Transdiferencijacija uključuje metamorfozu. Diferencirane stanice određenog kotiledona transformiraju se u stanice drugog kotiledona postupcima kao što su deacetilacija i metilacija histona. Neispravni procesi transdiferencijacije temelj su mnogih bolesti, poput Barrettovog estrofaga.
Što je transdiferencijacija?
Znanstvenici sposobnost transdiferencijacije povezuju prvenstveno s ljudskim matičnim stanicama. Embrionalni se razvoj odvija na osnovi tri različita sloja klica. Diferencijacija je korak u razvoju embrionalnih stanica. Procesima diferencijacije stanice se transformiraju u specijalizirani oblik. Prva diferencijacija svemogućih embrionalnih stanica odgovara razvoju kotiledona koji su specifični za tkivo i stoga više nisu svemoćni. Transdiferencijacija je poseban slučaj ili čak obrnuta diferencijacija. Proces odgovara metamorfozi. U tom se procesu stanice jednog kotiledona transformiraju u stanice drugog kotiledona. Većina transdiferencijacije ne događa se izravno, već odgovara dediferencijaciji, koja je nakon toga praćena diferencijacijom u suprotnim smjerovima u svakom slučaju. Znanstvenici sposobnost transdiferencijacije povezuju prvenstveno s ljudskim matičnim stanicama. Sa svakom transdiferencijacijom, potpuna promjena dotičnog gen ekspresija se događa na molekularno biološkoj razini. Svaka transdiferencijacija zahtijeva promjenu aktivnosti u tisućama pojedinaca gen segmenti. U vezi s nekim bolestima odvijaju se patološki procesi transdiferencijacije. Međutim, u osnovi transdiferencijacija ne mora imati nikakvu patološku vrijednost.
Funkcija i zadatak
Tijekom transdiferencijacije, gen ekspresija stanice se potpuno mijenja na molekularno-genetskoj razini. To ima implikacije na replikaciju. U transdiferenciranoj stanici repliciraju se potpuno različiti dijelovi gena nego što je prvotno zamišljeno. Iz tog razloga sinteza proteina na kraju se potpuno razlikuje od onoga što je prvotno planirano. Transdiferencijaciju prati utišavanje prethodno aktivnih gena. Ovo utišavanje odvija se u velikoj mjeri kroz procese deacetilacije ili metilacije histona na pojedinačnim segmentima DNA. Kompletni tijek transdiferencijacije zahtijeva promjenu aktivnosti nebrojenih dijelova gena. Ekspresija transdiferencirane stanice obično ne odgovara u bitnim dijelovima izvornom uzorku ekspresije gena. Proces deacetiliranja histona ne služi samo za utišavanje određenih segmenata gena, već mijenja i sposobnost vezanja DNA. Proces deacetilacije histona usredotočuje se na histon, iz čije se strukture uklanja acetilna skupina. To daje histonu mnogo veći afinitet za DNA fosfat grupe. To istovremeno rezultira nižom sposobnošću vezanja između transkripcijskih faktora i DNA. Transkripcijski faktori utječu na transkripciju pozitivno ili negativno, pa su stoga ili aktivatori ili represori. Smanjena sposobnost vezanja transkripcijskih faktora rezultira inhibicijom pojedinačnih ekspresija gena smještenih na odgovarajućoj točki DNA. Proces metilacije također u konačnici slijedi princip DNA inaktivacije. Jedina razlika je u tome što u procesima metilacije fokus nije na histonu već na metilnim skupinama. Te se metilne skupine vežu za određeni dio DNA i na taj način inaktiviraju pojedinačne dijelove DNA. Tijekom diferencijacije stanica, njihova se ekspresija gena značajno mijenja, a mnogi su geni tijekom procesa čak i isključeni. Kompletna transdiferencijacija istovremeno se oslanja na visoku ekspresiju tisuća gena i zahtijeva smanjenu regulaciju u ekspresiji tisuća drugih gena u isto vrijeme. Samo na taj način su prava proteini u konačnici na raspolaganju za transformaciju stanice. Na primjer, mišićna stanica zahtijeva bitno drugačije proteini od a jetra stanica. Ili se transdiferencijacija događa izravno ili zaobilaznim putem. Ovaj zaobilazni put odgovara dediferencijaciji nakon koje slijedi rediferencijacija u drugim smjerovima.
Bolesti i tegobe
Transdiferencijacija može biti temelj mnogih različitih bolesti, što je čini klinički relevantnom. Na primjer, takozvani Barrettov jednjak povezan je s procesima transdiferencijacije. Ova se bolest temelji na transformaciji stanica epitelijum, koji se tijekom patoloških procesa transdiferenciraju na crijevne stanice koje proizvode mucin. U tom kontekstu postoji govoriti crijevne metaplazije, što je povezano s fakultativnim rizikom od degeneracije i može pogodovati, na primjer, razvoju adenokarcinoma. Općenito, Barrettov sindrom opisuje se kao kronična upalna promjena u distalnom jednjaku koja rezultira stvaranjem peptičnih ulkusa, što se može dogoditi u uvjetima komplikacija refluks bolest. U sindromu, transformacija skvamoznih epitelijum javlja se u distalnom jednjaku. Druga bolest koja se temelji na transdiferencijaciji odgovara nastanku leukoplakija. Stanice sluznice usne šupljine transdiferenciraju se u prekancerozne stanice kao dio ovog fenomena, koji može promovirati karcinom pločastih stanica. Leukoplakija su hiperkeratoze sluznica koji su često istovremeno i displastični. Uz to usne šupljine, ove se leukoplakije javljaju uglavnom na usnama i u području genitalija. Leukoplakija obično prethodi kroničnoj iritaciji koža ili sluznice. Ova iritacija zadebljava rožnati sloj na zahvaćenom području. Crvenkasta sluznica tako postaje bjelkast, kao kapilara posuđe više se ne može razaznati pod gustom epitelijum. Uzročnik podražaja može biti mehanički, biološki, fizički ili kemijski. Biološki podražaji uključuju kronične virusne infekcije. Kemijski uzročnici podražaja obično su uzrokovani pušenje ili žvakanje duhan. Mehanički uzročnici mogu uključivati neprilagođenost proteza.
