Трансдиференціація

В Трансдиференціація відбувається метаморфоза. Диференційовані клітини даного котиледону перетворюються на клітини іншого сім'ядолу за допомогою процесів, таких як деацетилювання гістону та метилювання. Несправні процеси трансдиференціації є основою багатьох захворювань, таких як естрофаг Барретта.

Що таке трансдиференціація?

Ембріональний розвиток відбувається на основі трьох різних сім’ядолів. Диференціація - це етап розвитку ембріональних клітин. Клітини перетворюються в спеціалізовану форму за допомогою процесів диференціації. Перша диференціація всесильних ембріональних клітин відповідає розвитку зародкових шарів, які є тканинно-специфічними і тому вже не всесильними.

Трансдиференціація - це окремий випадок або навіть зворотне розмежування диференціації. Процес відповідає метаморфозі. Клітини одного сім'ядолу перетворюються на клітини іншого сім'ядолу. Більшість трансдиференціацій не відбувається безпосередньо, а відповідають дедиференціації, за якою, у свою чергу, йде диференціація у протилежні напрямки. Вчені пов’язують переважно трансдиференціацію зі стовбуровими клітинами людини.

З кожною трансдиференціацією відбувається повна зміна відповідної експресії генів на молекулярно-біологічному рівні. Кожна трансдиференціація вимагає зміни активності у тисячах окремих генних сегментів. Процеси патологічної трансдиференціації мають місце у зв'язку з деякими захворюваннями. В основному трансдиференціація не повинна мати ніякого патологічного значення.

Функція та завдання

В умовах трансдиференціації експресія гена клітини повністю змінюється на молекулярно-генетичному рівні. Це має наслідки для реплікації. Зовсім інші ділянки гена, ніж спочатку передбачалося, реплікуються в трансдиференційовану клітину. З цієї причини, врешті-решт, зовсім інший синтез білка, ніж спочатку планували.

Трансдиференціація супроводжується дезактивацією раніше активних генів. Це вимкнення відбувається головним чином через процеси в контексті деацетилювання гістону або метилювання на окремих сегментах ДНК. Повний процес трансдиференціації вимагає зміни активності незліченної кількості секцій гена.

Експресія генів трансдиференційованої клітини здебільшого не відповідає істотним частинам вихідної схеми експресії гена. Процес деацетилювання гістону використовується не тільки для відключення певних сегментів гена, але і змінює здатність ДНК до зв'язування. Процес деацетилювання гістону зосереджений на гістоні, із структури якого видаляється ацетильна група. Це дає гістону значно більшу спорідненість до фосфатних груп ДНК. У той же час між факторами транскрипції та ДНК є менша здатність зв'язування.

Фактори транскрипції впливають на транскрипцію позитивно чи негативно і є активаторами або репресорами. Знижена здатність зв'язування факторів транскрипції призводить до інгібування окремих експресій генів, які розташовані у відповідній точці ДНК.

Процес метилювання також слідує принципу інактивації ДНК. Єдина відмінність полягає в тому, що процеси метилювання зосереджені на метильних групах, а не на гістонах. Ці метильні групи зв'язуються з певним відрізком ДНК і таким чином інактивують окремі ділянки ДНК. Коли клітини диференціюються, їх експресія генів значно змінюється, і багато генів навіть вимикаються під час процесів.

Повна трансдиференціація залежить від високої експресії тисяч генів і в той же час вимагає зниження рівня експресії тисяч інших генів. Тільки таким чином є правильні білки, доступні клітині для трансформації. Наприклад, м’язовій клітині потрібні принципово інші білки, ніж клітина печінки.

Трансдиференціація відбувається безпосередньо або через об'їзд. Цей об'їзд відповідає дедіференціації, за якою слідує подальша нова диференціація в інших напрямках.

Ви можете знайти ліки тут

Хвороби та недуги

Трансдиференціація може лежати в основі багатьох різних захворювань, що робить їх клінічно актуальними. Стравохід Барретта, наприклад, пов'язаний з процесами трансдиференціації. Це захворювання засноване на перетворенні клітин епітелію, які під час патологічних процесів перетворюються на диференційовані в муцин клітини кишечника. У цьому контексті йдеться про кишкову метаплазію, яка пов'язана з необов'язковим ризиком переродження і, наприклад, може сприяти розвитку аденокарциноми. Взагалі синдром Барретта описується як хронічна запальна зміна дистального відділу стравоходу, що призводить до розвитку виразкової хвороби, яка може виникнути як частина ускладнень при рефлюкс-хворобі. При синдромі конверсія плоскоклітинного епітелію відбувається в дистальному відділі стравоходу.

Ще одне захворювання, засноване на трансдиференціаціях, відповідає утворенню лейкоплакії. У рамках цього явища клітини слизової оболонки ротової порожнини перетворюються на преканцерози, що може сприяти плоскоклітинному раку. Лейкоплакія - це гіперкератоз слизової оболонки, який часто є диспластичним одночасно. Крім ротової порожнини ці лейкоплакії зустрічаються насамперед на губах та в області геніталій. Лейкоплакії зазвичай передує хронічне подразнення шкіри або слизових оболонок. Це роздратування згущує роговий шар в ураженій області. Червонувата слизова оболонка стає настільки білуватою, що капілярні судини під товстим епітелієм вже не можуть бути розкриті.

Причинний стимул може мати механічний, біологічний, фізичний чи хімічний характер. До біологічних стимулів належать хронічні вірусні інфекції. Хімічно-збудницькі подразники здебільшого виникають від куріння або жування тютюну. Наприклад, неякісний протез може розглядатися як механічно спричинений стимул.