transdifferentiering

I transdifferentiering en metamorfos äger rum. De differentierade cellerna i en given cotyledon transformeras till cellerna i en annan cotyledon genom processer såsom histondeacetylering och metylering. Felaktiga transdifferentieringsprocesser ligger till grund för många sjukdomar, till exempel Barretts östrofagus.

Vad är transdifferentiering?

Embryonisk utveckling sker på grundval av tre olika grovlager. Differentiering är ett steg i embryonal cellutveckling. Celler förvandlas till en specialiserad form genom differentieringsprocesser. Den första differentieringen av de allestädes embryonala cellerna motsvarar utvecklingen av cotyledonerna, som är vävnadsspecifika och därför inte längre omnipotenta.

Transdifferentiering är ett speciellt fall eller till och med en reversering av differentiering. Processen motsvarar en metamorfos. Cellerna i en cotyledon omvandlas till cellerna i en annan cotyledon. De flesta transdifferentiering sker inte direkt utan motsvarar en skillnad, som i sin tur följs av en differentiering i motsatta riktningar. Forskare associerar främst transdifferentiering med mänskliga stamceller.

Med varje transdifferentiering sker en fullständig förändring av respektive genuttryck på molekylärbiologisk nivå. Varje transdifferentiering kräver en aktivitetsförändring i tusentals individuella gensegment. Patologiska transdifferentieringsprocesser sker i samband med vissa sjukdomar. I grund och botten behöver transdifferentiering inte ha något patologiskt värde.

Funktion & uppgift

I samband med transdifferentiering förändras genuttrycket av en cell helt på molekylärgenetisk nivå. Detta har konsekvenser för replikering. I den transdifferentierade cellen replikeras helt andra delar av genen än ursprungligen avsett. Av denna anledning till slut en helt annan proteinsyntes än ursprungligen planerat.

Transdifferentiering åtföljs av deaktivering av tidigare aktiva gener. Denna avstängning sker huvudsakligen genom processer i samband med histondeacetylering eller metylering på de enskilda DNA-sektionerna. Den kompletta processen för transdifferentiering kräver en aktivitetsförändring av ett oräkneligt antal sektioner av en gen.

Genuttrycket för den transdifferentierade cellen motsvarar mestadels inte det ursprungliga mönstret för genuttrycket i väsentliga delar. Processen med histondeacetylering tjänar inte bara till att stänga av vissa gensegment utan också förändrar DNA: s förmåga att binda. Histondeacetyleringsprocessen fokuserar på histon, från vars struktur en acetylgrupp avlägsnas. Detta ger histon en signifikant högre affinitet för DNA-fosfatgrupper. Samtidigt finns det mindre bindningskapacitet mellan transkriptionsfaktorerna och DNA.

Transkriptionsfaktorer påverkar transkription antingen positivt eller negativt och är antingen aktivatorer eller repressorer. Den reducerade bindningsförmågan hos transkriptionsfaktorerna resulterar i en hämning av de individuella genuttryck som är belägna vid motsvarande punkt i DNA.

Metyleringsprocessen följer också principen för DNA-inaktivering. Den enda skillnaden är att metyleringsprocesser fokuserar på metylgrupper snarare än histoner. Dessa metylgrupper binder till en viss del av DNA och inaktiverar på detta sätt de individuella DNA-sektionerna. När celler differentierar förändras deras genuttryck betydligt och många av generna stängs till och med under processerna.

Fullständig transdifferentiering beror på högt uttryck av tusentals gener och kräver samtidigt nedreglering i uttryck för tusentals andra gener. Detta är det enda sättet som rätt proteiner i slutändan är tillgängliga för cellen att transformera. Till exempel kräver en muskelcell grundläggande olika proteiner än en levercell.

Transdifferentiering sker antingen direkt eller indirekt. Denna omväg motsvarar en skillnad, som följs av en efterföljande ny differentiering i andra riktningar.

Du hittar din medicin här

Sjukdomar och sjukdomar

Transdifferentiering kan ligga till grund för många olika sjukdomar, vilket gör dem kliniskt relevanta. Den så kallade Barretts matstrupen är till exempel förknippad med processerna för transdifferentiering. Denna sjukdom är baserad på en omvandling av celler i epitelet, som transdifferentieras till mucinproducerande tarmceller under de patologiska processerna. I detta sammanhang är det tal om tarmmetaplasi, som är förknippat med en eventuell risk för degeneration och till exempel kan främja utvecklingen av adenokarcinom. I allmänhet beskrivs Barretts syndrom som en kronisk inflammatorisk förändring i den distala matstrupen som resulterar i utvecklingen av magsår, som kan uppstå som en del av komplikationer vid refluxsjukdom. I syndromet sker omvandlingen av skivepitel i den distala matstrupen.

En annan sjukdom baserad på transdifferentiering motsvarar bildandet av leukoplakia. Som en del av detta fenomen differentierar orala slemhinneceller till prekancerösa lesioner som kan främja skivepitelcancer. Leukoplakia är hyperkeratos i slemhinnan som ofta är dysplastisk samtidigt. Förutom munhålan uppträder dessa leukoplakier främst på läpparna och i könsområdet. Leukoplakia föregås vanligtvis av kronisk irritation i huden eller slemhinnorna. Denna irritation förtjockar det kåta skiktet i det drabbade området. Det rödaktiga slemhinnan blir så vitaktig att kapillärerna under det tjocka epitelet inte längre kan göras ut.

Kausal stimulans kan vara mekanisk, biologisk, fysisk eller kemisk. De biologiska stimuli inkluderar kroniska virusinfektioner. De kemiskt orsakande stimuli uppstår oftast från rökning eller tuggtobak. En dåligt passande protes kan till exempel betraktas som en mekaniskt orsakande stimulans.