Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Morfogenese-definition
- Eksempler på Morfogenese
- Hvad er differentiering?
- Et eksempel på differentiering
- Implikationer for medicin
I udviklingsbiologi bruger forskere forskellige udtryk til at beskrive forskellige udviklingsprocesser. Celledifferentiering og processen med morfogenese er termer, der henviser til to forskellige processer i udvikling.
Til at definere morfogenese og celledifferentiering hjælper det med at studere eksempler på hver.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Differentiering og morfogenese repræsenterer to forskellige udtryk, der adresserer udviklingen af biologiske organismer. Differentiering refererer til, hvordan celler bliver specialiserede, mens morfogenese refererer til udviklingen af former for levende organismer.
Morfogenese-definition
Det morfogeneseproces henviser til udviklingen af formerne i levende organismer. Dette henviser til form, størrelse og tilslutningsmuligheder for udviklingsformer.
Forskere bruger matematik til at bestemme ændringer i væksthastigheden, der påvirker en organisms udviklingsformer. Disse ændringer i former kan spænde over både individuel udvikling såvel som evolutionær udvikling på tværs af arter. I betragtning af den enorme mulighed for, hvor mange former der kan dannes i en organisme, giver det mening, at begrænsninger som tid, pres og rum spiller en rolle i morfogenesen.
Cellemorfogenese refererer til størrelsen, formen, positionen og antallet af celler.
Eksempler på Morfogenese
Når du søger definere morfogenese, hjælper det med at bruge et morfogeneseeksempel. Et sådant eksempel på morfogenese ville være plantevækst, og hvordan nye planter ændrer form til enten at være lige eller snoede eller forgrenede.
Hos mennesker giver tarme a morfogeneseeksempel. Den måde, hvorpå menneskelige tarme vrider sig og foldes for at passe ind i kroppen, er en måde at tænke på morfogenese under udvikling.
Den menneskelige hjerne giver et bemærkelsesværdigt morfogeneseeksempel på grund af dets "rynker" eller folder. Hos et humant foster er hjernen relativt glat. Men gennem sund sund udvikling får foldningsresultater på grund af det geometriske rum, som hjernen vokser i. Et andet morfogeneseeksempel er forgreningen i den menneskelige nyre.
Nyere forskning søger at forstå, hvordan generne påvirker geometri og former, der ændrer sig i biologiske organismer.
Hvad er differentiering?
Ud over processen med morfogenese differentiering er et udtryk, der almindeligvis bruges i celle- og udviklingsbiologi. Cellulær differentiering henviser til den proces, hvormed celler bliver specialiserede i forskellige typer med forskellige funktioner. I modsætning til processen med morfogenese forekommer differentiering på celleniveau og styres af transkriptionsfaktorer.
Væv har brug for en bank af stamceller for at give en sikkerhedskopi i tilfælde af celletab. Transkriptionsfaktorer er proteiner, der har instruktioner eller instruktioner til, hvordan stamceller skal videreudvikles. Stamceller producerer et sæt døtreceller (eller stamfædeceller), der kan differentiere sig for at danne et bestemt væv, og et andet sæt datterceller, der opretholder stamcellepuljen.
Et eksempel på differentiering
I det menneskelige legeme opfordres celler konstant til at differentiere sig i specialiserede celler med unikke funktioner. Et sådant eksempel er lungebasalcellen. Denne celle kan differentiere, så den bliver en sekretorisk celle, der foretager lungevævet.
Transkriptionsfaktorer arbejder for at gøre denne differentiering mulig. I tilfælde af lungebasalceller sorterer transkriptionsfaktoren "kornhovedlignende 2" processen, som cellen vil tage for at blive cilieret.
Celler kan differentiere sig i adskillige andre typer celler, såsom cardiomyocytter (hjerteceller), neuroner, skelet-myocytter og så videre.
Implikationer for medicin
Celle-differentiering og processen med morfogenese spiller begge store roller i udviklingen af organismer. Forskere håber at få større forståelse for begge disse discipliner for at hjælpe med at give nye medicinske behandlinger.
En ny forskningsmetode indebærer at afsløre, hvordan gener koder for geometri, hvilket åbner en større forståelse af oprindelsen af morfogenese. Dette vil involvere en tværfaglig tilgang fra biologer, fysikere og matematikere.
Hvad angår celledifferentiering i specialiserede celler, håber forskere at afsløre, hvordan man dirigerer cellulær differentiering for at bekæmpe sygdomme, der er relateret til specifikke celletyper. Et sådant eksempel er Huntingtons sygdom.
Et andet vigtigt eksempel er stamcelleterapi for kræft og andre sygdomme. Forskere håber at kunne dirigere celledifferentiering uden behov for knoglemarvsdonorer. Makulær degeneration af øjet repræsenterer et andet tilfælde, hvor nethindepigmenterede epitelceller kunne spredes in vitro for at erstatte dem, der går tabt hos aldrende patienter.
Det er muligt at dirigere celledifferentiering i laboratoriet. Forhåbentlig ved at lære at kontrollere denne proces vil forskere være i stand til at redde og forbedre liv.