Contenuto
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Definizione di morfogenesi
- Esempi di morfogenesi
- Che cos'è la differenziazione?
- Un esempio di differenziazione
- Implicazioni per la medicina
Nella biologia dello sviluppo, gli scienziati usano termini diversi per descrivere diversi processi di sviluppo. Differenziazione cellulare e il processo di morfogenesi sono termini che si riferiscono a due diversi processi in fase di sviluppo.
Per definire la morfogenesi e la differenziazione cellulare, aiuta a studiare esempi di ciascuno.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Differenziazione e morfogenesi rappresentano due termini diversi che si rivolgono allo sviluppo di organismi biologici. La differenziazione si riferisce a come le cellule si specializzano, mentre la morfogenesi si riferisce allo sviluppo delle forme di organismi viventi.
Definizione di morfogenesi
Il processo di morfogenesi si riferisce allo sviluppo delle forme negli organismi viventi. Questo si riferisce alla forma, dimensione e connettività delle forme in via di sviluppo.
Gli scienziati usano la matematica per aiutare a determinare le variazioni del tasso di crescita che influenzano le forme di sviluppo di un organismo. Questi cambiamenti nelle forme possono riguardare sia lo sviluppo individuale sia lo sviluppo evolutivo tra le specie. Data la vasta possibilità di quante forme si possano formare in un organismo, ha senso che vincoli come il tempo, la pressione e lo spazio abbiano un ruolo nella morfogenesi.
La morfogenesi cellulare si riferisce alle dimensioni, alla forma, alla posizione e al numero di cellule.
Esempi di morfogenesi
Quando si cerca di definire la morfogenesi, aiuta a usare un esempio di morfogenesi. Un esempio di morfogenesi sarebbe la crescita delle piante e il modo in cui le nuove piante cambiano forma per essere dritte o attorcigliate o ramificate.
Nelle persone, l'intestino fornisce a esempio di morfogenesi. Il modo in cui gli intestini umani si piegano e si piegano per adattarsi all'interno del corpo è un modo di pensare alla morfogenesi in fase di sviluppo.
Il cervello umano fornisce un notevole esempio di morfogenesi a causa delle sue "rughe" o pieghe. In un feto umano, il cervello è relativamente liscio. Ma nel corso di uno sviluppo sano, piegando i risultati a causa dello spazio geometrico in cui cresce il cervello. Un altro esempio di morfogenesi è quello della ramificazione nel rene umano.
Ricerche recenti cercano di capire come i geni influenzano la geometria e le forme che cambiano negli organismi biologici.
Che cos'è la differenziazione?
Oltre al processo di morfogenesi, differenziazione è un termine comunemente usato in biologia cellulare e dello sviluppo. La differenziazione cellulare si riferisce al processo mediante il quale le cellule si specializzano in diversi tipi con funzioni diverse. Contrariamente al processo di morfogenesi, la differenziazione avviene a livello cellulare ed è controllata da fattori di trascrizione.
I tessuti hanno bisogno di una banca di cellule staminali per fornire un backup in caso di perdita di cellule. Fattori di trascrizione sono proteine che hanno istruzioni o indicazioni su come sviluppare le cellule staminali. Le cellule staminali produrranno un insieme di cellule figlie (o cellule progenitrici) che possono differenziarsi per formare un particolare tessuto e un altro insieme di cellule figlie che mantiene il pool di cellule staminali.
Un esempio di differenziazione
Nel corpo umano, le cellule sono costantemente chiamate a differenziarsi cellule specializzate con funzioni uniche. Uno di questi esempi è la cellula basale polmonare. Questa cellula può differenziarsi in modo da diventare una cellula secretoria che riveste il tessuto polmonare.
I fattori di trascrizione funzionano per rendere possibile questa differenziazione. Nel caso della cellula basale polmonare, il fattore di trascrizione "grainyhead-like 2" ordina il processo che la cellula prenderà per diventare ciliata.
Le cellule possono differenziarsi in numerosi altri tipi di cellule, come cardiomiociti (cellule cardiache), neuroni, miociti scheletrici e così via.
Implicazioni per la medicina
La differenziazione cellulare e il processo di morfogenesi svolgono entrambi un ruolo enorme nello sviluppo degli organismi. Gli scienziati sperano di ottenere una maggiore comprensione di entrambe queste discipline per contribuire a fornire nuovi trattamenti medici.
Una nuova strada della ricerca implica scoprire come i geni codificano per la geometria, aprendo una maggiore comprensione dell'origine della morfogenesi. Ciò comporterà un approccio multidisciplinare da biologi, fisici e matematici.
Per quanto riguarda la differenziazione cellulare in cellule specializzate, gli scienziati sperano di scoprire come dirigere la differenziazione cellulare al fine di combattere le malattie legate a specifici tipi di cellule. Un esempio è la malattia di Huntington.
Un altro esempio importante è quello di terapia con cellule staminali per il cancro e altre malattie. I ricercatori sperano di indirizzare la differenziazione cellulare senza la necessità di donatori di midollo osseo. La degenerazione maculare dell'occhio rappresenta un altro esempio in cui le cellule epiteliali pigmentate retiniche potrebbero essere proliferate in vitro per sostituire quelle perse nei pazienti anziani.
È possibile indirizzare la differenziazione cellulare in laboratorio. Speriamo che, imparando a controllare questo processo, i ricercatori saranno in grado di salvare e migliorare la vita.