TOTIPOTENTIALITY: HISTORIE, KARAKTERISTIKA OG BETYDNING - BIOLOGI - 2025

Den totipotens eller totipotens er evnen, evne og potentiale besat af hver af embryonale celler til at producere de totale et individs celler. Udtrykket stammer fra det latinske ord totipotentia, som betyder evne til alle ting og / eller evne til at blive eller give anledning til en komplet organisme.

De totipotente celler, der bedst defineres eller studeres, er zygoten og sporer. Nogle forfattere bruger udtrykket stamceller og totipotente celler som et synonym, men der er dog ingen konsensus i denne forbindelse.

Totipotentielle celler. Taget og redigeret fra: Jucomo.

Stamceller er ifølge nogle forfattere grupper af udifferentierede celler, der kan blive forskellige grupper eller typer af specialiserede celler. De kan være unototente, multipotente og også totipotente. Kun sidstnævnte er i stand til at give anledning til et komplet individ.

Historie

Fader til totipotentialitet er den tyske biolog og filosof Hans Adolf Eduard Driesch. Denne videnskabsmand revolutionerede forståelsen af ​​embryologi takket være hans eksperimenter med søpindsvin.

I 1891 udførte Driesch eksperimenter med to-cellede (to-celle) embryoner fra søpindsvin Echinus microtuberculatus (nu kendt som Psammechinus microtuberculatus), der udfordrede tidens accepterede hypoteser om embryonudvikling.

Deres resultater viste, at cellerne fra et tidligt embryo (zygote), når de adskilles, enten mekanisk eller naturligt, kunne fortsætte med at udvikle sig, indtil de danner normale larver, og konkluderede, at disse celler er totipotente i deres tidlige udviklingsstadier.

Dette var i modsætning til resultaterne af Wilhelm Roux (pioner inden for eksperimentel embryologi), der havde arbejdet med to-cellede frøæg. Roux fandt, at dræbning af en af ​​de to celler udviklede misdannede embryoner, og konkluderede, at embryonale celler har forudbestemte destinationer.

Senere i 1910 ville den amerikanske kemiker, zoolog og fysiolog Jesse Francis McClendon kontrollere, at Drieschs resultater kunne replikeres i frøer, kyllinger, andre pindsvin og endda pattedyr.

egenskaber

Totipotentialitet er kendetegnet ved potentialet i nogle celler til at give anledning til et komplet individ. Disse er i stand til at blive en hvilken som helst type celle i kroppen og også i andet ekstra-embryonalt væv.

Totipotente celler dannes i organismer med både seksuel og aseksuel reproduktion, de er zygoter eller sporer. De kan være en zygote i frøet til et phanerogam (plante), i et æg fra ethvert dyr eller i en livmoder fra et pattedyr (såsom mennesker, elefanter eller mus).

Dette potentiale har i de fleste tilfælde en kort levetid under udvikling. I den menneskelige krop har de en begrænset tid, cirka 4 dage efter befrugtning. I andre organismer som planter, marine svampe, annelid orme, søstjerner og mus har de forskellige varighed.

Totipotentialitet i forskellige grupper af organismer

I planter og svampe, der formerer sig med sporer, siges det, at disse celler, der ikke har brug for befrugtning, er af totipotent type, da zygoten af ​​disse organismer har kapacitet til at producere alle de typer celler, der kræves for at udvikle et komplet individ.

Talrige udviklings-, vækst- og vævskulturundersøgelser i planter har gentagne gange vist, at mange planteceller er totipotente. Et eksempel på dette er kulturer af små væv eller stamsnit, der, når de anbringes i vækstmedier, er i stand til at give anledning til eller regenerere et helt nyt individ.

hvirvelløse

Som allerede nævnt før blev den første undersøgelse, der demonstrerede eksistensen af ​​totipotente embryonale celler, udført med søpindsvin (pighuder). Siden da er der blevet foretaget mange undersøgelser for at gentage Driesch's eksperiment, og i dem alle er resultatet det samme (eksistensen af ​​totipotentialitet).

Et andet tilfælde hos pighud, men denne gang med søstjerner og søstjerner, er evnen hos nogle arter af disse til at regenerere en komplet organisme fra et afsnit eller en del af en arm (uden dele af den centrale disk). Denne regenererende kapacitet skyldes tilstedeværelsen af ​​voksne totipotente stamceller.

Linckia guildingi søstjerner, organisme regenereret fra en arm af andre organismer. Taget og redigeret fra: Emőke Dénes.

Poriferagtige (svampe) vævsundersøgelser afslører, at disse primitive organismer har et stort antal totipotente celler. Dette giver dem mulighed for at producere eller få en hvilken som helst type celle, de har brug for, og nogle gange også at være i stand til at regenerere en komplet organisme fra en lille kropsdel.

hvirveldyr

Hos hvirveldyrene er totipotentialitetsundersøgelser beskrevet i embryonal udvikling; dvs. de embryonale celler fra hvirveldyr som fisk, krybdyr, fugle og pattedyr har en totipotent opførsel, der ligner den hos Driesch's pindsvin.

Uanset typen af ​​reproduktion (krydsbefrugtning, selvbefrugtning og også parthenogenese) har cellerne, der er til stede mellem zygot og morula (første segmenteringer af zygoten) kapacitet til at fremstille alle typer celler og til at organisere dem i en sammenhængende bauplan (en komplet organisme)).

Celletyper i henhold til deres totipotente kapacitet

En god del af det videnskabelige samfund klassificerer totipotente celler efter deres oprindelse og potentiale. I henhold til deres oprindelse klassificeres de i embryonal, føtal og voksen, mens de efter deres potentiale klassificeres i følgende grupper.

totipotent

De, der giver anledning til et komplet individ.

pluripotente

De kan danne celler, der vil give anledning til enhver embryonisk afstamning, men de giver ikke anledning til en komplet organisme.

multipotente

Dem, der kun kan give anledning til celler med samme afstamning eller det embryonale lag.

unipotente

Specialiserede celler, der har mulighed for at differentiere til en enkelt celletype.

Betydning

Undersøgelser med totipotente celler (i vid forstand af klassificeringen efter deres potentiale) giver os mulighed for at se dem som en mulig kur mod mange sygdomme, vævsregenerering, celleterapier og endda potentielle kilder til kloning af planter, dyr og mennesket selv. som har været genstand for meget etisk debat.

Undersøgelser af medfødte sygdomme og kræft kontaktes af ekspertforskere i totipotente celler på grund af celleudviklingen og multiplikationen, der findes i nogle af disse sygdomme.

Analyser og undersøgelser af de første zygotiske opdelinger (af totipotente celler) har givet meget indsigt i aktivering og inaktivering af gener og også om inddragelse af proteiner, der muliggør denne proces.

Andre videnskabelige fremskridt relateret til studier af de første embryonale eller zygotiske divisioner er misdannelser og / eller fødselsdefekter forårsaget af unormal tidlig celledeling og differentiering.

Referencer

1. Moderceller. Totipotentiality. Gendannes fra biologia.edu.ar.
2. ML Condic (2014). Totipotency: Hvad det er, og hvad det ikke er. Stamceller og udvikling.
3. Cellestyrke. Gendannet fra en.wikipedia.org.
4. Y. Cortés Rivera. RI Hernández, P. San Martín del Angel, E. Zarza Meza, R. Cuervo
5. González (2016). Regenererende potentiale for søstjerner Linckia guildinguii. Hydrobiologiske.
6. M. Kearl (2012). Styrken af ​​de to første spaltningsceller i Echinoderm-udvikling. Eksperimentel produktion af delvise og dobbeltformationer »(1891-1892), af Hans Driesch. Embryo Project Encyclopedia. Gendannes fra embryo.asu.edu.
7. Typer af stamceller. Latinamerikansk stamcelleforening. Gendannes fra solcema.com.
8. JFMcClendon (1910). Udviklingen af ​​isolerede blastomerer af frøens æg. » American Journal of Anatomy.