Komórki i ich

różnicowanie



Proces różnicowania (dyferencjacja) –
ciąg zdarzeń prowadzący od komórki
wyjściowej do wyspecjalizowanych w
strukturze i funkcji komórek w dojrzałym
organizmie. Jest procesem
wieloetapowym, polega na stopniowym
ograniczeniu potencji rozwojowych
kolejnych pokoleń komórek i
zdeterminowaniu ich losów w
organizmie.

Komórki rozwijającego się zarodka
różnią się stopniem zróżnicowania;
można wyróżnić wśród nich:



komórki totipotencjalne



komórki pluripotencjalne



komórki ukierunkowane

Przyczyny różnicowania

Przyczyną specjalizacji strukturalno-
funkcjonalnej komórek w czasie różnicowania
jest zmienna aktywność ich genów. W
poszczególnych typach komórek zróżnicowanych
większość genów ulega czasowej bądź trwałej
represji, a tylko nieliczne pozostają aktywne
transkrypcyjnie. Komórki zróżnicowane różnią się
wzorem ekspresji genów. Charakterystyczny dla
danej linii komórkowej wzór ekspresji genów
warunkuje powstanie takiego, a nie innego
zestawu białek enzymatycznych.

Czynniki warunkujące
różnicowanie komórek

W genomie różnych zwierząt istnieją geny nadrzędne,
które mogą uczynniać zespoły genów struktury
odpowiedzialne za różnicowanie komórek



chromogeny – nadrzędne geny uczynniające zespoły
genów struktury w takcie różnicowania komórkowego
pojawiającego się w określonym czasie.



geny segmentacji i homeotyczne – geny nadrzędne
kontrolujące segmentową budowę organizmu oraz
występowanie narządów w odpowiednim miejscu –
różnicowanie komórkowe w przestrzeni



produkt genów – homeodomena (białko), wiąże się z
DNA genów struktury, które ulegają uczynnieniu

Oddziaływania międzykomórkowe:



bezpośrednie – łączenie się powierzchni odgrywa rolę w
mechanizmie różnicowania w morfogenezie; na
powierzchni komórek znajdują się swoiste białka
odpowiedzialne za łączenie się komórek, tworzenie
połączeń międzykomórkowych



komórki mezenchymy – wydzielają one miejscowo
proteoglikany do istoty międzykomórkowej w pobliżu
błony podstawnej określonej tkanki, wpływa na zmianę
kształtu komórek



pośrednie – indukcja – czynnik mezenchymalny ,
pobudza komórki nabłonka do syntezy DNA,
specjalizacja komórek

Zmiany morfologiczne



komórka niezróżnicowana – nieliczne błony
cytoplazmatyczne, rybosomy, mitochondria,
siateczka śródplazmatyczna – luźno ułożone
pęcherzyki



pierwsze oznaki różnicowania – rozbudowa
siateczki śródplazmatycznej, zwiększenie liczby
rybosomów, pojawienie się siateczki
śródplazmatycznej szorstkiej, zwiększenie liczby
mitochondriów, rozbudowa lizosomów i aparatu
Golgiego



ostatnie stadium – pojawienie się elementów
cytoszkieletu

Powstawanie erytrocytów

1.

Okres mezoblastyczny – na początku życia zarodkowego, w ścianie woreczka
żółtkowego powstają wyspy erytroblastyczne, w ich obrębie powstają komórki
macierzyste krwi (niezróżnicowane, zasadochłonna cytoplazma, jądro o luźno
rozmieszczonej chromatynie)

2.

Proerytroblast – komórka duża, kulista, średnica 15-20 µm, silnie zasadochłonna
cytoplazma, centralnie położone duże jądro z luźną chromatyną zawierające 1-3
jąderek

3.

Erytroblast zasadochłonny – mniejsze od proerytroblastów, jądro o zagęszczonej
chromatynie, ciągle zasadochłonna cytoplazma (ziarnistości z ferrtyną)

4.

Erytroblast polichromatofilny – ferrytyna zużywana do wytwarzania
hemoglobiny, zmniejszenie liczby rybosomów, cytoplazma kwaso- i
zasadochłonna

5.

Erytroblast kwasochłonny – redukcja rybosomów, silna kondensacja chromatyny
jądrowej, pyknotyczne jądro, kwasochłonna cytoplazma (duża ilość
hemoglobiny), barwa zbliżona do dojrzałej krwinki; koniec syntezy hemoglobiny

6.

Retikulocyt – lateralizacja jądra, przeniknięcie przez ścianę zatok szpiku,
usunięcie wraz z niewielkim rąbkiem cytoplazmy z komórki; w cytoplazmie –
pozostałości rybosomów (substancja siateczkowo-ziarnisto-włóknista

7.

Erytrocyt – zaniknięcie ww. struktur, kształt dwuwklęsłego krążka

Powstawanie osteoblastów

1.

komórka osteogenna (osteoprogenitorowa) – z
mezenchymy pierwotnej, podobna morfologicznie;
także w dojrzałych kościach, jako forma nieaktywna
– w wyniku działania bodźca przekształcają się w
formę aktywną o zasadochłonnej cytoplazmie

2.

osteoblast – zasadochłonna cytoplazma, dobrze
rozwinięty aparat Golgiego; w cytoplazmie –
pęcherzyki zawierające białkowe prekursory
kolagenu i glikozaminoglikany; wytwarzają
pęcherzyki macierzy

3.

osteocyt – osteoblasty „zamurowane” w substancji
międzykomórkowej