ÚPLNOSŤ: HISTÓRIA, CHARAKTERISTIKA A VÝZNAM - BIOLÓGIE

Totipotencí alebo totipotencí je schopnosť, schopnosť a potenciál vlastnil od každého z embryonálnych buniek k produkcii celkovej bunky jedinca. Tento výraz pochádza z latinského slova totipotentia, čo znamená schopnosť všetkých vecí a / alebo schopnosť stať sa alebo viesť k úplnému organizmu.

Totipotentné bunky, ktoré sú najlepšie definované alebo študované, sú zygota a spóry. Niektorí autori používajú termín kmeňové bunky a totipotentné bunky ako synonymum, avšak v tomto ohľade neexistuje zhoda.

Totipotenciálne bunky. Prevzaté a upravené: Jucomo.

Kmeňové bunky sú podľa niektorých autorov skupiny nediferencovaných buniek, ktoré sa môžu stať rôznymi skupinami alebo typmi špecializovaných buniek. Môžu byť unipotentní, multipotentní a totipotentní. Iba títo sú schopní viesť k úplnému jednotlivcovi.

histórie

Otcom totipotentiality je nemecký biológ a filozof Hans Adolf Eduard Driesch. Tento vedec vďaka experimentom s morskými ježikmi priniesol revolúciu v chápaní embryológie.

V roku 1891 Driesch uskutočňoval experimenty s dvojbunkovými (dvojbunkovými) embryami morského ježka Echinus microtuberculatus (teraz známy ako Psammechinus microtuberculatus), ktoré spochybňovali akceptované hypotézy o vývoji embrya.

Ich výsledky ukázali, že bunky počiatočného embrya (zygota), keď sú separované, či už mechanicky alebo prirodzene, by sa mohli ďalej vyvíjať, až kým nevytvoria normálne larvy, pričom sa dospelo k záveru, že tieto bunky sú v počiatočných štádiách vývoja totipotentné.

To bolo v rozpore s výsledkami Wilhelma Rouxa (priekopníka experimentálnej embryológie), ktorý pracoval s žabími vajcami s dvoma cellesmi. Roux zistil, že pri usmrtení jednej z týchto buniek sa vyvinuli malformované embryá, pričom sa dospelo k záveru, že embryonálne bunky majú vopred určené miesta určenia.

Neskôr v roku 1910 by si americký chemik, zoológ a fyziolog Jesse Francis McClendon overil, či sa výsledky Driescha môžu replikovať na žaby, kurčatá, iné ježkovia a dokonca aj cicavce.

vlastnosti

Úplnosť je charakterizovaná potenciálom niektorých buniek viesť ku vzniku úplného jednotlivca. Sú schopné stať sa akýmkoľvek typom bunky v tele a tiež v inom mim embryonálnom tkanive.

Totipotentné bunky sa tvoria v organizmoch sexuálnej aj asexuálnej reprodukcie, sú to zygoty alebo spóry. Môže to byť zygota v semene phanerogamu (rastlina), vo vajci akéhokoľvek zvieraťa alebo v maternici cicavca (ako sú ľudia, slony alebo myši).

Tento potenciál má vo väčšine prípadov počas vývoja krátku životnosť. V ľudskom tele majú obmedzený čas, približne 4 dni po oplodnení. V iných organizmoch, ako sú rastliny, morské špongie, červy, hviezdice a myši, majú rôzne trvanie.

Úplnosť v rôznych skupinách organizmov

V rastlinách a hubách, ktoré sa množia spórami, sa hovorí, že tieto bunky, ktoré nepotrebujú oplodnenie, sú totipotentného typu, pretože zygota týchto organizmov má schopnosť produkovať všetky typy buniek, ktoré sú potrebné na vývoj úplného jedinca.

Početné štúdie o vývoji, raste a tkanivových kultúrach v rastlinách opakovane ukázali, že mnoho rastlinných buniek je totipotentných. Príkladom toho sú kultúry malých tkanív alebo odrezkov stoniek, ktoré po umiestnení do rastového média sú schopné viesť alebo regenerovať úplne nového jedinca.

bezstavovce

Ako už bolo uvedené, prvá štúdia, ktorá preukázala existenciu totipotentných embryonálnych buniek, sa uskutočnila s morskými ježcami (ostnokožcami). Odvtedy sa uskutočnilo mnoho štúdií s cieľom replikovať Drieschov experiment a vo všetkých z nich je výsledok rovnaký (existencia totipotentiality).

Ďalším prípadom u ostnokožcov, ale tentoraz u hviezdice a hviezdice, je schopnosť niektorých z nich regenerovať celý organizmus z časti alebo časti ramena (bez častí centrálneho disku). Táto regeneračná kapacita je spôsobená prítomnosťou dospelých totipotentných kmeňových buniek.

Hviezdica Linckia guildingi, organizmus regenerovaný z ramena iných organizmov. Prevzaté a upravené: Emőke Dénes.

Štúdie tkanív pórovitých (špongiových) ukazujú, že tieto primitívne organizmy majú veľké množstvo totipotentných buniek. To im umožňuje produkovať alebo získavať akýkoľvek typ buniek, ktoré potrebujú, a niekedy tiež byť schopný regenerovať kompletný organizmus z malej časti tela.

stavovce

Na stavovcoch sa opisujú štúdie totipotentiality v embryonálnom vývoji; to znamená, že embryonálne bunky stavovcov, ako sú ryby, plazy, vtáky a cicavce, majú totipotentné správanie podobné správanie ježkov Driescha.

Bez ohľadu na druh reprodukcie (krížové oplodnenie, samooplodnenie a tiež parenogenéza) bunky prítomné medzi zygotom a morulami (prvé segmentácie zygoty) majú schopnosť produkovať všetky typy buniek a usporiadať ich do súvislého bauplanu (kompletný organizmus). ).

Typy buniek podľa ich totipotentnej kapacity

Veľká časť vedeckej komunity klasifikuje totipotentné bunky podľa ich pôvodu a potenciálu. Podľa pôvodu sa zaraďujú do embryí, plodu a dospelých, zatiaľ čo podľa svojho potenciálu sa zaraďujú do nasledujúcich skupín.

totipotent

Tí, ktorí dávajú vznik úplnému jednotlivcovi.

pluripotentné

Môžu vytvárať bunky, ktoré spôsobia vznik akejkoľvek embryonálnej línie, ale nevytvárajú úplný organizmus.

multipotentní

Tie, ktoré môžu viesť len k bunkám rovnakej línie alebo embryonálnej vrstvy.

unipotentních

Špecializované bunky, ktoré majú schopnosť diferencovať sa na jeden typ bunky.

dôležitosť

Štúdie s totipotentnými bunkami (v širokom zmysle klasifikácie podľa ich potenciálu) nám umožňujú vidieť ich ako možný liek na mnohé choroby, regeneráciu tkanív, bunkové terapie a dokonca potenciálne zdroje na klonovanie rastlín, zvierat a samotnej ľudskej bytosti. ktorá bola predmetom mnohých etických diskusií.

K štúdiám vrodených chorôb a rakoviny sa pristupujú vedci, ktorí sú odborníkmi na totipotentné bunky, kvôli vývoju a množeniu buniek, ktoré sa vyskytuje pri niektorých z týchto chorôb.

Analýzy a štúdie prvých zygotických divízií (totipotentných buniek) poskytli veľa nahliadnutí do aktivácie a inaktivácie génov a tiež do zapojenia proteínov, ktoré tento proces umožňujú.

Ďalším vedeckým pokrokom súvisiacim so štúdiami prvých embryonálnych alebo zygotických divízií sú malformácie a / alebo vrodené chyby spôsobené abnormálnymi skorými bunkovými deleniami a diferenciáciou.

Referencie

Materské bunky. Totipotentiality. Získané z biologia.edu.ar.
ML Condic (2014). Úplnosť: Čo to je a čo to nie je. Kmeňové bunky a vývoj.
Bunková sila. Obnovené z en.wikipedia.org.
Y. Cortés Rivera. R. Hernández, P. San Martín del Angel, E. Zarza Meza, R. Cuervo
González (2016). Regeneračný potenciál hviezdice Linckia guildinguii. Hydrobiologický.
M. Kearl (2012). Potencia prvých dvoch buniek štiepenia vo vývoji echinodermov. Experimentálna výroba čiastkových a dvojitých zostáv »(1891 - 1892), Hans Driesch. Encyklopédia projektu Embryo. Získané z embrya.asu.edu.
Druhy kmeňových buniek. Spoločnosť latinskoamerických kmeňových buniek. Obnovené zo stránok solcema.com.
JFMcClendon (1910). Vývoj izolovaných blastomérov žabieho vajíčka. » American Journal of Anatomy.

ÚPLNOSŤ: HISTÓRIA, CHARAKTERISTIKA A VÝZNAM - BIOLÓGIE - 2026