Celletype-bestemmelse

Celletype-bestemmelse og differensiering (fenotype, eller hvilken celletype hver og en vil bli): Ved evolusjon, eller design?

Oversatt herfra.

Innenfor et embryo spiller flere prosesser en rolle på celle- og vevsnivå for å skape en organisme. Disse prosessene inkluderer celledeling, differensiering og cellulær bevegelse (7)

1. Bestemmelse av celle-skjebne avhenger av forskjellige typer kodet informasjon-, kommunikasjons- og tilbakemeldings-system, signalering og strekkode-markering. Disse informasjonssystemene foreskriver, driver, dirigerer, betjener, kontrollerer og induserer reaksjon på stimuli, gir mønstringssignaler, regulerer, bestemmer og tillater beslutninger basert på minne, kontroll-transkripsjon, ombygging av kromatinstruktur og tilstand, kontroll av celle-celle interaksjoner , ulike gen-uttrykk, regulerer hvilke gener som blir transkribert i en celle (hvilke gener som blir slått av og på), påvirker arrangementet av forskjellige celletyper under embryologisk utvikling, gir signaler til spaltningsmønster, skaper asymmetri fra homogenitet, induserer konsentrasjons-gradienter, celle-posisjonering, og mye mer.

2. Dette er ikke bare kjemiske reaksjoner, men handlinger regissert av foreskrevet, instruksjonskompleks informasjon. Denne orkestreringen avhenger av et nettverk av logiske interaksjoner, programmert i DNA-sekvensen, epigenetisk informasjon og signalnettverk som i vesentlig grad utgjør et fast kablet biologisk beregningsapparat. Dyreformer er avhengige av tett integrerte nettverk av gener, proteiner og andre molekyler for å regulere deres utvikling.

3. Verken talsmenn for 'evo-devo', eller talsmenn for andre foreslåtte materialistiske teorier om evolusjon, har identifisert en mutasjons-mekanisme som er i stand til å generere noe som endog ligner en kompleks integrert krets. Etter vår erfaring er funksjonell integrasjon av deler i komplekse systemer, generelt kjent for å være produsert av intelligente agenter - spesielt av ingeniører. Intelligens er den eneste kjente årsaken til slike effekter. Dyr i vekst bruker en form for integrert kretsløp, og absolutt et som manifesterer et tett og funksjonelt integrert system av deler og undersystemer, og intelligens er den eneste kjente årsaken til disse funksjonene. Når de er etablert, gjør kompleksiteten i integrerte kretsløp og signalnettverk dem gjenstridig motstandsdyktige mot mutasjonsendringer. å endre på noen av disse hierarkisk strukturerte systemene gir noe unormalt i uttrykket.

Cellebestemmelse starter tidlig og gir gradvis smalere alternativ når cellen går gjennom en programmert serie med mellomtilstander - styrt på hvert trinn av sitt genom, dens historie og dets interaksjoner med naboer. Prosessen når sin grense når en celle gjennomgår terminal differensiering for å danne en av de høyt spesialiserte celletyper i den voksne kroppen. Selv om det er celletyper hos voksne som beholder en viss grad av pluripotens, er deres utvalg av alternativer generelt smalt.

1. Celle-celle kommunikasjon og transkripsjons-kontroll gjennom opptil elleve forskjellige signalveier

2. Celle-celle vedheft og cellesignalering; hundrevis av humane gener koder for signalproteiner, celleoverflate-reseptorer, celleadhesjons-proteiner eller ionekanaler som enten ikke er til stede i gjær eller til stede i mye mindre antall.

3. Transkripsjonsregulering og kromatinstruktur: mer enn 1000 menneskelige gener koder for transkripsjonsregulatorer, men bare rundt 250 gjærgener gjør det. Utviklingen av dyr domineres av celle-celle-interaksjoner og av ulike genuttrykk.

4. Ikke-kodende mikroRNA (miRNA); det er minst 500 av disse hos mennesker. Sammen med de regulatoriske proteinene spiller de en viktig rolle i å kontrollere genuttrykk under dyrs utvikling, men hele omfanget av deres betydning er fremdeles uklart.

5. Transkripsjonsfaktorer - proteiner som regulerer hvilke gener som blir transkribert i en celle - ser ut til å være avgjørende for å bestemme veien bestemte stamceller tar når de differensierer seg.

6. Celle-beslutnings taking , avhengig av celleminne. Underliggende rikdommen og forbausende komplekse resultatene av utviklingen er celleminne. Både genene en celle uttrykker, og hvordan den oppfører seg avhenger av cellens fortid, så vel som av dens nåværende omstendigheter.

7. Kromatintilstanden - pakking av DNA med både histon- og ikke-histonproteiner - har markerte effekter på genuttrykk og antas å bidra til etablering og opprettholdelse av celleidentiteter. Mange histonmodifikatorer og kromatinom-dannere har blitt implisert i stamcelle-pluripotens, celledifferensiering og utvikling.

8. DNA-metyleringskoden er som en strekkode eller markør, metylgruppen indikerer for eksempel hvilke gener i DNA som skal slås på.

9. Sukkerkoden danner informasjonsrike strukturer som påvirker arrangementet av forskjellige celletyper under embryologisk utvikling.

10. Faktorer som skilles ut i cytoplasma under spaltning. (proteiner, små regulatoriske RNA-er og mRNA) Tidlige spaltningsmønstre ser ut til å styre blastomerer til en bestemt skjebne

11. Positive tilbakemeldinger kan skape asymmetri fra homogenitet. I tilfeller der eksterne eller stimuli som vil forårsake asymmetri er veldig svake eller uorganiserte, kan systemet, gjennom positive tilbakemeldinger, spontant mønstre seg selv.

12. Konsentrasjons-gradienter av morfogener: Celle-eksterne-prosesser som er avhengig av signaler og interaksjoner mellom celler, eller fra konsentrasjons-gradienter av morfogener.

13. Posisjonsverdi: cellespesifikasjon forekommer basert på hvor i embryoet cellen er plassert. Posisjon i morulaen (embryo fra tidlig stadium bestående av 16 celler) er den viktigste bidragsyteren til eventuelle beslutninger om skjebnen.

14. Den Primitive Endoderm (PE) er en ekstra-embryonal celletype hvis etterkommere gir mønstrende signaler og næringsforsyninger til det utviklende embryoet.

 

Oversettelse og bilder ved Asbjørn E. Lund