Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Wat illustreert het idee dat het lot van een cel direct resultaat is op zijn positie?

Hier zijn enkele voorbeelden die illustreren hoe het lot van een cel direct wordt beïnvloed door zijn positie binnen een zich ontwikkelend organisme:

1. Ontwikkeling van het zenuwstelsel:

* Neurale inductie: In vroege gewervelde embryo's geeft een gebied van cellen die de "organizer" worden genoemd, signalen die cellen in de buurt geven om neuraal weefsel te worden (het toekomstige hersen- en ruggenmerg). Cellen buiten deze regio ontvangen verschillende signalen en ontwikkelen zich tot andere weefsels. Dit voorbeeld laat zien hoe positionele signalen kunnen leiden tot de specificatie van het lot van een cel.

* Formatie van neurale buis: Terwijl het neurale weefsel vouwt om de neurale buis te vormen, ontvangen cellen in de buis positionele signalen die hun uiteindelijke identiteit bepalen. Cellen aan de bovenkant van de buis worden bijvoorbeeld de hersenen, terwijl cellen aan de onderkant het ruggenmerg vormen.

2. Plantontwikkeling:

* Apical-basale as: In planten worden de wortel- en schietsystemen gevestigd langs een apicale basale as. Cellen aan de punt van de wortel (apicaal) hebben een ander lot dan cellen aan de basis (basaal). Dit onderscheid is te wijten aan gradiënten van hormonen en andere signaalmoleculen die tijdens de ontwikkeling zijn vastgesteld.

* Bladvorming: De positionering van cellen in een bladprimordium (het zich ontwikkelende blad) bepaalt of ze deel uitmaken van het mes, de bladsteel of andere structuren.

3. Organogenese:

* Vorming van organen: Tijdens organogenese worden cellen georganiseerd in specifieke patronen en posities binnen een zich ontwikkelend orgaan. Deze positionele signalen beïnvloeden hun differentiatie in gespecialiseerde celtypen. Cellen in het midden van een zich ontwikkelend hart zullen bijvoorbeeld cardiomyocyten worden, terwijl die op de buitenste lagen andere soorten hartcellen zullen worden.

4. Weefselregeneratie:

* Wondgenezing: Wanneer een organisme gewond is, ontvangen cellen aan de rand van de wond signalen die hen leiden om te migreren en te verdelen om de kloof te dichten. Deze cellen worden beïnvloed door hun nieuwe positie binnen de wondplaats.

Belangrijkste principes:

* Cel-celcommunicatie: Cellen in verschillende posities in een zich ontwikkelend organisme communiceren met elkaar door signaalmoleculen, die elkaars lot beïnvloeden.

* morfogenen: Sommige signaalmoleculen, bekend als morfogenen, creëren concentratiegradiënten over het ontwikkelen van weefsels. Deze gradiënten bieden positionele informatie, waardoor cellen hun locatie kunnen interpreteren en het juiste lot kunnen overnemen.

* Differentiële genexpressie: De positie van een cel beïnvloedt de genen die het tot expressie brengt. Deze genen bepalen op hun beurt het lot van de cel.

Het is belangrijk op te merken: Hoewel positie een cruciale rol speelt bij het bepalen van het lot van een cel, kunnen andere factoren ook de celontwikkeling beïnvloeden, waaronder:

* Intrinsieke factoren: De eigen interne programmering van de cel, zijn genetische make -up en zijn geschiedenis van eerdere celdelingen.

* Omgevingsfactoren: De fysieke omgeving rond de cel, inclusief de aanwezigheid van voedingsstoffen, zuurstof en andere moleculen.

Het ingewikkelde samenspel tussen positie, cel-celcommunicatie en andere factoren bepaalt uiteindelijk het lot van een cel binnen een zich ontwikkelend organisme.