Transdeterminacija biologijoje reiškia diferencijuotos somatinės ląstelės perprogramavimą. Apskritai somatinių ląstelių diferenciacijos procesas nuo apvaisinto kiaušinio iki visiškai susiformavusio organizmo yra negrįžtamas. Tačiau esant tam tikroms sąlygoms, diferenciacijoje nustatytą ląstelę galima perprogramuoti.
Kas yra transdeterminacija?
Apskritai somatinių ląstelių diferenciacijos procesas nuo apvaisinto kiaušinio iki visiškai susiformavusio organizmo vyksta negrįžtamai. Transdeterminacija reiškia transformaciją iš vienos nustatytos būsenos į kitą. Biologijoje transdeterminacijai būdingas jau diferencijuotos kūno ląstelės perprogramavimas į kitą diferencijuotą kūno ląstelę. Žmonių ir daugelio daugialąsčių gyvūnų organizmų vystymasis prasideda nuo apvaisintos kiaušialąstės. Iš šios pirmosios ląstelės išsivysto visas organizmas. Ląstelėms dalijantis, didėjant atskirų ląstelių diferenciacijai ar specializacijai vyksta embriogenezės metu. Taip vystosi organai. Kepenys Pavyzdžiui, ląstelės turi tą pačią genetinę informaciją kaip ir širdis ląstelių. Tačiau abiejų tipų ląstelėse genetinę informaciją, reikalingą kiekvienu atveju, iškviečia skirtingi genai. Diferenciacijos metu tam tikri genai nutildomi metilinant ar modifikuojant histonus. Diferenciacija įvyksta nutildžius skirtingus genus nuo ląstelių linijos iki ląstelių. Taigi, nustačius transaktyvumą, neaktyvūs genai vėl suaktyvinami, o anksčiau aktyvuoti genai vėl tampa neaktyvūs. Pavyzdys galėtų būti kompleksinė a transformacija oda ląstelė į a kepenys ląstelė.
Funkcija ir užduotis
Apvaisinta kiaušialąstė yra pirmoji organizmo ląstelė. Tai visų vėlesnių labai diferencijuotų ląstelių pirminė kamieninė ląstelė. Šiame kontekste kartu su pirmosiomis aštuoniomis ląstelėmis ji vadinama totipotentine kamienine ląstele. Šios pirmosios ląstelės vis dar nėra visiškai diferencijuotos ir kiekviena gali išsivystyti į nepriklausomą organizmą. Po aštuntojo ląstelių dalijimosi susidaro pluripotentinės arba embrioninės kamieninės ląstelės. Jie vis dar gali transformuotis į visų trijų gemalų sluoksnių (ektodermos, mezodermos, endodermos) ląsteles. Tačiau jie jau prarado galimybę išsivystyti į nepriklausomus organizmus. Tolesnis vystymasis veda prie postembrioninių kamieninių ląstelių, kurios, atsižvelgiant į vystymosi stadiją, yra suskirstytos į vaisiaus, naujagimio ir suaugusio žmogaus kamienines ląsteles. Postembrioninės kamieninės ląstelės jau atstovauja skirtingoms ląstelių linijoms, kurios gali transformuotis į specifines organų sistemas. Jie taip pat vis dar turi diferenciacijos potencialą, kuris vis dėlto yra susijęs tik su specifiniais ląstelių tipais. Jie vadinami daugiapotencinėmis kamieninėmis ląstelėmis. Pavyzdžiui, nervinės kamieninės ląstelės vis dar gali transformuotis į skirtingas nervų ląstelių formas, bet nebe į kraujas ląstelių. Galima ląstelių diferenciacija arba pernešimas. Tačiau kyla ginčų, ar galima perprogramuoti visiškai diferencijuotą kūno ląstelę. Norėdami tai padaryti, tūkstančių genų išraiška turėtų būti vienu metu suaktyvinta ir tūkstančiai kitų genų vienu metu deaktyvuoti, norint transformuoti oda ląstelė į raumenų ląstelę, pavyzdžiui. Iki šiol buvo daroma prielaida, kad tai vis dar sugeba tik suaugusios kamieninės ląstelės. Jų diferenciacijos potencialas netgi pranoksta sėklaskiltį. Paprastai perprogramavimas atliekamas dviem etapais. Pirma, atsiranda ląstelės dediferenciacija. Po ląstelių dalijimosi vėl atsiranda diferenciacija į kitą orientaciją. Organizmo viduje toks nustatymas vyksta, pavyzdžiui, žaizdų gijimas. Suaugusios kamieninės ląstelės išsivysto į įvairiausius ląstelių tipus, reikalingus gijimo procesui. Medicinai tai tikriausiai atvers puikias perspektyvas kaip alternatyvą šiandienai transplantacija technologija. Susirgusius organus galima išauginti tiesiai iš paties paciento suaugusių kamieninių ląstelių. Metų gydymas vaistais, siekiant apriboti atmetimo reakcijas, taptų praeitimi. Įvairiuose in vitro ląstelių kultūrų tyrimuose augimo faktoriaus pagalba buvo galima pasiekti ląstelių dediferenciaciją ir diferenciaciją. Atliekant kamieninių ląstelių tyrimus, buvo nustatyta, kad kamieninės ląstelės gali pakeisti miokardo infarkto metu sunaikintas ląsteles. Tačiau rezultatai taip pat rodo, kad gijimas remiasi ne pakeistomis trans-diferencijuotomis ląstelėmis, o stimuliuojant ląstelių augimą ir diferenciacijos procesus. Suaugusios kamieninės ląstelės taip pat veiksmingai atsinaujina kremzlė ir kaulas.
Ligos ir negalavimai
Ryšium su transdeterminu, sunkios ligos pasikartoja pakartotinai. Vystymasis Vėžys remiasi kūno ląstelių dediferenciacija. Dėl pokyčių ląstelėje gali atsirasti nediferencijuotas ląstelių dalijimasis, kuris formuodamasis gali išplisti po visą kūną metastazių. Priežastys gali būti somatinės mutacijos, virusaiarba nekontroliuojamas ląstelių profiliavimas gijimo procesų metu. Diferenciacija gali įvykti greitai. Tačiau yra ir formų Vėžys kurioje navikas gana ilgai išlieka diferencijuotas. Tačiau po dediferenciacijos fazės jokia nauja diferenciacija neatsiranda. Dalijančios ląstelės yra degeneruotos ir po kiekvieno ląstelių dalijimosi juda toliau nuo pradinės būsenos. Genetinė informacija taip pat nuolat kinta. Pavyzdžiui, žaizdų gijimas yra natūralus procesas, pagrįstas transdeterminacija. Čia suaugusios kamieninės ląstelės transformuojasi į diferencijuotas oda ląstelės jungiamasis audinys ląstelės ar kitų tipų ląstelės. Tačiau retais atvejais dėl nuolatinio ląstelių dalijimosi gali susidaryti piktybinis navikas. Panaši situacija gali atsirasti ir po imuninių reakcijų. Be kita ko, limfomos yra išraiška imuninė sistema kad yra nekontroliuojamas.
