TOTIPPOTENCIĀLITĀTE: VĒSTURE, ĪPAŠĪBAS UN NOZĪME - BIOLOĢIJA - 2025

Totipotency vai totipotency ir spēja, spējas un potenciālu piederēja ar katru no embrija šūnas, lai ražotu kopējo šūnu indivīdu. Šis termins cēlies no latīņu vārda totipotentia, kas nozīmē spēju visām lietām un / vai spēju kļūt vai radīt pilnīgu organismu.

Totipotentās šūnas, kuras vislabāk tiek noteiktas vai izpētītas, ir zigota un sporas. Daži autori kā sinonīmu lieto terminu cilmes šūnas un totipotentās šūnas, taču šajā sakarā nav vienprātības.

Totippotenciālās šūnas. Uzņemts un rediģēts no: Jucomo.

Cilmes šūnas, pēc dažu autoru domām, ir nediferencētas šūnu grupas, kas var kļūt par dažādām specializētu šūnu grupām vai veidiem. Tie var būt vienpusīgi, daudzpotenciāli un arī totipotenti. Tikai pēdējie spēj radīt pilnīgu indivīdu.

Vēsture

Totipotenciālisma tēvs ir vācu biologs un filozofs Hanss Ādolfs Eduards Driescs. Šis zinātnieks apvērsuši izpratni par embrioloģiju, pateicoties saviem eksperimentiem ar jūras ežiem.

1891. gadā Driesch veica eksperimentus ar jūras šūnu Echinus microtuberculatus (tagad pazīstamu kā Psammechinus microtuberculatus) divšūnu (divšūnu) embrijiem, apstrīdot tā laika pieņemtās hipotēzes par embriju attīstību.

Viņu rezultāti parādīja, ka agrīnā embrija (zigota) šūnas, atdaloties vai nu mehāniski, vai dabiski, varētu turpināt attīstīties līdz normālu kāpuru veidošanai, secinot, ka šīs šūnas agrīnā attīstības stadijā ir totipotentas.

Tas bija pretstatā Vilhelma Rouksa (eksperimentālās embrioloģijas pioniera) rezultātiem, kurš bija strādājis ar divšūnu varžu olām. Roux atklāja, ka, nogalinot vienu no divām šūnām, attīstījās nepareizi veidoti embriji, secinot, ka embrija šūnām ir iepriekš noteikti mērķi.

Vēlāk, 1910. gadā, amerikāņu ķīmiķis, zoologs un fiziologs Džesijs Fransisko Maklendons pārbaudīja, vai Driesha rezultātus var atkārtot vardes, vistas, citi eži un pat zīdītāji.

raksturojums

Totippotenciālismu raksturo dažu šūnu potenciāls radīt pilnīgu indivīdu. Tās spēj kļūt par jebkura veida šūnām ķermenī un arī citos ārpusembrioniskajos audos.

Totipotentās šūnas veidojas gan seksuālās, gan aseksuālās reprodukcijas organismos, tās ir zigoti vai sporas. Tās var būt zigota phanerogama (auga) sēklās, jebkura dzīvnieka olā vai zīdītāja (piemēram, cilvēku, ziloņu vai peļu) dzemdē.

Šis potenciāls attīstības laikā vairumā gadījumu ir īss. Cilvēka ķermenī viņiem ir ierobežots laiks, apmēram 4 dienas pēc apaugļošanas. Citos organismos, piemēram, augos, jūras sūkļos, anelīdu tārpos, jūras zvaigznēs un pelēs, tiem ir atšķirīgs ilgums.

Totipotenciālitāte dažādās organismu grupās

Augos un sēnītēs, kuras vairojas ar sporām, tiek teikts, ka šīs šūnas, kurām nav nepieciešama apaugļošana, ir totipotentā tipa, jo šo organismu zigota spēj ražot visu veidu šūnas, kas vajadzīgas pilnīga indivīda attīstībai.

Neskaitāmie augu attīstības, augšanas un audu kultūras pētījumi ir atkārtoti parādījuši, ka daudzas augu šūnas ir totipotentas. To piemērs ir mazu audu vai stublāju izgriezumi, kas, ievietoti augšanas vidē, var radīt vai atjaunot pilnīgi jaunu indivīdu.

Bezmugurkaulnieki

Kā jau tika minēts iepriekš, pirmais pētījums, kas pierādīja totipotentu embriju šūnu esamību, tika veikts ar jūras ežiem (adatādaiņiem). Kopš tā laika ir veikti daudzi pētījumi, lai atkārtotu Driesha eksperimentu, un visos tajos rezultāts ir vienāds (totipotenciālitātes esamība).

Cits gadījums adatādaiņiem, bet šoreiz ar jūras zvaigzni un jūras zvaigzni, ir dažu šo sugu spēja reģenerēt pilnīgu organismu no rokas daļas vai daļas (bez centrālā diska daļām). Šī reģeneratīvā spēja ir saistīta ar pieaugušu totipotentu cilmes šūnu klātbūtni.

Linckia guildingi jūras zvaigzne, organisms, kas reģenerēts no citu organismu rokas. Uzņemts un rediģēts no: Emőke Dénes.

Cauruļveida (sūkļa) audu pētījumi atklāj, ka šiem primitīvajiem organismiem ir liels skaits totipotentu šūnu. Tas viņiem ļauj ražot vai iegūt jebkāda veida šūnas, kas viņiem ir vajadzīgas, un dažreiz arī spēt reģenerēt pilnīgu organismu no nelielas ķermeņa daļas.

Mugurkaulnieki

Mugurkaulniekiem ir aprakstīti embrionālās attīstības totipotenciālitātes pētījumi; tas ir, tādu mugurkaulnieku kā zivju, rāpuļu, putnu un zīdītāju embrija šūnām ir totipotenta izturēšanās, kas līdzīga Drieshas ežiem.

Neatkarīgi no reprodukcijas veida (savstarpēja apaugļošanās, sevis apaugļošana un arī partenoģenēze), šūnas, kas atrodas starp zigotu un morulu (pirmās zigota segmentācijas), ir spējīgas ražot visu veidu šūnas un sakārtot tās vienotā bauplanā (pilnīgā organismā) ).

Šūnu tipi pēc to totipotentās spējas

Liela daļa zinātniskās sabiedrības klasificē totipotentās šūnas pēc to izcelsmes un potenciāla. Pēc izcelsmes tie tiek iedalīti embrionālos, augļa un pieaugušos, savukārt pēc to potenciāla iedalās šādās grupās.

Totipotents

Tie, kas rada pilnīgu indivīdu.

Pluripotents

Tās var veidot šūnas, kas radīs jebkādu embriju ciltsrakstu, bet tās neizraisa pilnīgu organismu.

Daudzpotenciāls

Tie, kas var radīt tikai vienas cilmes vai embrija slāņa šūnas.

Unipotents

Specializētas šūnas, kuras spēj diferencēt vienā šūnā.

Svarīgums

Pētījumi ar totipotentām šūnām (plašā nozīmē klasifikāciju pēc to potenciāla) ļauj mums tos saskatīt kā iespējamu daudzu slimību, audu reģenerācijas, šūnu terapijas un pat potenciālu augu, dzīvnieku un cilvēka klonēšanas izārstēšanas avotu. par kuru ir notikušas daudz ētisku debašu.

Iedzimtu slimību un vēža izpēte pievēršas ekspertiem totipotentās šūnās, ņemot vērā šūnu attīstību un pavairošanu dažās no šīm slimībām.

Pirmo zigotisko dalījumu (totipotentu šūnu) analīzes un pētījumi ir devuši daudz ieskatu gēnu aktivizācijā un inaktivācijā, kā arī par olbaltumvielu iesaisti, kas šo procesu padara iespējamu.

Citi zinātnes sasniegumi, kas saistīti ar pirmās embrionālās vai zigotiskās dalīšanās pētījumiem, ir kroplības un / vai iedzimti defekti, ko izraisa patoloģiska agrīna šūnu dalīšanās un diferenciācija.

Atsauces

1. Mātes šūnas. Totippotenciālitāte. Atgūts no vietnes biologia.edu.ar.
2. ML Condic (2014). Totipotence: kas tas ir un kas tas nav. Cilmes šūnas un attīstība.
3. Šūnu potenci. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
4. Y. Cortés Rivera. RI Hernández, P. San Martín del Angel, E. Zarza Meza, R. Cuervo
5. Gonzalez (2016). Starckiles Linckia guildinguii reģeneratīvais potenciāls. Hidrobioloģiskā.
6. M. Kerls (2012). Pirmo divu šķelšanās šūnu spēja ehiodermas attīstībā. Daļēju un dubultu formātu eksperimentāla producēšana »(1891-1892), autors Hanss Driescs. Embriju projekta enciklopēdija. Atgūts no embryo.asu.edu.
7. Cilmes šūnu veidi. Latīņamerikas cilmes šūnu biedrība. Atgūts no solcema.com.
8. JFMcClendon (1910). Varžu olu izolētu blastomēru attīstība. » Amerikas anatomijas žurnāls.