Kluczowa różnica – komórki macierzyste a komórki zróżnicowane
Organizmy wielokomórkowe powstają w wyniku różnych procesów rozwojowych. Podstawą rozwoju jest diploidalna (2n) zygota, która powstaje w wyniku zapłodnienia. Zygota nadal dzieli się i różnicuje. Komórki macierzyste to niezróżnicowane komórki biologiczne, które nie są wyspecjalizowane w żadnej konkretnej funkcji, ale mają zdolność różnicowania się w wyspecjalizowane komórki, podczas gdy komórki zróżnicowane to typ komórek, które zostały poddane unikalnym modyfikacjom epigenetycznym i pełnią specjalne funkcje w organizmie. To jest kluczowa różnica między komórkami macierzystymi a komórkami zróżnicowanymi.
Co to są komórki macierzyste?
Komórki macierzyste można zdefiniować jako niezróżnicowane komórki biologiczne, które nie są wyspecjalizowane w żadnej konkretnej funkcji. Komórki macierzyste mają zdolność różnicowania się w wyspecjalizowane komórki, a także dają początek większej liczbie komórek macierzystych poprzez mitozę. Komórki macierzyste znajdują się zwykle w organizmach wielokomórkowych. Posiadają zdolność rozwijania się w wiele typów komórek we wczesnym okresie życia, a także podczas wzrostu organizmu. Dlatego podczas podziału komórek macierzystych może stać się innym wyspecjalizowanym typem komórek lub pozostać jako komórka macierzysta.
Istnieją dwie unikalne cechy komórek macierzystych, które pomagają odróżnić je od innych komórek. Po pierwsze, są to niewyspecjalizowane komórki, które są w stanie odnowić się poprzez podział komórki nawet po pewnym okresie braku aktywności. Na przykład w narządach takich jak szpik kostny następuje regularny podział komórek macierzystych w celu naprawy i wymiany uszkodzonych tkanek. Po drugie, mają zdolność rozwijania się w tkanki lub komórki specyficzne dla narządów. Komórki macierzyste dzielą się w wyspecjalizowanych warunkach w narządach takich jak serce itp.
Komórki macierzyste mają kilka potencjałów różnicowania. Można je podzielić na totipotencjalne, pluripotencjalne i multipotencjalne. Totipotencjalne komórki macierzyste są zdolne do różnicowania się w typy komórek embrionalnych. Takie komórki są produkowane przez fuzję komórki jajowej i nasienia. W ten sposób można wytwarzać żywotne organizmy. Pluripotencjalne komórki macierzyste są produkowane z komórek totipotencjalnych i są zdolne do różnicowania się w prawie każdy typ komórki i pochodzą z trzech listków zarodkowych. Multipotencjalne komórki macierzyste są w stanie różnicować się w wiele komórek z tej samej rodziny.
Rysunek 01: Komórka macierzysta
Obecnie w badaniach wykorzystywane są dwa rodzaje komórek macierzystych: embrionalne komórki macierzyste i dorosłe komórki macierzyste/somatyczne komórki macierzyste. Embrionalne komórki macierzyste to komórki obecne w blastocyście i zarodku od 3 do 5 dni po zapłodnieniu. Są pluripotencjalne, a zatem wszystkie pochodne trzech listków zarodkowych są rozwijane przez embrionalne komórki macierzyste. Dorosłe lub somatyczne komórki macierzyste to komórki macierzyste, które naprawiają i utrzymują uszkodzone tkanki. Większość dorosłych komórek macierzystych jest multipotencjalnych, podczas gdy pluripotencjalne komórki macierzyste są rzadko spotykane. Szpik kostny jest przykładem dorosłych komórek macierzystych, które są wykorzystywane w kilku terapiach.
Co to są komórki zróżnicowane?
Zróżnicowane komórki to rodzaj komórek, które zostały poddane unikalnym modyfikacjom epigenetycznym w zależności od tkanki oraz w odpowiedzi na bodźce środowiskowe i rozwojowe. W aspekcie różnicowania komórkowego jest to proces, w którym najmniej wyspecjalizowane komórki są przekształcane w stan bardziej wyspecjalizowanych typów komórek. Różnicowanie komórkowe jest uważane za główny aspekt biologii rozwojowej. Poprzez różnicowanie komórek, różne tkanki w ciele są zaopatrzone w różne typy komórek. Różnicowanie komórek jest wyzwalane przez początek rozwoju organizmu wielokomórkowego. Poprzez zapłodnienie, żeńska gameta jest łączona z męską gametą, co powoduje powstanie zygoty w stadium diploidalnym (2n).
Zygota jest głównym źródłem różnicowania komórek. Tutaj najbardziej złożone tkanki ciała powstają poprzez różnicowanie komórek. W przeciwieństwie do komórek macierzystych, które są niezróżnicowane, komórki zróżnicowane pełnią bardziej efektywną funkcję w organizmie. Związek między komórkami macierzystymi a komórkami zróżnicowanymi polega na tym, że komórki zróżnicowane powstają poprzez podział komórek macierzystych na w pełni zróżnicowane komórki potomne. Występuje to głównie u dorosłych jako powszechny proces podczas procedur naprawy tkanek i normalnego obrotu komórkowego.
Rysunek 02: Diagram przedstawiający różnicowanie embrionalnych komórek macierzystych
Zróżnicowane komórki są wytwarzane w takim aspekcie, w którym zmienia się rozmiar i kształt niezróżnicowanych komórek. Różnicowanie komórek powoduje również zmiany aktywności metabolicznej i odpowiedzi na bodźce. Różnicowanie komórek nie powoduje zmiany sekwencji DNA. Należy jednak wspomnieć, że różnicowanie komórek może powodować wyłączenie genów, które nie są niezbędne dla określonej tkanki.
Jakie są podobieństwa między komórkami macierzystymi a komórkami zróżnicowanymi?
- Zarówno komórki macierzyste, jak i komórki zróżnicowane są obecne w procesie rozwoju organizmu wielokomórkowego.
- Komórki macierzyste są różnicowane w różne wyspecjalizowane komórki.
Jaka jest różnica między komórkami macierzystymi a komórkami zróżnicowanymi?
Komórki macierzyste a komórki zróżnicowane |
|
| Komórki macierzyste można zdefiniować jako niezróżnicowane komórki biologiczne, które nie są wyspecjalizowane w żadnej konkretnej funkcji, ale mają zdolność różnicowania się w wyspecjalizowane komórki. | Komórki zróżnicowane to typ komórek, które zostały poddane unikalnym modyfikacjom epigenetycznym w zależności od tkanki oraz w odpowiedzi na bodźce środowiskowe i rozwojowe. |
| Specyficzna funkcja | |
| Komórki macierzyste nie mają określonej funkcji. | Zróżnicowane komórki mają określoną funkcję. |
Podsumowanie – komórki macierzyste a komórki zróżnicowane
Poprzez zapłodnienie, żeńska gameta jest połączona z męską gametą, co powoduje powstanie diploidalnej zygoty (2n). Zygota dzieli się w sposób ciągły w fazie rozwoju organizmu wielokomórkowego. Komórki macierzyste można zdefiniować jako niezróżnicowane komórki biologiczne, które nie są wyspecjalizowane w określonej funkcji. Ale mają zdolność różnicowania się w wyspecjalizowane komórki lub dają początek większej liczbie komórek macierzystych poprzez mitozę. Obecnie w badaniach wykorzystywane są dwa rodzaje komórek macierzystych, znane jako embrionalne komórki macierzyste i dorosłe/somatyczne komórki macierzyste. Komórki zróżnicowane to rodzaj komórek, które zostały poddane unikalnym modyfikacjom epigenetycznym w zależności od tkanki oraz w odpowiedzi na bodźce środowiskowe i rozwojowe. Zróżnicowane komórki pełnią ważniejszą funkcję niż komórki macierzyste. To jest różnica między komórkami macierzystymi a komórkami zróżnicowanymi.
