בגוף האדם בודדו יותר מ-200 סוגי תאים, שלכל אחד מהם אותו קוד תורשתי. כולם התפתחו תחילה מעובר חד-תאי ואחר כך רב-תאי, שחלק אחר כך התחלק לשלוש שכבות נבט. מכל אחד מחלקיו התפתחו רקמות הגוף, שבהן נמצא בערך אותו סוג של תאים. במקביל, כמעט כולם התפתחו מאותה קבוצת קודמים. תהליך זה נקרא התמיינות תאים. זוהי התאמה מקומית של התא לצרכים האמיתיים של הגוף, יישום הפונקציות המתוכנתות בקוד התורשתי שלו.
אפיון של תאים ורקמות
לתאים סומטיים של הגוף יש את אותה מערך כרומוזומים, ללא קשר למטרה התפקודית. עם זאת, הם שונים בפנוטיפ, אשר מוסבר על ידי הכנה שלהם לביצוע משימות מקומיות שונות ברקמות ביולוגיות. פנוטיפ הוא תוצאה של ביטוי של קבוצה גנטית ספציפית בסביבה ספציפית. ובתנאים שונים, תאים עם אותו חומר גנטי מתפתחים בצורה שונה, בעלי מאפיינים מורפולוגיים שונים ומבצעים פונקציות ספציפיות.
אורגניזם מפותח מאוד זקוק לכך ליצירת רקמות רבות המרכיבות את איבריו. במקרה זה, רקמות נוצרות מקבוצה הומוגנית של מבשרי גזע. תהליך זה נקרא התמיינות תאים. מדובר בשרשרת אירועים שמטרתה להגדיל אוכלוסיית תאים על פי קריטריונים שנקבעו מראש לגדילה והתפתחות של רקמות ביולוגיות בגוף. זה עומד בבסיס הצמיחה של אורגניזם והארגון הרב-תאי שלו.
מהות הבידול
במונחים של ביולוגיה מולקולרית, התמיינות תאים היא תהליך של הפעלת חלקים מסוימים של כרומוזומים והשבתה של אחרים. כלומר, אריזה קומפקטית או שחרור מקטעים של כרומוזומים, מה שהופך אותם לזמינים לקריאת מידע תורשתי. במצב המצומד, כאשר הגנים נארזים בהטרוכרומטין, קריאה בלתי אפשרית, ובצורה המורחבת, החלקים הרצויים של הקוד הגנטי הופכים לזמינים ל-RNA שליח ולביטוי לאחר מכן. משמעות הדבר היא שהתמיינות תאים היא הקלדה מוסדרת לא קפדנית של אותו סוג של אריזת כרומטין.
ציטוקינים ושליחים
כתוצאה מכך, קבוצת תאים התמיינה לזהותתנאים ובעל תכונות מורפולוגיות דומות, יש דה-ספרליזציה של חלקים זהים של כרומוזומים. ובמהלך החשיפה לשליחים בין-תאיים, מווסתים מקומיים של התמיינות תאים, מופעלים החלקים הרצויים של הגנים, והביטוי שלהם מתרחש. ולכן, התאים של רקמות ביולוגיות מייצרים את אותם חומרים ומבצעים פונקציות דומות, שעבורן מסופק תהליך זה. מנקודת מבט זו, התמיינות תאים היא השפעה מכוונת של גורמים מולקולריים (ציטוקינים) על ביטוי המידע הגנטי.
קולטני ממברנה
לתאים מאותה רקמה יש קבוצה דומה של קולטני ממברנה, שנוכחותם נשלטת על ידי קוטלי T של מערכת החיסון. אובדן קולטן תא מהסוג הרצוי או ביטוי של אחר, שאינו מיועד ללוקליזציה נתונה בשל הסיכון לאונקוגנזה, גורם לתוקפנות תאית מכוונת נגד ה"מפר". התוצאה תהיה הרס התא, שההתמיינות שלו לא פעלה לפי הכללים שנקבעו על ידי השפעתם של שליחים בין-תאיים מרגולטורים מיוחדים.
הבחנה חיסונית
לתאי חיסון יש מולקולות קולטן מיוחדות הנקראות צבירי התמיינות. אלו הם מה שנקרא סמנים, שניתן להשתמש בהם כדי להבין את התנאים שבהם התפתחו אימונוציטים ולאילו מטרות הם מיועדים. הם עוברים תהליך ארוך ומורכב של התמיינות, שבכל שלב שלו קבוצות של לימפוציטים שפיתחו מספר לא מספיק של קולטנים מסולקות ונהרסות, או באינטראקציה שלהן עםנוגדנים זוהו "אי התאמה".
קבוצות תאים ורקמות
רוב תאי הגוף מתחלקים לשניים במהלך רבייה מיטוטית. בשלב ההכנה שלו, המידע הגנטי מוכפל, ולאחר מכן נוצרים שני תאי בת עם מערכת גנים דומה. לא רק חלקים פעילים של כרומוזומים נתונים להעתקה, אלא גם מצומדים. לכן, ברקמות, תאים מובחנים לאחר חלוקה מולידים שני תאי בת חדשים שיש להם חומר גנטי הדומה למערך הסומטי השלם של הכרומוזומים. עם זאת, הם אינם מסוגלים להתמיין לתאים אחרים, מכיוון שהם אינם יכולים לנדוד באופן טבעי לתנאי בית גידול אחרים, כלומר לשליחי התמיינות אחרים.
גידול אוכלוסיית התאים
מיד לאחר חלוקתם של שני תאי בת, הם מקבלים סט מיוחד של אברונים שהם ירשו מהאם. האלמנטים הפונקציונליים הקטנים ביותר הללו כבר מוכנים לבצע את המשימות הדרושות ברקמה ביולוגית נתונה. לכן, תא הבת צריך רק להגדיל את נפח החללים של הרשת האנדופלזמית ולהגדיל את גודלו.
כמו כן, המטרה של התפתחות התאים היא להשיג אספקה נאותה של חומרים מזינים וחמצן קשור. לשם כך, במקרה של הרעבה בחמצן או באנרגיה, הוא משחרר גורמי אנגיוגנזה לחלל הבין-תאי. לאורך העוגנים הללו צומחים כלי נימי חדשים, שיזין את הקבוצה.תאים.
תהליך הגדלת הגודל, השגת אספקה נאותה של מצעי חמצן ואנרגיה, והרחבת האברונים התוך-תאיים בקצב מוגבר של ייצור חלבון נקרא צמיחת תאים. הוא עומד בבסיס הצמיחה של אורגניזם רב תאי ומווסת על ידי גורמי התפשטות רבים. בשלב מסוים, עם הגעה לגודל המקסימלי, על ידי אות מבחוץ או בצירוף מקרים, התא הגדל שוב יתחלק לשניים, ויגדיל עוד יותר את גודל הרקמה הביולוגית והאורגניזם בכללותו.
בידול מזודרמלי
כהדגמה ברורה להתמיינות של תאי גזע ושל ה"צאצאים" המפותחים יותר שלהם, עלינו לשקול את הטרנספורמציה של שכבת הנבט המזודרמלית של גוף האדם. מהמזודרם - קבוצה של תאי גזע בעלי מבנה זהה ומתפתחים בנוכחות גורמי התמיינות, מקורן אוכלוסיות תאים כמו נפרוטום, סומיט, ספלנצ'נוטום, מזנכיים פלכנוטומי ותעלה פרמזונפרית.
מכל אוכלוסיה כזו יווצרו צורות ביניים של התמיינות, שיולידו מאוחר יותר תאים של אורגניזם בוגר. בפרט, שלוש קבוצות תאים מתפתחות מהסומיט: מיוטום, דרמטום וסקלרוטום. תאי מיוטום ייצרו תאי שריר, סקלרוטום - סחוס ועצם, ודרמטום - רקמת חיבור של העור.
הנפרוטום מולידה את האפיתל של הכליות והדפרנס, ואפיתל הרחם יתבדל מהתעלה הפרמזונפריתצינורות ורחם. הפנוטיפ של תאי splanchnotome יוכן על ידי גורמי התמיינות להפיכתם למזותל (צדר, קרום לב וצפק), שריר הלב, קליפת יותרת הכליה. המזנכיום של הספלנצ'נוטום הוא חומר המוצא להתפתחות אוכלוסיות תאים של דם, רקמת שריר חיבור וחלק, כלי דם ותאי מיקרוגליה.
צמיחת התאים באוכלוסיות אלו, החלוקה וההתמיינות המרובה שלהם היא הבסיס לתמיכה בכדאיות של אורגניזם רב-תאי. תהליך זה נקרא גם היסטוגנזה - התפתחות רקמות ממבשרים תאיים כתוצאה מהתמיינות והפיכת הפנוטיפ שלהן בהתאם להשפעת גורמים חוץ-תאיים המווסתים את התפתחותן.
התמיינות תאי צמחים
הפונקציות של תא צמחי תלויות במיקומו, כמו גם בנוכחותם של מאפננים ומדכאי גדילה. לעובר של צמח בהרכב זרעים אין אזורים צומחים ונבטיים, ולכן לאחר הנביטה עליו לפתח אותם, דבר הכרחי לרבייה ולצמיחה. ועד שיגיע הזמן הטוב לנביטתו, הוא יישאר רדום.
מרגע קבלת האות לצמיחה, הפונקציות של תאי הצמח יתחילו להתממש יחד עם עלייה בגודל. אוכלוסיות התאים המונחות בעובר יעברו שלב של התמיינות ויהפכו לנתיבי הובלה, חלקים צומחים, מבנים נבטיים.
