Det Beslutsomhed er et trin i celledifferentiering og bidrager således til specialiseringen af væv. Processen opretter et udviklingsprogram for efterfølgende celler og fratager den almægtige celler evnen til at generere forskellige celletyper. Jo mere specialiseret væv er, jo mindre er dets regenererende kapacitet.
Hvad er beslutningen?
Udviklingsbiologi sporer udviklingen af celler og væv i en mere specialiseret tilstand. Under denne udvikling ændrer de individuelle celler i et væv mange gange, indtil de har opnået specialisering. Ændring kan ske i forskellige retninger og er irreversibel.
Differentiering og celledeling giver et flercellet levende væsen dens form. Hele denne formingsproces kaldes morfogenese. Den befrugtede ægcelle er udgangspunktet for morfogenese. I løbet af differentieringsprocesserne bliver det en kompleks struktur af forskellige celletyper og vævstyper.
Zygoten har totipotens. Det er derfor i stand til at udvikle alle celletyper i organismen. Celleinddeling skaber individuelle datterceller fra zygoten. Disse datterceller er specialiserede i bestemte roller afhængigt af deres forældre. Dette celledelingstrin går hånd i hånd med det, der kaldes bestemmelse. Specialiseringsretningen overføres epigenetisk til alle efterfølgende cellegenerationer. Bestemmelsen bestemmer derfor udviklingsprogrammet for efterfølgende celler.
Funktion & opgave
Bestemmelse er et skridt mod differentiering og giver organismer deres form ved at bidrage til specialiseringen af celler og væv. Denne specialisering finder sted under embryogenese for at bestemme tilknytningsmønstre for celler og væv. Formodentlig realiseres bestemmelsen gennem aktiveringen af det respektive gensæt.
Udviklingsbiologi skelner mellem stabil og ustabil bestemmelse. En bestemt celle opretholder altid sit udviklingsprogram. Dette gælder også, hvis det migrerer fra det oprindelige sted til et andet sted i organismen eller transplanteres der. Styrken af en bestemt cellelinie er begrænset yderligere og yderligere ved bestemmelse. De pluripotente stamceller fra embryoet kan producere en hvilken som helst celletype. Multipotente kropsstamceller kan ikke længere producere alle, men kun celletyper af et væv. Ved afslutningen af bestemmelsen findes der irreversibelt differentierede og funktionelle kropsceller, som ofte ikke længere har evnen til at dele sig og kun har en begrænset levetid.
Bestemmelse kan finde sted i forskellige retninger. Dette betyder, at celler kan ændre bestemmelsen under visse omstændigheder. Denne proces er også kendt som transdetermination. Cellerne mister deres differentiering, så de adskiller sig. Efter differentiering kan de muligvis differentiere igen. Den nye differentiering kaldes derefter transdifferentiation. Disse fænomener er involveret i sårheling og kræftudvikling.
Planter adskiller sig fra dyr med hensyn til bestemmelse og differentiering. De har meristematiske celler, der er specialiserede i at dele og skabe nyt væv. I modsætning til hos dyr bestemmes differentierede celler i planter imidlertid ofte ikke eller programmeres kun i begrænset omfang. De fleste planteceller bevarer således muligheden for at opdele og generere forskellige celletyper.
Sygdomme og lidelser
Jo mere differentieret et bestemt væv er, jo værre vil det komme sig efter skader og kvæstelser. Total regenerering kan kun finde sted i væv, der er i stand til celledeling. Det skadede vævs evne til at regenerere afhænger af specialiseringsgraden.
Regenerering kan finde sted helt, ufuldstændigt eller slet ikke. Med stigende differentiering mindskes evnen til at regenerere. I nervevævet og i hjertets væv forekommer for eksempel myocardiale celler og nerveceller med særlig høj specialisering. Disse celler kan ikke længere opdeles. Skader på hjertet eller centralnervesystemet helbreder derfor kun defekten.
I modsætning hertil er blodceller og epitelceller mindre differentierede. De formes permanent fra dårligt differentierede celler. For at opnå bedre helbredelsesresultater er moderne medicin afhængig af såkaldt stamcelleterapi. Denne terapimetode inkluderer alle medicinske terapiprocedurer, der bruger stamceller som en central komponent i behandlingen. Den ældste og bedst kendte stamcelleterapi er leukæmibehandling.
Stamceller kan isoleres fra både embryonalt og voksent væv. Embryonale stamceller er stadig almægtige og kan derfor differentieres i alle væv. Embryonale stamceller producerer hurtigt et stort antal celler, der kan indsættes i ethvert beskadiget væv. Imidlertid er den høje fordeling af embryonale stamceller forbundet med risikoen for tumorsygdomme. Forskningen af bestemmelsen spiller således en forøget rolle for vævsvæksterne i sammenhæng med en tumorsygdom.
Bestemmelsen er også relevant for at overveje forskellige misdannelser eller mutationer. Hvis de celler, der er til rådighed til bestemmelse, ikke dækker alle udviklingsprogrammer, kan cellerne i en bestemt type væv i værste tilfælde ikke udvikle sig. Fejl ved bestemmelse kan have alvorlige konsekvenser. Gennem muligheden for transdetermination kan bestemmelsesfejl imidlertid rettes i et vist omfang. Hvis der ikke er nogen korrektion, eller hvis korrektionen er forkert, kan visse væv være overudviklet, mens andre er underudviklede.
