ТОТИПОТЕНТНОСТ: ИСТОРИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И ЗНАЧЕНИЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

В totipotency или totipotency е способност, способността и потенциала притежава от всяка от ембрионални клетки за производство на общия брой клетки на индивида. Терминът произлиза от латинската дума totipotentia, която означава способност за всички неща и / или способност да станат или да създадат цялостен организъм.

Тотипотентните клетки, които са най-добре дефинирани или изследвани, са зиготата и спорите. Някои автори използват термина стволови клетки и тотипотентни клетки като синоним, но въпреки това няма консенсус в това отношение.

Тотипотенциални клетки. Взето и редактирано от: Jucomo.

Според някои автори стволовите клетки са групи от недиференцирани клетки, които могат да станат различни групи или видове специализирани клетки. Те могат да бъдат унипотентни, многопотентни и също така тотипотентни. Само последните са способни да доведат до пълноценна личност.

история

Бащата на тотипотентността е немският биолог и философ Ханс Адолф Едуард Дриш. Този учен революционизира разбирането на ембриологията благодарение на експериментите си с морски таралежи.

През 1891 г. Дриш провежда експерименти с двуклетъчни (двуклетъчни) ембриони на морски таралеж Echinus microtuberculatus (днес известен като Psammechinus microtuberculatus), като оспорва приетите от времето хипотези за ембрионалното развитие.

Резултатите от тях показват, че клетките на ранен ембрион (зигота), когато са разделени, механично или естествено, биха могли да продължат да се развиват, докато не образуват нормални ларви, стигайки до заключението, че тези клетки са топопотентни в ранните си стадии на развитие.

Това беше в контраст с резултатите на Вилхелм Ру (пионер на експерименталната ембриология), който е работил с двуклетни жабешки яйца. Рукс установява, че убиването на една от двете клетки е развило неправилно ембриони, стигайки до заключението, че ембрионалните клетки имат предварително определени дестинации.

По-късно през 1910 г. американският химик, зоолог и физиолог Джеси Франсис Маккълдън ще провери дали резултатите на Дриш могат да бъдат повторени в жаби, пилета, други таралежи и дори бозайници.

характеристики

Тотипотентността се характеризира с потенциала на някои клетки да пораждат цялостен индивид. Те са способни да се превърнат във всякакъв вид клетки в тялото, а също и в друга извън ембрионална тъкан.

Тотипотентните клетки се формират в организми както от сексуално, така и от асексуално възпроизвеждане, представляват зиготи или спори. Те могат да бъдат зигота в семето на фанерогам (растение), в яйце на всяко животно или в матка на бозайник (като хора, слонове или мишки).

Този потенциал в повечето случаи има кратък период на живот по време на развитието. В човешкото тяло те имат ограничено време, приблизително 4 дни след оплождането. В други организми като растения, морски гъби, червеи, морски птици, морски звезди и мишки те имат различна продължителност.

Тотипотенциалност в различни групи организми

При растенията и гъбичките, които се размножават чрез спори, се казва, че тези клетки, които не се нуждаят от оплождане, са от тотипотентен тип, тъй като зиготата на тези организми има капацитета да произвежда всички видове клетки, необходими за развитието на цялостен индивид.

Многобройни изследвания за развитие, растеж и тъканна култура в растенията многократно показват, че много растителни клетки са тотипотентни. Пример за това са културите на малки тъкани или стъблови разрези, които, поставени в растежна среда, са способни да доведат или регенерират напълно нов индивид.

Безгръбначни

Както вече беше споменато преди това, първото проучване, което показа съществуването на тотипотентни ембрионални клетки, беше проведено с морски таралежи (ехинодерми). Оттогава са проведени много изследвания за повторение на експеримента на Дриш и при всички тях резултатът е един и същ (съществуването на тотипотентност).

Друг случай при ихинодермите, но този път със звезди и морски звезди, е способността на някои видове от тях да регенерират цялостен организъм от секция или част от ръката (без части от централния диск). Този регенеративен капацитет се дължи на наличието на възрастни тотипотентни стволови клетки.

Звездни риби Linckia guildingi, организъм, регенериран от ръка на други организми. Взето и редактирано от: Emőke Dénes.

Проучванията на тъканите с пореста (гъба) разкриват, че тези примитивни организми имат голям брой тотипотентни клетки. Това им позволява да произвеждат или получават всякакъв вид клетки, от които се нуждаят, а понякога и да могат да регенерират цялостен организъм от малка част от тялото.

Гръбначни

При гръбначни животни са описани изследвания за тотипотентност при ембрионално развитие; тоест ембрионалните клетки на гръбначни животни като риби, влечуги, птици и бозайници имат тотипотентно поведение, подобно на това на таралежите на Дриш.

Независимо от вида на възпроизводството (кръстосано оплождане, самооплождане, а също и партеногенеза), клетките, присъстващи между зиготата и морулата (първи сегменти на зиготата) имат способността да произвеждат всички видове клетки и да ги организират в кохерентна бауплана (цялостен организъм).

Типове клетки според тотипотентния им капацитет

Добра част от научната общност класифицира тотипотентните клетки според техния произход и потенциал. Според произхода си те се класифицират в ембрионални, фетални и възрастни, докато според тяхната потенциалност се класифицират в следните групи.

тотопотентен

Тези, които пораждат завършен индивид.

плурипотентни

Те могат да образуват клетки, които да пораждат всяка ембрионална линия, но не пораждат цялостен организъм.

мултипотентния

Тези, които могат да пораждат само клетки от една и съща линия или ембрионален слой.

Unipotent

Специализирани клетки, които имат способността да се диференцират в един тип клетки.

важност

Проучвания с тотипотентни клетки (в широкия смисъл на класификацията според техния потенциал) ни позволяват да ги разглеждаме като възможен лек за много заболявания, регенерация на тъканите, клетъчна терапия и дори потенциални източници за клониране на растения, животни и самия човек. което беше обект на много етични дебати.

Проучванията на вродени заболявания и рак се подхождат от експертни учени в тотипотентните клетки, поради развитието на клетките и размножаването им, присъстващи при някои от тези заболявания.

Анализите и проучванията на първите зиготични деления (на тотипотентните клетки) са дали много поглед върху активирането и инактивирането на гените, а също и за участието на протеини, които правят този процес възможен.

Други научни постижения, свързани с проучвания на първите ембрионални или зиготични разделения, са малформации и / или вродени дефекти, причинени от анормални ранни клетъчни деления и диференциация.

Препратки

1. Майчините клетки. Totipotentiality. Възстановено от biologia.edu.ar.
2. ML Condic (2014). Тотипотентност: какво е и какво не е. Стволови клетки и развитие.
3. Клетъчна потентност. Възстановено от en.wikipedia.org.
4. Й. Кортес Ривера. RI Hernández, P. San Martín del Angel, E. Zarza Meza, R. Cuervo
5. González (2016). Регенеративен потенциал на морската звезда Linckia guildinguii. Хидробиологичен.
6. М. Кърл (2012). Потенциалността на първите две разцепващи клетки в развитието на ехинодермата. Експериментално производство на частични и двойни образувания »(1891-1892), от Ханс Дриш. Енциклопедия на проект за ембриони. Възстановено от emryo.asu.edu.
7. Видове стволови клетки. Общество за стволови клетки в Латинска Америка. Възстановени от solcema.com.
8. JFMcClendon (1910). Развитието на изолирани бластомери от яйцето на жабата » Американски журнал по анатомия.