تمایز یاخته ای
مجموعه تغییرات و تحولات ساختاری ، شیمیایی و عملی را که موجب می‌شوند ازتوده ای از یاخته های همسان ( هم ارزش ) یاخته هایی تخصص یافته ( ویژه ) به وجود آیند و یا موجب می گردند که یاخته ای در طول زمان نسبت به گذشته خود متفاوت شود را تمایز یاخته ای نامند ، آن دسته از تغییرات وتحولات را که موجب تشکیل یاخته های تخصص یافته از مجموعه یاخته های هم ارزش می گردند ، تمایز بین یاخته ای نامند و تغییرات و تحولاتی را که موجب تمایز یک یاخته در طول زمان می گردند ، تمایز درون یاخته ای نامند.
پژوهشگران زیادی از جمله نیچ ، گوتره ،کامو ، بال و دیگران با استفاده از روش های کشت در شیشه تلاش گسترده ای را برای پی بردن به علل و چگونگی تمایز یاخته ها آغاز کردند . در دو دهه اخیر نیز استفاده از روش‌های نوین زیست شناسی مولکولی ، جدا سازی پروتئین ها و ماده ژنتیکی یاخته های همسان و تمایز یافته و مقایسه آنها ، دست ورزی ژنتیکی و انتقال ژن ها و پی گیری چگونگی تجلی و تنظیم بروز ژن ها آگاهی های زیادی را در مورد چگونگی تمایز یاخته ای به دست داده است . اما به دلیل تنوع ژنتیکی جانداران ، برهم کنش های مواد متنوع درون یاخته ای و تاثیر این برهم کنش‌ها یا بروز ژن ها و دخالت عوامل محیطی و تنوع این عوامل ، هنور موارد زیادی در زمینه تمایز یاخته ای ناشناخته مانده اند .
تمایز یاخته ای دو پایگاه اصلی دارد یکی پایگاه ژنتیکی ودیگر پایگاه محیطی ، بخشی از تمایز یاخته ای در گونه های متفاوت وابسته به ژنوم یاخته است که سرنوشت از قبل تعیین شده یاخته می باشد به این مفهوم که از ژنوم یاخته تخم ماهی انتظار تشکیل ماهی وازژنوم یاخته ای قورباغه تشکیل قورباغه را داریم .
اشکال گوناگون : تمایز یاخته ای : برای تمایز یاخته ها واشکال گوناگونی از تمایز به شرح زیر در نظر گرفته می شود .
تمایز ریختی : یکی از پدیده های مهم درتمایز یاخته ای ، پدیدار شدن شکل ویژه هر نوع از یاخته ها است به نحوی که یاخته ماهیچه ای یا یاخته عصبی و آن نیز یاخته های خونی ودیگر بافت های بدن تفاوت شکل دارد .
تمایز ساختاری : ( ساختار فیزیکی و شیمیایی ) تمایز یاخته ای با تحول ساختار فیزیکی و شیمیایی یاخته ها همراه است .
به طور کلی تمایز یاخته ای در همه یاخته های پروکاریوتی و یوکاریوتی با تمایز در اندامک ها واجزای سازنده یاخته ها همراه است .
تمایز سوخت و سازی ( متابولیکی ) تمایز سوخت و سازی در حقیقت نوعی یا بخشی از تمایز شیمیایی یاخته ها است .
متناسب با پیشرفت تمایز و برای امکان آن ، نوع واکنش های سوخت وسازی یاخته ها تغییر می کند .
تمایز فیزیولوژیکی : به طور معمول تمایز یاخته ای به منظور کسب توانایی های فیزیولوژیکی ویژه و انجام پدیده های زیستی اختصاصی است .
به طور معمول اشکال مختلف تمایز یاخته ای به حالتی وابسته به هم و به صورت مجموعه ای از پدیده های تمایزی صورت می گیرند و نه پدیده های کاملا مستقل و مجزا ، به طوری که تمایز یاخته ای نتیجه ای از مجموع تمایزهای ریختی ، ساختاری سوخت وسازی و فیزیولوژیکی است .
مراحل اصلی تمایز یاخته ای
برای تمایز یاخته ای اغلب دو مرحله اصلی را در نظر می گیرند .
مرحله تعیین سرنوشت : در این مرحله سرنوشت تمایزی آینده یاخته مشخص می شود رونویسی ژن های خاصی ( ژن های زود رس ) آغاز می گردد و با تشکیل RNA های اختصاصی یاخته توان لازم برای پدیده های تمایزی را کسب می کند اما هنوز هیچ یک از آثار ظاهری تمایز پدیدار نشده اند ویاخته توان انجام عمل اختصاصی آینده را ندارد .
مرحله واقعی تمایز یا بروز تمایز : در این مرحله با بروز تدریجی آثار تمایزهای
ریختی ، ساختاری ، متابولیکی و فیزیولوژیکی ،یاخته از یاخته های مشابه خود متمایز می شود و علاون بر انجام پدیده های عمومی زیستی دارای عمل یا اعمال اختصاصی می گردد.
نقش هسته و سیتوپلاسم در تمایز یاخته ای
تجربه های هامرلینگ بر روی جلبک سبز و تک یاخته ای استابولاریا و نتایج حاصل از این پژوهش ها به خوبی نشان داده است که هم هسته و هم سیتوپلاسم در تمایز یاخته ای نقش دارند واساسا تمایز یاخته ای وابسته به برهم کنش های عادی و طبیعی هسته و سیتوپلاسم است .
جلبک سبز استابولاریا ، نمونه ای بسیار مناسب برای بررسی نقش هسته و سیتوپلاسم د رتمایز یاخته ای است .
عوامل اصلی هسته ای موثر در تمایز یاخته ای
هر یک از اجزای ساختاری هسته به نحوی بر پدیده های تمایزی یاخته اثر می گذارند .
پوشش هسته ای توسط منافذ خودو کنترل مبادله مواد بین هسته و سیتوپلاسم و جدا نگهداشتن بسیاری از مواد و آنزیم های سیتوپلاسمی از پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک در سلامتی ، پایداری و امکان عملکرد طبیعی این مولکول ها موثر است منافذ هسته ای یا عمل انتخابی خود از خروج RNA m ها قبل از حذف تمامی اینترون‌ها جلوگیری می کنند ونوعی کنترل و تنظیم را در خروج RNA m ها از هسته وسپس ترجمه آنها اعمال می کنند غشاء درونی هسته یا برخی بخش های کروماتین اتصال پیدا می کند وبرامکان دستیابی آنزیم های رونویسی به این نواحی اثر می گذارد .
اسکلت هسته ای با ساختار پروتئینی ویژه خود در پیچیدگی ها وتابیدگی های رشته های کروماتین موثر است .
شیر هسته با آنزیم های متنوع ونیز پروتئین های ساختاری خود (فصل 14 ) در تحولات یوکروماتین به هتروکروماتین و بنابراین عملکرد ژن ها اثر زیادی دارد وبر تمایز یاخته ای اثر می گذارد .
کروماتین با ساختار ویژه خود امکان تحول شیمیایی ( به ویژه تغییرات نوع و مقدار پروتئین ها ی غیر هیستونی ) وتغییر ساختار فضایی در مراحل متفاوت چرخه یاخته ای به شدت در تمایز موثر است .
پروتئین های هیستونی وغیر هیستونی موجود در ترکیب شیمیایی کروماتین از عوامل تعیین کننده در تمایز یاخته ای هستند .
هستک ها از اجزای ساختاری هسته یاخته های یوکاریوتی هستند هستک جایگاه سازماندهی ریبوزوم ها و ریبوزوم ها برای آزمایش پروتئین ها ضروری هستند پروتئین ها مولکول های اصلی تعیین کننده تمایز یاخته ها هستند بنابراین هستک ها با دخالت در تشکیل ریبوزوم ها ، درتمایز یاخته ای دخالت دارند .
عوامل اصلی سیتوپلاسمی موثر در تمایز یاخته ای
مواد متنوع موجود در سیتوزول ، اندامک های سیتوپلاسمی و حتی پراکنش مواد واندامک ها در سیتوپلاسم و به شکل های گوناگون در تمایز یاخته ای موثرند .
الف : نقش اسکلت یاخته ای :
ریزلوله ها ،: ریز رشته ها اجزای اصلی اسکلت یاخته ای هستند که با آرایش
خود در ایجاد قطبیت یاخته ای که عامل مهمی در بسیاری از پدیده های تمایزی یاخته ها است دخالت می کنند .