transdifferensiering

I transdifferensiering en metamorfose finner sted. De differensierte cellene i et gitt cotyledon blir transformert til cellene i et annet cotyledon gjennom prosesser som histondeacetylering og metylering. Feilige transdifferensieringsprosesser ligger til grunn for mange sykdommer, for eksempel Barretts osthrophagus.

Hva er transdifferensiering?

Embryonisk utvikling skjer på basis av tre forskjellige kimlag. Differensiering er et trinn i utvikling av embryonale celler. Celler forvandles til en spesialisert form gjennom differensieringsprosesser. Den første differensieringen av de allmektige embryonale cellene tilsvarer utviklingen av cotyledonene, som er vevsspesifikke og derfor ikke lenger er allmektige.

Transdifferensiering er et spesielt tilfelle eller til og med en reversering av differensiering. Prosessen tilsvarer en metamorfose. Cellene til en cotyledon blir konvertert til cellene til en annen cotyledon. De fleste transdifferensiasjoner finner ikke sted direkte, men tilsvarer en dedifferensiering, som igjen blir fulgt av en differensiering i motsatte retninger. Forskere forbinder hovedsakelig transdifferensiering med menneskelige stamceller.

Med hver transdifferensiering er det en fullstendig endring i det respektive genuttrykk på molekylærbiologisk nivå. Hver transdifferensiering krever aktivitetsendring i tusenvis av individuelle gensegmenter. Patologiske transdifferensieringsprosesser foregår i forbindelse med noen sykdommer. I utgangspunktet trenger ikke transdifferensiering å ha noen patologisk verdi.

Funksjon & oppgave

I forbindelse med transdifferensiering, endres genuttrykket til en celle fullstendig på molekylærgenetisk nivå. Dette har implikasjoner for replikering. I den transdifferensierte cellen er replikert helt andre deler av genet enn opprinnelig ment. Av denne grunn til slutt en helt annen proteinsyntese enn opprinnelig planlagt.

Transdifferensiering ledsages av deaktivering av tidligere aktive gener. Denne avstengningen skjer hovedsakelig gjennom prosesser i forbindelse med histondeacetylering eller metylering på de individuelle DNA-seksjonene. Den komplette prosessen med transdifferensiering krever en aktivitetsendring av et utall antall seksjoner av et gen.

Genuttrykket til den transdifferensierte cellen tilsvarer stort sett ikke det opprinnelige mønsteret av genuttrykket i essensielle deler. Prosessen med histondeacetylering tjener ikke bare til å slå av visse gensegmenter, men endrer også DNAs evne til å binde seg. Histondeacetyleringsprosessen fokuserer på histon, fra hvis struktur en acetylgruppe fjernes. Dette gir histon en betydelig høyere affinitet for DNA-fosfatgrupper. Samtidig er det mindre bindingsevne mellom transkripsjonsfaktorene og DNAet.

Transkripsjonsfaktorer påvirker transkripsjon enten positivt eller negativt og er enten aktivatorer eller undertrykkere. Den reduserte bindingsevnen til transkripsjonsfaktorene resulterer i en hemming av de individuelle genuttrykkene som er lokalisert på det tilsvarende punktet i DNA.

Metyleringsprosessen følger også prinsippet om DNA-inaktivering. Den eneste forskjellen er at metyleringsprosesser fokuserer på metylgrupper i stedet for histoner. Disse metylgruppene binder seg til en viss del av DNAet og inaktiverer på denne måten de individuelle DNA-seksjonene. Når celler skiller seg ut, endres genuttrykket deres betydelig, og mange av genene blir til og med slått av under prosessene.

Fullstendig transdifferensiering avhenger av høyt uttrykk for tusenvis av gener og krever samtidig nedregulering i uttrykk for tusenvis av andre gener. Dette er den eneste måten de riktige proteinene til syvende og sist er tilgjengelige for at cellen kan transformere. For eksempel krever en muskelcelle fundamentalt forskjellige proteiner enn en levercelle.

Transdifferensiering skjer enten direkte eller indirekte. Denne omveien tilsvarer en dedifferensiering, som blir fulgt av en påfølgende ny differensiering i andre retninger.

Du finner medisinene dine her

Sykdommer og plager

Transdifferensiasjoner kan ligge til grunn for mange forskjellige sykdommer, noe som gjør dem klinisk relevante. Den såkalte Barretts spiserør, for eksempel, er assosiert med prosessene for transdifferensiering. Denne sykdommen er basert på en konvertering av celler i epitelet, som transdifferensieres til mucinproduserende tarmceller under patologiske prosesser. I denne sammenhengen er det snakk om tarmmetaplasia, som er assosiert med en valgfri risiko for degenerasjon og for eksempel kan fremme utviklingen av adenokarsinomer. Generelt beskrives Barretts syndrom som en kronisk betennelsesendring i den distale spiserøret som resulterer i utvikling av magesår, som kan oppstå som en del av komplikasjoner i reflukssykdom. I syndromet skjer konvertering av plateepitel i den distale spiserøret.

En annen sykdom basert på transdifferensiering tilsvarer dannelsen av leukoplakia. Som en del av dette fenomenet transdifferensierer orale slimhinneceller til forstadier som kan fremme plateepitelkarsinom. Leukoplakia er hyperkeratose av slimhinnen som ofte er dysplastisk på samme tid. I tillegg til munnhulen, forekommer disse leukoplakiene først og fremst på leppene og i kjønnsområdet. Leukoplakia er vanligvis innledet med kronisk irritasjon av huden eller slimhinnene. Denne irritasjonen tykner det kåte laget i det berørte området. Den rødlige slimhinnen blir så hvitaktig at kapillærene under det tykke epitel ikke lenger kan lages.

Kausal stimulans kan være mekanisk, biologisk, fysisk eller kjemisk. De biologiske stimuli inkluderer kroniske virusinfeksjoner. De kjemisk forårsakende stimuliene skyldes stort sett røyking eller tyggetobakk. Et lite passende gebiss, for eksempel, kan betraktes som en mekanisk forårsaker stimulans.