Diferentseerumine

in Diferentseerumine toimub metamorfoos. Antud idulehe diferentseeritud rakud muundatakse teise idulehe rakkudeks selliste protsesside abil nagu histooni deatsetüülimine ja metüleerimine. Vigane transdiferentseerumisprotsess on paljude haiguste, näiteks Barrett'i östroofuse, aluseks.

Mis on diferentseerumine?

Embrüonaalne areng toimub kolme erineva idukihi alusel. Diferentseerimine on embrüonaalsete rakkude arengu samm. Rakud muutuvad diferentseerumisprotsesside kaudu spetsiaalseks vormiks. Kõikvõimaste embrüonaalsete rakkude esimene diferentseerimine vastab idulehtedele, mis on koespetsiifilised ja ei ole seetõttu enam kõikvõimsad.

Diferentseerumine on erijuhtum või isegi diferentseerituse tagasipööramine. Protsess vastab metamorfoosile. Ühe idulehe rakud muundatakse teise idulehe rakkudeks. Enamik transdiferentseerumisi ei toimu otseselt, vaid vastavad diferentseerumisele, millele järgneb omakorda eristamine vastassuundades. Teadlased seostavad transdiferentseerumist peamiselt inimese tüvirakkudega.

Iga transdiferentseerumisega toimub vastava geeni ekspressiooni täielik muutumine molekulaarbioloogilisel tasemel. Iga transdiferentseerimine nõuab aktiivsuse muutust tuhandetes üksikutes geenisegmentides. Patoloogilised transdiferentseerumisprotsessid toimuvad seoses mõne haigusega. Põhimõtteliselt ei pea transdiferentseerumisel olema mingit patoloogilist väärtust.

Funktsioon ja ülesanne

Transdiferentseerumise kontekstis muutub raku geeniekspressioon molekulaargeneetilisel tasemel täielikult. See mõjutab replikatsiooni. Transdiferentseerunud rakus replitseeritakse täiesti erinevad geenilõigud, kui algselt kavandatud. Sel põhjusel oli lõpuks täiesti erinev valkude süntees, kui algselt plaaniti.

Transdiferentseerumisega kaasneb varem aktiivsete geenide desaktiveerimine. See seiskamine toimub peamiselt protsesside kaudu, mis on seotud üksikute DNA sektsioonide histooni deatsetüülimise või metüülimisega. Transdiferentseerumise täielik protsess nõuab geeni lugematute lõikude aktiivsuse muutmist.

Transdiferentseeritud raku geeniekspressioon ei vasta enamasti olulistes osades geeni ekspressiooni algsele mustrile. Histooni deatsetüülimise protsess mitte ainult ei muuda teatud geenisegmente välja, vaid muudab ka DNA võimet siduda. Histooni deatsetüülimisprotsess keskendub histoonile, mille struktuurist atsetüülrühm eemaldatakse. See annab histoonile märkimisväärselt suurema afiinsuse DNA fosfaatrühmade suhtes. Samal ajal on transkriptsioonifaktorite ja DNA vahel vähem seondumisvõimet.

Transkriptsioonifaktorid mõjutavad transkriptsiooni kas positiivselt või negatiivselt ning on kas aktivaatorid või repressorid. Transkriptsioonifaktorite vähenenud sidumisvõime põhjustab DNA vastavas punktis paiknevate üksikute geeniekspressioonide pärssimist.

Metüleerimise protsess järgib ka DNA inaktiveerimise põhimõtet. Ainus erinevus on see, et metüülimisprotsessid keskenduvad pigem metüülrühmadele kui histoonidele. Need metüülrühmad seostuvad DNA kindla sektsiooniga ja inaktiveerivad sel viisil üksikud DNA lõigud. Kui rakud diferentseeruvad, muutub nende geeniekspressioon märkimisväärselt ja paljud geenid lülitatakse protsesside ajal isegi välja.

Täielik transdiferentseerumine sõltub tuhandete geenide kõrgest ekspressioonist ja nõuab samal ajal tuhandete teiste geenide ekspressiooni alareguleerimist. Ainult sel viisil on raku transformeerimiseks saadaval õiged valgud. Näiteks vajab lihasrakk põhimõtteliselt erinevaid valke kui maksarakk.

Transdiferentseerumine toimub kas otse või kaudselt. See ümbersõit vastab diferentseerumisele, millele järgneb hilisem uus eristamine teistes suundades.

Ravimid leiate siit

Haigused ja tervisehäired

Transdiferentseerumised võivad olla paljude erinevate haiguste aluseks, mis muudab need kliiniliselt oluliseks. Näiteks Barretti söögitoru on seotud transdiferentseerumisprotsessidega. See haigus põhineb epiteelirakkude muundamisel, mis diferentseeruvad patoloogiliste protsesside käigus mutsiini tootvateks soolerakkudeks. Sellega seoses räägitakse soolestiku metaplaasiast, mis on seotud valikulise degeneratsiooni riskiga ja võib näiteks edendada adenokartsinoomide teket. Üldiselt kirjeldatakse Barretti sündroomi kui distaalse söögitoru kroonilist põletikulist muutust, mille tulemuseks on peptiliste haavandite teke, mis võivad tekkida reflukshaiguse komplikatsioonide osana. Sündroomi korral toimub lamese epiteeli muundamine distaalses söögitorus.

Teine transdiferentseerumistel põhinev haigus vastab leukoplakia moodustumisele. Selle nähtuse osana diferentseeruvad suu limaskesta rakud vähieelseteks kahjustusteks, mis võivad soodustada lamerakk-kartsinoomi. Leukoplakia on limaskesta hüperkeratoos, mis on sageli samal ajal düsplastiline. Lisaks suuõõnele esinevad need leukoplakiad peamiselt huultel ja suguelundite piirkonnas. Leukoplakiale eelneb tavaliselt naha või limaskestade krooniline ärritus. See ärritus paksub sarvjas kiht kahjustatud piirkonnas. Punakas limaskest muutub nii valkjaks, et paksu epiteeli all olevaid kapillaare ei saa enam välja viia.

Põhjuslik stiimul võib oma olemuselt olla mehaaniline, bioloogiline, füüsikaline või keemiline. Bioloogiliste stiimulite hulka kuuluvad kroonilised viirusnakkused. Keemiliselt põhjustavad stiimulid tekivad enamasti tubaka suitsetamisest või närimisest. Näiteks võib halvasti paigaldatavat proteesi pidada mehaaniliselt põhjustavaks stiimuliks.