Transdetermination u biologiji predstavlja reprogramiranje diferencirane tjelesne stanice.U pravilu je proces diferencijacije tjelesnih stanica od oplođene jajne stanice do potpuno razvijenog organizma nepovratan. Međutim, pod određenim uvjetima stanica se može odrediti u svom diferencijaciji.
Što je transdeterminacija?
Transdeterminacija znači transformaciju iz jednog određenog stanja u drugo određeno stanje.U biologiji je transdeterminacija karakterizirana reprogramiranjem već diferencirane tjelesne stanice u drugu diferenciranu tjelesnu stanicu.
U slučaju ljudi i većine višećelijskih životinja, razvoj organizama započinje oplođenom jajnom stanicom. Iz ove prve ćelije razvija se čitav organizam. Kako se stanice dijele, pojedine stanice postaju sve više diferencirane ili specijalizirane za vrijeme embriogeneze. Tako se razvijaju organi. Stanice jetre, na primjer, imaju iste genetske informacije kao i stanice srca. U obje vrste stanica, međutim, potrebne genetske informacije pronalaze se iz različitih gena.
Kao dio diferencijacije, određeni geni se zaustavljaju metilacijom ili modifikacijom histona. Razlikovanje se događa u tome što su različiti geni isključeni iz stanične u staničnu liniju.
Tijekom transdeterminacije neaktivni geni se ponovno aktiviraju, a prethodno aktivirani geni ponovno su neaktivni. Primjer bi bila složena transformacija stanice kože u stanicu jetre.
Funkcija i zadatak
Oplođena jajna stanica prva je stanica u organizmu. Izvorna je matična stanica svih kasnijih visoko diferenciranih stanica. Zajedno s prvih osam stanica naziva se totipotentnom matičnom stanicom. Te su prve stanice još uvijek potpuno nediferencirane i svaka se od njih može razviti u neovisan organizam.
Nakon odjeljenja osme stanice formiraju se pluripotentne ili embrionalne matične stanice. Oni se još uvijek mogu transformirati u stanice sva tri klijala sloja (ektoderma, mezoderma, endoderma). Međutim, već su izgubili sposobnost razvijanja u neovisne organizme.
Daljnji razvoj dovodi do postembrionskih matičnih stanica, koje se dijele na matične stanice fetusa, novorođenčeta i odraslih, ovisno o stadiju razvoja. Postembrionske matične stanice predstavljaju različite stanične linije koje se mogu transformirati u određene organe. I oni još uvijek imaju potencijal diferencijacije, koji se, međutim, odnosi samo na određene tipove stanica. Nazivaju se multipotentnim matičnim stanicama. Na primjer, živčane matične stanice se još uvijek mogu transformirati u različite oblike živčanih stanica, ali više ne u krvne stanice.
transdiferencijacija ili je moguća transdeterminacija stanica. Međutim, sporno je može li se reprogramirati potpuno diferencirana tjelesna stanica. Da bi se to postiglo, trebalo bi istodobno aktivirati ekspresiju tisuća gena, a tisuće drugih gena istovremeno deaktivirati, na primjer, kako bi se stanica kože pretvorila u mišićnu stanicu. Do sada se pretpostavljalo da samo matične stanice odraslih to čine. Njihov diferencijacijski potencijal je čak i izvan kotiledona.
Reprogramiranje se obično odvija u dva koraka. Prije svega postoji dediferencijacija stanice. Nakon diobe stanica, diferencijacija se odvija opet u drugačijoj orijentaciji. Takva se transdeterminacija odvija unutar organizma, na primjer tijekom zacjeljivanja rana. Iz matičnih stanica odraslih razvija se širok spektar stanica koji su potrebni za proces ozdravljenja.
Za medicinu će u budućnosti vjerojatno postojati izvrsni izgledi kao alternativa današnjoj tehnologiji transplantacije. Na taj se način bolesni organi mogu uzgajati izravno iz vlastitih matičnih stanica odraslih. Godine liječenja lijekovima za ograničavanje reakcija odbacivanja bile bi prošlost. U raznim studijama staničnih kultura in vitro, faktor rasta korišten je za diferenciraciju i preusmjeravanje stanica.
Tijekom istraživanja matičnih stanica otkriveno je da matične stanice mogu zamijeniti stanice koje su uništene u srčanom infarktu. Rezultati također sugeriraju da se izlječenje ne temelji na zamjeni trans-određenih stanica, već na stimulaciji staničnog rasta i procesa diferencijacije stanica. Matične stanice odraslih dokazuju se i u regeneraciji hrskavice i kostiju.
Bolesti i bolesti
U vezi s transdeterminacijom, ozbiljne bolesti se pojavljuju iznova i iznova. Razvoj karcinoma temelji se na dediferencijaciji tjelesnih stanica. Promjene unutar stanice mogu dovesti do nediferencirane diobe stanica, koja može obuhvatiti cijelo tijelo stvaranjem metastaza. Uzroci mogu biti somatske mutacije, virusi ili izvan kontrole staničnih profilacija tijekom procesa ozdravljenja.
Dediferencijacija može biti brza. Međutim, postoje i oblici raka kod kojih tumor ostaje dugo diferenciran. Međutim, nakon faze dediferencijacije ne dolazi do daljnjeg razlikovanja. Stanice koje razdvajaju se degeneriraju i odmiču se dalje od svog početnog stanja nakon svake diobe stanica.
Genetske informacije također su podložne stalnim promjenama. Na primjer, zacjeljivanje rana prirodan je proces zasnovan na transdeterminaciji. Ovdje se matične stanice odraslih pretvaraju u diferencirane stanice kože, stanice vezivnog tkiva ili stanice drugih vrsta, no u rijetkim slučajevima zloćudni tumor tvori se kao dio stalne diobe stanica.
Isto se može dogoditi nakon imunoloških reakcija. Limfomi su, između ostalog, izraz imunološkog sustava koji je izašao iz kontrole.
