Transdetermination

EN Transdetermination i biologi repræsenterer omprogrammering af en differentieret kropscelle. Som regel er processen med differentiering af kroppens celler fra den befrugtede ægcelle til den fuldt udviklede organisme irreversibel. Under bestemte betingelser kan en celle, der er bestemt i dens differentiering, imidlertid omprogrammeres.

Hvad er transdetermination?

Transdetermination betyder omdannelse fra en bestemt tilstand til en anden bestemt tilstand.I biologi er transdetermination karakteriseret ved omprogrammering af en allerede differentieret kropscelle til en anden differentieret kropscelle.

For mennesker og de fleste flercellede dyr begynder udviklingen af ​​organismer med den befrugtede ægcelle. Hele organismen udvikler sig fra denne første celle. Når cellerne deler sig, bliver de enkelte celler i stigende grad differentieret eller specialiseret i løbet af embryogenese. Sådan udvikler organerne. Levercellerne har for eksempel den samme genetiske information som hjertecellerne. I begge celletyper hentes den nødvendige genetiske information imidlertid fra forskellige gener.

Som en del af differentieringen lukkes visse gener ved methyleringer eller modifikationer af histoner. Differentiering finder sted ved, at forskellige gener er slukket fra cellelinje til cellelinje.

Under transdetermination genaktiveres inaktive gener, og de tidligere aktiverede gener er inaktive igen. Et eksempel ville være den komplekse transformation af en hudcelle til en levercelle.

Funktion & opgave

Den befrugtede ægcelle er den første celle i organismen. Det er den originale stamcelle i alle senere stærkt differentierede celler. Sammen med de første otte celler omtales det som en totipotent stamcelle. Disse første celler er stadig fuldstændigt udifferentierede og kan hver især udvikle sig til en uafhængig organisme.

Efter den ottende celledeling dannes pluripotente eller embryonale stamceller. Disse kan stadig transformeres til cellerne i alle tre kimlag (ectoderm, mesoderm, endoderm). De har imidlertid allerede mistet evnen til at udvikle sig til uafhængige organismer.

Den videre udvikling fører til de postembryonale stamceller, der er opdelt i føtal, neonatal og voksne stamceller afhængigt af udviklingsstadiet. De postembryonale stamceller repræsenterer allerede forskellige cellelinjer, der kan omdannes til visse organsystemer. De har også stadig differentieringspotentiale, som dog kun er relateret til visse celletyper. De kaldes multipotente stamceller. F.eks. Kan neurale stamceller stadig omdannes til forskellige former for nerveceller, men ikke længere til blodlegemer.

EN transdifferentiering eller transdetermination af cellerne er mulig. Det er imidlertid kontroversielt, om en fuldstændigt differentieret kropscelle kan omprogrammeres. For at gøre dette skulle ekspressionen af ​​tusinder af gener aktiveres på samme tid, og tusinder af andre gener deaktiveres på samme tid, for eksempel for at omdanne en hudcelle til en muskelcelle. Indtil videre antages det, at kun voksne stamceller stadig er i stand til at gøre dette. Deres differentieringspotentiale er endda ud over cotyledonet.

Omprogrammeringen finder normalt sted i to trin. Først og fremmest er der en differentiering af cellen. Efter celledeling finder differentieringen igen sted i en anden retning. En sådan transdetermination finder sted inden i organismen, for eksempel under sårheling. En bred vifte af celletyper, der er nødvendige til helingsprocessen, udvikler sig fra voksne stamceller.

For medicin vil der sandsynligvis være fremragende udsigter i fremtiden som et alternativ til nutidens transplantationsteknologi. På denne måde kan syge organer dyrkes direkte fra deres egne voksne stamceller. År med lægemiddelbehandling for at begrænse afstødningsreaktioner ville være fortiden. I forskellige in vitro-undersøgelser af cellekulturer blev en vækstfaktor anvendt til at differentiere og redifferentificere celler.

Som en del af stamcelleforskningen blev det opdaget, at stamceller muligvis kan erstatte celler, der er blevet ødelagt i et hjerteanfald. Resultaterne antyder dog også, at helingen ikke er baseret på erstatning med de transbestemte celler, men på stimulering af cellevækst og celledifferentieringsprocesser. Voksne stamceller viser sig også i regenereringen af ​​brusk og knogler.

Sygdomme og lidelser

I forbindelse med transdetermination forekommer alvorlige sygdomme igen og igen. Udviklingen af ​​kræft er baseret på en differentiering af kropsceller. Ændringer i cellen kan føre til udifferentieret celledeling, som kan omfatte hele kroppen gennem dannelse af metastaser. Årsager kan være somatiske mutationer, vira eller uden kontrol af celleprofileringer under helingsprocesser.

Afvigelse kan være hurtig. Der er imidlertid også former for kræft, hvor tumoren forbliver differentieret i lang tid. Imidlertid er der efter fasen med dedifferentiering ingen yderligere differentiering. De delende celler er degenererede og bevæger sig længere væk fra deres oprindelige tilstand efter hver celledeling.

Den genetiske information kan også ændres konstant. For eksempel er sårheling en naturlig proces baseret på transdetermination. Her forvandles voksne stamceller til differentierede hudceller, bindevævsceller eller celler af andre typer.I sjældne tilfælde dannes imidlertid en ondartet tumor som en del af den konstante celledeling.

Det samme kan ske efter immunreaktioner. Lymfomer er blandt andet et udtryk for et immunsystem, der er gået ud af kontrol.