Was ist Zelldifferenzierung?

Zelldifferenzierung ist ein Prozess, bei dem sich eine generische Zelle zu einem bestimmten Zelltyp entwickelt, als Reaktion auf spezifische Trigger aus dem Körper oder der Zelle selbst. Dies ist der Prozess, der es ermöglicht, dass eine einzelne zellige Zygote zu einem mehrzelligen Erwachsenenorganismus entwickelt wird, der Hunderte von verschiedenen Zelltypen enthalten kann. Neben der kritischen Bedeutung der embryonalen Entwicklung spielt auch die Zelldifferenzierung eine Rolle in der Funktion vieler Organismen, vor allem komplexer Säugetiere, während ihres ganzen Lebens.

Wenn eine einzelne Zelle die Fähigkeit hat, sich in jede Art von Zelle zu entwickeln, ist sie als totipotent bekannt. Bei Säugetieren sind die Zygote und der Embryo in frühen Entwicklungsstadien zum Beispiel totipotent. Zellen, die in mehrere verschiedene Zelltypen differenzieren können, aber nicht alle, werden als pluripotent betrachtet. In beiden Fällen ist der Kern derselbe, der alle genetischen Informationen enthält, die benötigt werden, um den gesamten Organismus zu codieren, aber nur bestimmte Gene werden aktiviert.

Wenn ein Embryo sich entwickelt, ist die Zelldifferenzierung kritisch, weil sie dem Entwicklungsorganismus erlaubt, zahlreiche verschiedene benötigte Zelltypen zu schaffen, von Neuronen, die das Gehirn zu epidermalen Zellen bilden werden, die die oberen Schichten der Haut erzeugen werden. Einmal reif, wird der Organismus Keimzellen, somatische Zellen und adulte Stammzellen haben. Keimzellen sind haploide Zellen, die bei der Reproduktion verwendet werden, während somatische Zellen die meisten Zellen im Körper bilden, mit über 250 bekannten Arten von Zelle im menschlichen Körper allein.

Erwachsene Stammzellen, die in der Lage sind, in Zelldifferenzierung engagieren finden sich in mehreren Bereichen des Körpers. Eine der wichtigsten Standorte für adulte Stammzellen ist das Knochenmark. Die Stammzellen im Knochenmark haben die Fähigkeit, sich in verschiedene Arten von Blutzellen zu entwickeln, um den Bedarf des Körpers nach neuem Blut zu erfüllen. Das Gleichgewicht der Blutzellen im Körper signalisiert dem Knochenmark, mehr oder weniger eine bestimmte Zeit zu produzieren, um die Proportionen angemessen zu halten.

Einige Organismen sind fähig zur De-Differenzierung, in denen spezialisierte Zellen einfacher werden. Dieser Prozeß ist an der Regeneration von Gliedmaßen bei Tieren beteiligt, die in der Lage sind, diese Kunst zu füllen, wobei die Grundzellen wieder differenzieren, um die benötigten Gewebe, Knochen und andere Arten von Zellen für den Ersatz zu konstruieren. Die genauen Prozesse hinter der Zelldifferenzierung und De-Differenzierung sind nicht vollständig verstanden, obwohl Forscher die Zellen, die zu diesen Fähigkeiten fähig sind, intensiv studiert haben, da die Mechanik dieses Prozesses wertvolle Implikationen für den medizinischen Bereich haben könnte.