben szükséges, amikor nagyobb szükség van a sejtnövekedésre. Ez vonatkozik többek között a sebgyógyításra. Ezekben a folyamatokban azonban a differenciálódást a sejtek differenciálódása követi. Ha azonban a differenciálás meghiúsul, akkor rák alakul ki.
A szomatikus mutációk a sejtekben befolyásolhatják a differenciálódást befolyásoló géneket is. Ezért a rák kialakulásának valószínűsége az élet során növekszik.
