transdifferentiering

I transdifferentiering en metamorfose finder sted. De differentierede celler fra en given cotyledon transformeres til cellerne i en anden cotyledon gennem processer såsom histondeacetylering og methylering. Fejlagtige transdifferentieringsprocesser ligger til grund for mange sygdomme, såsom Barretts osthrophagus.

Hvad er transdifferentiering?

Embryonudvikling finder sted på basis af tre forskellige cotyledoner. Differentiering er et trin i udvikling af embryonale celler. Celler transformeres til en specialiseret form gennem differentieringsprocesser. Den første differentiering af de allestedsnærværende embryonale celler svarer til udviklingen af ​​kimlagene, som er vævsspecifikke og derfor ikke længere almægtige.

Transdifferentiering er et specielt tilfælde eller endda en reversering af differentiering. Processen svarer til en metamorfose. Cellerne i et cotyledon omdannes til cellerne i et andet cotyledon. De fleste transdifferentiationer finder ikke sted direkte, men svarer til en dedifferentiering, som igen følges af en differentiering i modsatte retninger. Forskere forbinder hovedsageligt transdifferentiering med humane stamceller.

Med hver transdifferentiering er der en fuldstændig ændring i den respektive genekspression på det molekylærbiologiske niveau. Hver transdifferentiering kræver en aktivitetsændring i tusinder af individuelle gensegmenter. Patologiske transdifferentieringsprocesser finder sted i forbindelse med nogle sygdomme. Grundlæggende behøver transdifferentiering ikke at have nogen patologisk værdi.

Funktion & opgave

I forbindelse med transdifferentiation ændrer genekspressionen af ​​en celle sig fuldstændigt på det molekylære genetiske niveau. Dette har konsekvenser for replikation. I den transdifferentierede celle replikeres helt forskellige sektioner af genet end oprindeligt tilsigtet. Af denne grund til sidst en helt anden proteinsyntese end oprindeligt planlagt.

Transdifferentiering ledsages af deaktivering af tidligere aktive gener. Denne nedlukning foregår hovedsageligt gennem processer i forbindelse med histondeacetylering eller methylering på de individuelle DNA-segmenter. Den komplette transdifferentiationsproces kræver en ændring i aktiviteten for utallige dele af et gen.

Genekspressionen af ​​den transdifferentierede celle svarer for det meste ikke til det originale mønster af genekspressionen i essentielle dele. Processen med histondeacetylering tjener ikke kun til at slukke for visse gensegmenter, men ændrer også DNA's evne til at binde. Histondeacetyleringsprocessen fokuserer på histon, fra hvis struktur en acetylgruppe fjernes. Dette giver histon en meget højere affinitet for DNA-phosphatgrupper. På samme tid er der mindre bindingsevne mellem transkriptionsfaktorerne og DNA'et.

Transkriptionsfaktorer påvirker transkription enten positivt eller negativt og er enten aktivatorer eller repressorer. Den reducerede bindingsevne af transkriptionsfaktorerne resulterer i en hæmning af de individuelle genudtryk, der er lokaliseret på det tilsvarende punkt i DNA'et.

Methyleringsprocessen følger også princippet om DNA-inaktivering. Den eneste forskel er, at methyleringsprocesser fokuserer på methylgrupper snarere end histoner. Disse methylgrupper binder til en bestemt sektion af DNA'et og inaktiverer på denne måde de individuelle DNA-sektioner. Når celler differentierer, ændrer deres genekspression sig markant, og mange af generne er endda slukket under processerne.

Komplet transdifferentiering afhænger af høj ekspression af tusinder af gener og kræver samtidig nedregulering af ekspression af tusinder af andre gener. Kun på denne måde er de korrekte proteiner tilgængelige for cellen at transformere. For eksempel kræver en muskelcelle grundlæggende forskellige proteiner end en levercelle.

Transdifferentieringen finder enten sted direkte eller via en omvej. Denne omvej svarer til en dedifferentiering, der efterfølges af en efterfølgende ny differentiering i andre retninger.

Du kan finde din medicin her

Sygdomme og lidelser

Transdifferentiationer kan ligge til grund for mange forskellige sygdomme, hvilket gør dem klinisk relevante. Den såkaldte Barretts spiserør er for eksempel forbundet med processerne med transdifferentiering. Denne sygdom er baseret på en omdannelse af epitelceller, der transdifferentieres til mucinproducerende tarmceller under de patologiske processer. I denne sammenhæng er der tale om tarmmetaplasi, som er forbundet med en valgfri risiko for degeneration og for eksempel kan fremme udviklingen af ​​adenocarcinomer. Generelt beskrives Barretts syndrom som en kronisk inflammatorisk ændring i den distale spiserør, der resulterer i udviklingen af ​​mavesår, der kan forekomme som en del af komplikationer i reflukssygdom. I syndromet forekommer omdannelse af pladepitel i den distale spiserør.

En anden sygdom baseret på transdifferentiationer svarer til dannelsen af ​​leukoplakia. Som en del af dette fænomen differentieres orale slimhindeceller til precanceroser, hvilket kan fremme pladecellecarcinom. Leukoplakia er hyperkeratose af slimhinden, der ofte er dysplastisk på samme tid. Ud over mundhulen forekommer disse leukoplakia primært på læberne og i kønsområdet. Leukoplakia indledes normalt med kronisk irritation af huden eller slimhinderne. Denne irritation fortykner det liderlige lag i det berørte område. Den rødlige slimhinde bliver så hvidlig, at kapillarkarrene under det tykke epitel ikke længere kan fremstilles.

Årsagsstimuleringen kan være mekanisk, biologisk, fysisk eller kemisk. De biologiske stimuli inkluderer kroniske virusinfektioner. De kemisk forårsagende stimuli stammer hovedsageligt fra rygning eller tyggetobak. F.eks. Kan et dårligt tilpasset tandproteser betragtes som en mekanisk forårsagende stimulus.