التفاضل

ال التفاضل في علم الأحياء يشير إلى الانتقال من حالة سيئة التمايز إلى حالة شديدة التباين. هذه العملية لها أهمية خاصة أثناء تطور خلية البويضة المخصبة إلى كائن حي كامل. يمكن أن تؤدي الاضطرابات في عملية التمايز إلى أمراض خطيرة مثل السرطان أو التشوهات.

ما هو التفريق؟

التمايز البيولوجي هو تخصص الخلايا الجذعية غير المتمايزة في خلايا الجسم المتباينة. تلعب هذه العمليات دورًا مهمًا بشكل خاص أثناء التطور الجنيني والنمو اللاحق. عمليات التمايز مهمة أيضًا للحفاظ على وظائف الجسم في الكائنات الحية البالغة.

في البداية ، لا تزال الخلايا الجذعية غير المتمايزة قادرة على التحول إلى جميع خلايا الجسم الأخرى. في هذه العملية ، تنشأ خلايا الجسم المتخصصة من خلال العديد من عمليات التمايز ، والتي تشكل الأعضاء المختلفة وتفقد في النهاية القدرة على الانقسام.

هناك عدة أنواع من الخلايا الجذعية. لا تزال ما يسمى بالخلايا الجذعية الكاملة قادرة على تحويل نفسها إلى كائن حي كامل. يمكن للخلايا الجذعية متعددة القدرات بدورها أن تتمايز إلى جميع خلايا الجسم. ومع ذلك ، لم يعد من الممكن بالنسبة لهم أن يتطوروا إلى كائنات فردية. لقد طورت الخلايا الجذعية متعددة القدرات بالفعل تمايزًا معينًا في خط خلوي معين. ومع ذلك ، لا يزال بإمكانهم التمايز إلى جميع الخلايا الأخرى لخط الخلية هذا.

الوظيفة والمهمة

التمايز البيولوجي هو أحد أهم العمليات في تطور الكائنات الحية النباتية أو الحيوانية أو البشرية. وخلال هذه العملية ، من بين أمور أخرى ، تطوير خلايا الجسم التي تتمايز بشكل متزايد عن خلية البويضة المخصبة في عدة خطوات.

خلية البويضة الملقحة هي أول خلية جذعية كاملة الفعالية تخضع في البداية لانقسام الخلية إلى أربع خلايا متساوية. يمكن أن تتطور كل خلية من هذه الخلايا الأربع إلى كائن حي متطابق تمامًا وراثيًا. عندما يتم الوصول إلى مرحلة الخلايا الأربع ، تتشكل الكيسة الأريمية ، التي تتكون من خلايا جذعية جنينية متعددة القدرات. يمكن أن تتطور هذه الخلايا الجذعية متعددة القدرات إلى ثلاث طبقات جرثومية من الأديم الظاهر والأديم الباطن والأديم المتوسط ​​عبر المرحلة التالية من التمايز وبالتالي تمثل نقطة البداية لجميع خلايا الجسم الأخرى.

على عكس الخلايا الجذعية كاملة القدرة ، فقد فقدت بالفعل القدرة على التطور إلى كائنات حية مستقلة وراثياً.

تظهر المزيد من خطوط الخلايا من النبتات الثلاثة ، والتي تتكون في البداية من خلايا جذعية متعددة القدرات. الخلايا الجذعية متعددة القدرات قادرة على التطور إلى جميع أنواع الخلايا من خط الخلية المعني. لم تعد هذه الخلايا قادرة على تحويل نفسها إلى جميع خلايا الجسم الأخرى ، حيث أنها وصلت بالفعل إلى درجة أعلى من التمايز عن الخلايا الجذعية متعددة القدرات.

في الكائنات الحية البشرية والحيوانية ، ترتبط عملية التمايز بتحديد. يصف التحديد إنشاء تخصص بمجرد أخذها ، حيث يتم نقل التطوير الإضافي لخطوط الخلية بوسائل جينية. بطبيعة الحال ، فإن الخلايا التي تم تمييزها مسبقًا بالفعل سوف تتمايز بشكل أكبر في خلايا خط الخلية المقابل كجزء من تحديدها.

على الرغم من أن المعلومات الجينية الكاملة لكل خلية فردية متطابقة ، إلا أنه يتم استدعاؤها بشكل مختلف اعتمادًا على نوع الخلية من خلال التعبير الجيني. وهذا يعني ، من بين أمور أخرى ، أنه في خلية الكبد ، على سبيل المثال ، يتم فك تشفير المعلومات الجينية لوظيفة الكبد فقط ، بينما تظل جميع المعلومات الأخرى غير مقروءة.

يتأثر التمايز بعوامل خارجية أو داخلية مختلفة. تلعب الهرمونات وعوامل النمو دورًا مهمًا. تحدد جهات اتصال الخلية بالخلايا المجاورة أيضًا اتجاه التمايز.

يمكن أن يحدث تغيير التحديد في ظل ظروف معينة. تم تغيير تحديد الخلية. هذا مهم بشكل خاص في التئام الجروح. إذا كانت الخلايا متمايزة بالفعل ، فإنها تفقد تمايزها في هذه الحالات وتتمايز مرة أخرى. ومع ذلك ، إذا تم اضطراب هذه العملية ، يمكن أن يحدث السرطان.

التمايز ضروري لكي يعمل الكائن الحي كنظام بيولوجي موحد.

الامراض والاعتلالات

ومع ذلك ، في سياق تمايز الخلايا ، يمكن أن تحدث اضطرابات ، والتي قد تؤدي إلى تشوهات في الأعضاء أثناء التطور الجنيني. هناك بعض الأمراض الوراثية مع مجموعة متنوعة من خلل التنسج العضوي. بالإضافة إلى تشوهات الأعضاء الداخلية ، غالبًا ما يكون المظهر الخارجي غير منسجم.

ومع ذلك ، هناك أيضًا أسباب غير وراثية لتشوهات الأعضاء. أحد الأمثلة على ذلك هو عدم تكوين الكلى في غياب السائل الأمنيوسي. نظرًا لأن الجنين البشري لا يمكن أن يتطور إلا داخل السائل الأمنيوسي ، فإن عدم وجود مساحة هنا يؤدي إلى تمايز خاطئ في الأعضاء ، حيث تتأثر أيضًا الأعضاء والأنسجة الأخرى.

يمكن للأدوية أيضًا تعطيل عملية التمايز أثناء التطور الجنيني. ومن الأمثلة المعروفة جيداً عقار كونترغان المهدئ ، الذي أدى إلى تلف نمو الجنين أثناء الحمل المبكر. أصبح هذا علنيًا في عام 1961 مع ما يسمى Contergansandal.

ومع ذلك ، يمكن أن يحدث أيضًا أن الخلايا التي تم تمييزها بالفعل غير متمايزة ، ثم تتكاثر بطريقة غير منضبطة. هذا هو الوضع مع السرطان. كلما زاد تمايز الخلايا ، زاد الورم الخبيث. كما ذكرنا سابقًا ، فإن عدم التمايز ضروري في بعض الحالات عندما تكون هناك حاجة أكبر لنمو الخلايا. هذا هو الحال مع التئام الجروح ، من بين أمور أخرى. ومع ذلك ، في هذه العمليات ، يتبع التمايز غير التمايز تمايز الخلايا. إذا فشل التمايز بعد ذلك ، يتطور السرطان.

يمكن أن تؤثر الطفرات الجسدية في الخلايا أيضًا على الجينات التي تؤثر على التمايز. لذلك ، تزداد احتمالية الإصابة بالسرطان على مدار الحياة.