transdiferencijacija

U transdiferencijacija događa se metamorfoza. Diferencirane stanice određenog kotiledona transformiraju se u stanice drugog kotiledona postupcima kao što su histonska deacetilacija i metilacija. Neispravni transdiferencijalni procesi osnova su mnogih bolesti, poput Barrettovog estrofaga.

Što je transdiferencijacija?

Embrionalni razvoj odvija se na temelju tri različita klica. Diferenciacija je korak u razvoju ćelija embriona. Stanice se transformiraju u specijalizirani oblik kroz procese diferencijacije. Prva diferencijacija svemoćnih embrionalnih stanica odgovara razvoju klijavih slojeva koji su tkivno specifični i stoga više nisu svemoćni.

Transdiferencijacija je poseban slučaj ili čak reverzija diferencijacije. Proces odgovara metamorfozi. Stanice jednog kotiledona pretvaraju se u stanice drugog kotiledona. Većina transdiferencijacija ne odvija se izravno, već odgovara dediferencijaciji, što zauzvrat slijedi diferencijacijom u suprotnim smjerovima. Znanstvenici uglavnom povezuju transdiferencijaciju s ljudskim matičnim stanicama.

Svakom transdiferencijacijom dolazi do potpune promjene u ekspresiji gena na molekularno biološkoj razini. Svaka transdiferencijacija zahtijeva promjenu aktivnosti u tisućama pojedinih segmenata gena. Patološki transdiferencijacijski procesi odvijaju se u vezi s nekim bolestima. U osnovi, transdiferencijacija ne mora imati nikakvu patološku vrijednost.

Funkcija i zadatak

U kontekstu transdiferencijacije, ekspresija gena u stanici potpuno se mijenja na molekularno genetskoj razini. To ima posljedice na replikaciju. U transdiferenciranoj stanici repliciraju se potpuno različiti dijelovi gena nego što je bilo prvobitno namijenjeno. Iz tog razloga, na kraju, potpuno drugačija sinteza proteina od prvobitno planirane.

Transdiferencijacija je praćena deaktivacijom prethodno aktivnih gena. Ovo zaustavljanje odvija se uglavnom kroz procese u kontekstu deacetilacije histona ili metilacije na pojedinim dijelovima DNA. Kompletan proces transdiferencijacije zahtijeva promjenu aktivnosti bezbroj odsječaka gena.

Ekspresija gena transdiferencirane stanice uglavnom ne odgovara izvornom obrascu ekspresije gena u bitnim dijelovima. Postupak deacetilacije histona ne samo da služi za isključivanje određenih genskih segmenata, već također mijenja sposobnost vezanja DNK. Postupak deacetilacije histona usredotočen je na histon, iz čije strukture je uklonjena acetilna skupina. To daje histonu značajno veći afinitet prema DNA fosfatnim skupinama. Istovremeno, postoji manji kapacitet vezanja između faktora transkripcije i DNK.

Faktori transkripcije utječu na transkripciju bilo pozitivno ili negativno te su ili aktivatori ili tlačitelji. Smanjena sposobnost vezanja transkripcijskih faktora rezultira inhibicijom pojedinih genskih ekspresija koje se nalaze u odgovarajućoj točki DNK.

Proces metilacije također slijedi princip inaktivacije DNA. Jedina je razlika što se procesi metilacije fokusiraju na metilne skupine, a ne na histone. Te metilne skupine vežu se na određeni dio DNA i na taj način inaktiviraju pojedinačne sekcije DNK. Kad se stanice diferenciraju, njihova se ekspresija gena značajno mijenja i mnogi se geni čak isključuju tijekom procesa.

Potpuna transdiferencijacija ovisi o visokoj ekspresiji tisuća gena, a istodobno zahtijeva nižu regulaciju ekspresije tisuća drugih gena. To je jedini način na koji su pravi proteini na kraju dostupni da se stanica transformira. Na primjer, mišićnoj stanici su potrebni bitno različiti proteini od stanica jetre.

Transdiferenciacija se odvija izravno ili neizravno. Ovo skretanje odgovara dediferencijaciji, nakon čega slijedi nova diferencijacija u drugim smjerovima.

Ovdje možete pronaći svoje lijekove

Bolesti i bolesti

Transdiferenciranost može biti osnova mnogih različitih bolesti, što ih čini klinički važnim. Takozvani Barrettov jednjak, na primjer, povezan je s procesima transdiferencijacije. Ova se bolest temelji na pretvorbi stanica epitela, koje se tijekom patoloških procesa transdiferenciraju u crijevne stanice koje stvaraju mucin. U tom se kontekstu govori o crijevnoj metaplaziji, koja je povezana s fakultativnim rizikom degeneracije i, na primjer, može pospješiti razvoj adenokarcinoma. Općenito, Barrettov sindrom opisan je kao kronična upalna promjena distalnog jednjaka koja rezultira razvojem peptičkih ulkusa, što se može pojaviti kao dio komplikacija kod refluksne bolesti. U sindromu dolazi do pretvorbe skvamoznog epitela u distalnom jednjaku.

Druga bolest utemeljena na transdiferenciranosti odgovara stvaranju leukoplakije. Kao dio ovog fenomena, stanice oralne sluznice transdiferenciraju se u prekanceroze, što može promovirati karcinom pločastih stanica. Leukoplakija je hiperkeratoza sluznice koja je istovremeno istovremeno displastična. Pored usne šupljine, ove leukoplakije nastaju prije svega na usnama i u genitalnom području. Leukoplakiji obično prethodi kronična iritacija kože ili sluznice. Ova iritacija zadebljava rožni sloj na zahvaćenom području. Crvenkasta sluznica postaje toliko bjelkasta da se kapilare ispod debelog epitela više ne mogu razabrati.

Kauzalni poticaj može biti mehaničke, biološke, fizičke ili kemijske prirode. Biološki podražaji uključuju kronične virusne infekcije. Kemijski uzročni podražaji uglavnom nastaju pušenjem ili žvakanjem duhana. Na primjer, slabo prikladna proteza može se smatrati mehanički uzročno-poticajnim stimulansom.