Transdiferenciacija

V Transdiferenciacija poteka metamorfoza. Diferencirane celice danega kotiledona se transformirajo v celice drugega kotiledona s postopki, kot sta histonska deacetilacija in metilacija. Pogrešni postopki transdiferenciacije so osnova mnogih bolezni, kot je Barrettov estrofag.

Kaj je transdiferenciacija?

Embrionalni razvoj poteka na podlagi treh različnih zarodnih plasti. Diferenciacija je korak v razvoju embrionalnih celic. Celice se s postopki diferenciacije pretvorijo v specializirano obliko. Prva diferenciacija vsemogočnih embrionalnih celic ustreza razvoju kotiledonov, ki so tkivno specifični in zato niso več vsemogočni.

Transdiferenciacija je poseben primer ali celo reverzija diferenciacije. Postopek ustreza metamorfozi. Celice enega kotiledona se pretvorijo v celice drugega kotiledona. Večina transdiferenciacij ne poteka neposredno, ampak ustreza dediferenciaciji, ki ji sledi diferenciacija v nasprotnih smereh. Znanstveniki povezujejo predvsem transdiferenciacijo s človeškimi matičnimi celicami.

Z vsako transdiferenciacijo pride do popolne spremembe v ekspresiji gena na molekularni biološki ravni. Vsaka transdiferenciacija zahteva spremembo aktivnosti na tisoče posameznih genskih segmentov. Postopki patoloških transdiferenciacij potekajo v povezavi z nekaterimi boleznimi. Transdiferenciacija v bistvu ne mora imeti nobene patološke vrednosti.

Funkcija in naloga

V kontekstu transdiferenciacije se genska ekspresija celice popolnoma spremeni na molekularno genetski ravni. To ima posledice za razmnoževanje. V transdiferencirani celici se replicirajo popolnoma drugačni odseki gena, kot je bilo prvotno predvideno. Zaradi tega na koncu povsem drugačna sinteza beljakovin od prvotno načrtovane.

Transdiferenciacijo spremlja deaktivacija prej aktivnih genov. Zaustavitev poteka predvsem skozi procese v kontekstu histonske deacetilacije ali metilacije na posameznih segmentih DNK. Celoten postopek transdiferenciacije zahteva spremembo aktivnosti neštetega števila odsekov gena.

Genska ekspresija transdiferencirane celice večinoma ne ustreza prvotnemu vzorcu genske ekspresije. Postopek histonske deacetilacije ne služi samo izključitvi določenih genskih segmentov, ampak tudi spreminja sposobnost vezave DNA. Postopek deacetilacije histona se osredotoča na histon, iz strukture katerega je odstranjena acetilna skupina. To daje histonu veliko večjo pripadnost skupinam DNA fosfatov. Hkrati je med transkripcijskimi faktorji in DNK manjša vezavna sposobnost.

Transkripcijski faktorji na transkripcijo vplivajo pozitivno ali negativno in so bodisi aktivatorji bodisi zaviralci. Zmanjšana sposobnost vezave transkripcijskih faktorjev povzroči inhibicijo posamezne genske ekspresije, ki se nahajajo na ustrezni točki v DNK.

Postopek metilacije prav tako sledi načelu inaktivacije DNK. Edina razlika je v tem, da se procesi metilacije osredotočajo na metilne skupine in ne na histone. Te metilne skupine se vežejo na določen odsek DNK in na ta način inaktivirajo posamezne odseke DNK. Ko se celice razlikujejo, se njihova genska ekspresija bistveno spremeni in mnogi geni se med postopki celo izklopijo.

Popolna transdiferenciacija je odvisna od visoke izraženosti tisoč genov, hkrati pa zahteva upadanje v izražanju tisoč drugih genov. Le tako so na voljo pravilni proteini, da se celica lahko preobrazi. Na primer, za mišično celico so potrebni bistveno drugačni proteini kot jetrne celice.

Transdiferenciacija poteka bodisi neposredno bodisi prek obvoza. Ta obvoz ustreza dediferenciaciji, ki ji sledi nadaljnja nova diferenciacija v drugih smereh.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni in bolezni

Transdiferenciacije so lahko številne različne bolezni, zaradi česar so klinično pomembne. Barrettov požiralnik je na primer povezan s procesi transdiferenciacije. Ta bolezen temelji na pretvorbi celic epitelija, ki se med patološkimi procesi transdiferencirajo v črevesne celice, ki proizvajajo mucin. V tem okviru se govori o črevesni metaplaziji, ki je povezana z neobveznim tveganjem za degeneracijo in lahko na primer spodbuja razvoj adenokarcinomov. Barrettov sindrom je na splošno opisan kot kronična vnetna sprememba distalnega požiralnika, ki ima za posledico razvoj peptičnih razjed, ki se lahko pojavijo kot del zapletov pri refluksni bolezni. Pri sindromu se v distalnem požiralniku pojavi pretvorba skvamoznega epitelija.

Druga bolezen, ki temelji na transdiferenciaciji, ustreza nastanku levkoplakije. Kot del tega pojava se celice ustne sluznice transdiferencirajo v prekanceroze, kar lahko spodbuja ploščatocelični karcinom. Levkoplakija je hiperkeratoza sluznice, ki je hkrati hkrati displastična. Poleg ustne votline se te levkoplakije pojavljajo predvsem na ustnicah in na spolovilih. Leukoplakiji običajno sledi kronično draženje kože ali sluznice. To draženje zgosti pohotno plast na prizadetem območju. Rdečkasta sluznica postane tako belkasta, da kapilar pod debelim epitelijem ni več mogoče razkriti.

Vzročni dražljaji so lahko mehanske, biološke, fizikalne ali kemične narave. Med biološke dražljaje spadajo kronične virusne okužbe. Kemično povzročljivi dražljaji večinoma izvirajo iz kajenja ali žvečenja tobaka. Na primer, slabo prilegajoča se proteza lahko šteje za mehansko povzročljiv dražljaj.