Ključna razlika – izvorne celice v primerjavi z diferenciranimi celicami
Večcelični organizmi se razvijejo skozi različne razvojne procese. Osnova za razvoj je diploidna (2n) zigota, ki nastane z oploditvijo. Zigota se še naprej deli in diferencira. Matične celice so nediferencirane biološke celice, ki niso specializirane za nobeno posebno funkcijo, vendar imajo sposobnost diferenciacije v specializirane celice, medtem ko so diferencirane celice vrsta celic, ki so bile podvržene edinstvenim epigenetskim spremembam in imajo posebne funkcije v telesu. To je ključna razlika med izvornimi celicami in diferenciranimi celicami.
Kaj so izvorne celice?
Matične celice lahko definiramo kot nediferencirane biološke celice, ki niso specializirane za nobeno posebno funkcijo. Matične celice se lahko diferencirajo v specializirane celice in z mitozo povzročijo nastanek več izvornih celic. Matične celice običajno najdemo v večceličnih organizmih. Imajo sposobnost, da se razvijejo v številne vrste celic v zgodnjem življenju in tudi med rastjo telesa. Zato lahko matične celice med delitvijo postanejo druga specializirana vrsta celic ali pa ostanejo matične celice.
Obstajata dve edinstveni značilnosti izvornih celic, ki pomagata razlikovati od drugih celic. Prvič, to so nespecializirane celice, ki se lahko obnavljajo z delitvijo celic tudi po določenem času neaktivnosti. V organih, kot je kostni mozeg, se na primer redno delijo izvorne celice za popravilo in nadomestitev poškodovanih tkiv. In drugič, imajo sposobnost, da se razvijejo v tkiva ali celice, specifične za organ. Matične celice se delijo pod posebnimi pogoji v organih, kot je srce itd.
Matične celice imajo več diferenciacijskih potencialov. Lahko jih kategoriziramo kot totipotentne, pluripotentne in multipotentne. Totipotentne izvorne celice so sposobne diferenciacije v tipe embrionalnih celic. Takšne celice nastanejo s fuzijo jajčeca in sperme. Tako se lahko proizvedejo živi organizmi. Pluripotentne izvorne celice nastanejo iz totipotentnih celic in se lahko diferencirajo v skoraj vse vrste celic, izhajajo pa iz treh zarodnih listov. Multipotentne matične celice se lahko diferencirajo v številne celice iste družine.
Slika 01: Matične celice
Trenutno se za študije uporabljata dve vrsti izvornih celic, in sicer sta embrionalne matične celice in matične celice odraslih/somatske matične celice. Embrionalne matične celice so celice, ki so prisotne v blastocisti in v zarodku 3 do 5 dni po oploditvi. So pluripotentne, zato se vsi derivati treh zarodnih listov razvijejo prek embrionalnih izvornih celic. Odrasle ali somatske matične celice so matične celice, ki obnavljajo in vzdržujejo poškodovana tkiva. Večina izvornih celic odraslih je multipotentnih, medtem ko pluripotentne matične celice redko najdemo. Kostni mozeg je primer odraslih matičnih celic, ki se uporabljajo za več zdravljenj.
Kaj so diferencirane celice?
Diferencirane celice so vrsta celic, ki so bile podvržene edinstvenim epigenetskim modifikacijam glede na tkivo in kot odziv na okoljske in razvojne dražljaje. Z vidika celične diferenciacije je to proces, s katerim se najmanj specializirane celice pretvorijo v stanje bolj specializiranih tipov celic. Celična diferenciacija velja za glavni vidik razvojne biologije. Z diferenciacijo celic se različnim tkivom v telesu zagotovijo različne vrste celic. Diferenciacijo celic sproži začetek razvoja večceličnega organizma. Z oploditvijo se ženska gameta spoji z moško gameto, kar povzroči nastanek zigote, ki je v diploidni (2n) fazi.
Zigota je primarni vir celične diferenciacije. Tu se z diferenciacijo celic razvijejo najbolj kompleksna telesna tkiva. Za razliko od matičnih celic, ki so nediferencirane, imajo diferencirane celice učinkovitejšo funkcijo v telesu. Povezava med matičnimi in diferenciranimi celicami je v tem, da diferencirane celice nastanejo z delitvijo izvornih celic v popolnoma diferencirane hčerinske celice. To se večinoma pojavi pri odraslih kot običajen proces med postopki popravljanja tkiv in normalnim celičnim prometom.
Slika 02: Diagram, ki prikazuje, kako se embrionalne izvorne celice diferencirajo
Diferencirane celice nastanejo v takem pogledu, kjer sta velikost in oblika nediferenciranih celic spremenjeni. Poleg tega diferenciacija celic povzroči spremembe v presnovni aktivnosti in odzivu na dražljaje. Diferenciacija celic ne povzroči spremembe zaporedja DNK. Vendar je pomembno omeniti, da lahko diferenciacija celic povzroči izklop genov, ki niso potrebni za določeno tkivo.
Kakšne so podobnosti med matičnimi in diferenciranimi celicami?
- Tako matične celice kot diferencirane celice so prisotne v razvojnem procesu večceličnega organizma.
- Matične celice se diferencirajo v različne specializirane celice.
Kakšna je razlika med matičnimi in diferenciranimi celicami?
Matične celice proti diferenciranim celicam |
|
| Matične celice lahko definiramo kot nediferencirane biološke celice, ki niso specializirane za nobeno posebno funkcijo, vendar imajo sposobnost diferenciacije v specializirane celice. | Diferencirane celice so vrsta celic, ki so bile podvržene edinstvenim epigenetskim modifikacijam glede na tkivo in kot odziv na okoljske in razvojne dražljaje. |
| Posebna funkcija | |
| Matične celice nimajo določene funkcije. | Diferencirane celice imajo specifično funkcijo. |
Povzetek – Matične celice proti diferenciranim celicam
Z oploditvijo se ženska gameta spoji z moško gameto, kar povzroči nastanek zigote, ki je diploidna (2n). V razvojni fazi večceličnega organizma se zigota neprekinjeno deli. Matične celice lahko definiramo kot nediferencirane biološke celice, ki niso specializirane za določeno funkcijo. Imajo pa sposobnost, da se diferencirajo v specializirane celice ali z mitozo povzročijo več izvornih celic. Trenutno se za študije uporabljata dve vrsti matičnih celic, ki sta znani kot embrionalne matične celice in odrasle/somatske matične celice. Diferencirane celice so vrsta celic, ki so bile podvržene edinstvenim epigenetskim spremembam glede na tkivo in kot odziv na okoljske in razvojne dražljaje. Diferencirane celice imajo pomembnejšo funkcijo kot matične celice. To je razlika med izvornimi in diferenciranimi celicami.
