Määramine

Määramine on rakkude diferentseerimise samm ja aitab seega kaasa kudede spetsialiseerumisele. Protsess loob järgmiste rakkude arenguprogrammi ja võtab kõikvõimsad rakud võimaluse genereerida erinevaid rakutüüpe. Mida spetsialiseerunud kude on, seda väiksem on selle regenereerimisvõime.

Mis on sihikindlus?

Arengubioloogia jälgib rakkude ja kudede arengut spetsialiseeritumasse olekusse. Selle arengu käigus muutuvad koe üksikud rakud mitu korda, kuni nad on spetsialiseerunud. Muutus võib toimuda eri suundades ja on pöördumatu.

Diferentseerumine ja rakkude jagunemine annavad mitmerakulisele eluviisile selle kuju. Kogu seda vormimisprotsessi nimetatakse morfogeneesiks. Viljastatud munarakk on morfogeneesi lähtepunkt. Diferentseerumisprotsesside käigus muutub see erinevate rakutüüpide ja koetüüpide keerukaks struktuuriks.

Zygote on totipotentsus. Seetõttu on see võimeline arendama organismis kõiki rakutüüpe. Rakkude jagunemine loob tsügootist üksikud tütarrakud. Need tütarrakud on spetsialiseerunud teatud rollidele sõltuvalt nende vanemast. See rakkude jagunemise samm käib käsikäes nn määramisega. Spetsialiseerumise suund kantakse epigeneetiliselt üle kõigile järgnevatele rakupõlvkondadele. Seetõttu määrab määramine järgmiste lahtrite arendusprogrammi.

Funktsioon ja ülesanne

Määramine on samm diferentseerumise suunas ja annab organismidele nende kuju, aidates kaasa rakkude ja kudede spetsialiseerumisele. See spetsialiseerumine toimub embrüogeneesi käigus, et teha kindlaks rakkude ja kudede kinnitusmustrid. Eeldatavasti realiseeritakse määramine vastava geenikomplekti aktiveerimise kaudu.

Arengubioloogia eristab stabiilset ja ebastabiilset määramist. Kindlaksmääratud lahter säilitab oma arendusprogrammi alati. See kehtib ka juhul, kui see rändab organismist algsest kohast teise või siirdatakse sinna. Konkreetse rakuliini tugevust piiratakse veelgi ja määramisega. Embrüo pluripotentsed tüvirakud võivad toota mis tahes tüüpi rakke. Mitmepotentsed keha tüvirakud ei suuda enam toota kõiki koed, vaid ainult rakutüüpe. Määramise lõpus on pöördumatult diferentseerunud ja funktsionaalsed keharakud, millel sageli pole enam võimalust jaguneda ja mille eluiga on piiratud.

Määramine võib toimuda erinevates suundades. See tähendab, et rakud võivad teatud tingimustel määramist muuta. Seda protsessi nimetatakse ka ümberdetermineerimiseks. Rakud kaotavad diferentseerituse, mistõttu nad eristuvad. Pärast diferentseerumist võivad nad olla võimelised taas eristuma. Uut diferentseeritust nimetatakse siis transdiferentseerumiseks. Need nähtused on seotud haavade paranemise ja vähi arenguga.

Taimed erinevad loomadest määramise ja eristamise poolest. Neil on meristemaatilised rakud, mis on spetsialiseerunud uute kudede jagamisele ja loomisele. Erinevalt loomadest ei määrata taimedes diferentseerunud rakke sageli või programmeeritakse neid piiratud määral. Seega säilib enamikul taimerakkudel võime rakutüüpe jagada ja genereerida.

Haigused ja tervisehäired

Mida diferentseeritum on teatud kude, seda halvemini ta taastub kahjustustest ja vigastustest. Täielik regenereerimine saab toimuda ainult kudedes, mis on võimelised rakkude jagunemiseks. Vigastatud koe regenereerimisvõime sõltub spetsialiseerumise astmest.

Taastumine võib toimuda täielikult, mittetäielikult või üldse mitte. Suureneva diferentseerumisega väheneb regenereerimisvõime. Närvikoes ja südame kudedes esinevad eriti kõrge spetsialiseerumisega müokardirakud ja närvirakud. Need lahtrid ei saa enam jagada. Südame või kesknärvisüsteemi kahjustus ravib seetõttu ainult defekti.

Seevastu vererakud ja epiteelirakud on vähem diferentseerunud. Need moodustuvad püsivalt halvasti diferentseerunud rakkudest. Paremate tervendavate tulemuste saavutamiseks tugineb kaasaegne meditsiin nn tüvirakuteraapiale. See ravimeetod hõlmab kõiki meditsiinilisi teraapiaprotseduure, mille puhul ravi keskseks komponendiks on tüvirakud. Vanim ja tuntuim tüvirakkude ravi on leukeemiaravi.

Tüvirakke saab eraldada nii embrüonaalsest kui ka täiskasvanu koest. Embrüonaalsed tüvirakud on endiselt kõikvõimsad ja võivad seetõttu eristuda kõigiks kudedeks. Embrüonaalsed tüvirakud tekitavad kiiresti suure hulga rakke, mis võivad sisestada kahjustatud koesse. Embrüonaalsete tüvirakkude kõrge jagunemise määr on aga seotud kasvajahaiguste riskiga. Seega mängib määramise uurimine kasvajahaiguse kontekstis suurenenud rolli ka kudede kasvu korral.

Määramine on oluline ka erinevate väärarengute või mutatsioonide arvessevõtmiseks. Kui määramiseks kättesaadavad rakud ei kata kõiki arenguprogramme, siis halvimal juhul ei saa teatud tüüpi koe rakud areneda. Määramisvigadel võivad olla tõsised tagajärjed. Kuid ümberdeterminiseerimise võimaluse abil saab määramisvigu teatud määral parandada. Kui parandust ei tehta või kui parandus on vale, siis võivad mõned kuded olla liiga arenenud, teised aga vähearenenud.