Plik totipotencjalność lub totipotencja jest zdolnością, zdolnością i potencjałem, które posiada każda komórka embrionalna do wyprodukowania całkowitej liczby komórek osobnika. Termin pochodzi od łacińskiego słowa totipotentia, co oznacza zdolność wszystkich rzeczy i / lub zdolność stania się lub zapoczątkowania kompletnego organizmu.
Najlepiej zdefiniowanymi lub zbadanymi komórkami totipotencjalnymi są zygota i zarodniki. Niektórzy autorzy używają terminu komórki macierzyste i komórki totipotencjalne jako synonimu, niemniej jednak nie ma zgody co do tego aspektu.
Według niektórych autorów komórki macierzyste to grupy niezróżnicowanych komórek, które mogą stać się różnymi grupami lub typami wyspecjalizowanych komórek. Mogą być jednopotencjalne, multipotencjalne, a także totipotencjalne. Tylko te ostatnie są w stanie stworzyć kompletną jednostkę.
Indeks artykułów
Ojcem totipotencjalności jest niemiecki biolog i filozof Hans Adolf Eduard Driesch. Ten naukowiec zrewolucjonizował rozumienie embriologii dzięki eksperymentom z jeżowcami.
W 1891 roku Driesch przeprowadził eksperymenty z dwukomórkowymi (dwukomórkowymi) embrionami jeżowca. Echinus microtuberculatus (obecnie znany jako Psammechinus microtuberculatus) podważają przyjęte w tamtych czasach hipotezy dotyczące rozwoju embrionalnego.
Ich wyniki pokazały, że komórki wczesnego zarodka (zygoty), gdy są oddzielone mechanicznie lub naturalnie, mogą dalej się rozwijać, aż utworzą normalne larwy, stwierdzając, że komórki te są totipotencjalne we wczesnych stadiach rozwoju..
Było to sprzeczne z wynikami Wilhelma Roux (pioniera embriologii eksperymentalnej), który pracował z dwukomórkowymi jajami żab. Roux odkrył, że zabicie jednej z dwóch komórek spowodowało powstanie zdeformowanych zarodków, wyciągając wniosek, że komórki embrionalne mają z góry określone przeznaczenie.
Później w 1910 roku amerykański chemik, zoolog i fizjolog Jesse Francis McClendon zweryfikował, czy wyniki Driescha można powtórzyć u żab, kurczaków, innych jeży, a nawet ssaków..
Totipotencjalność charakteryzuje się tym, że niektóre komórki mogą dać początek całemu osobnikowi. Mogą one stać się komórkami dowolnego typu w ciele, a także w innych tkankach pozazarodkowych.
Komórki totipotencjalne powstają w organizmach rozmnażanych zarówno płciowo, jak i bezpłciowo, są zygotami lub zarodnikami. Mogą być zygotą w nasieniu fanerogamu (rośliny), w jajku dowolnego zwierzęcia lub w macicy ssaka (takiego jak ludzie, słonie lub myszy).
Ten potencjał w większości przypadków ma krótki okres istnienia podczas rozwoju. W organizmie człowieka mają ograniczony czas, około 4 dni po zapłodnieniu. W innych organizmach, takich jak rośliny, gąbki morskie, pierścienice, rozgwiazdy i myszy, mają różny czas trwania.
W roślinach i grzybach, które rozmnażają się przez zarodniki, mówi się, że te komórki, które nie wymagają zapłodnienia, są typu totipotentnego, ponieważ zygota tych organizmów ma zdolność wytwarzania wszystkich typów komórek niezbędnych do rozwoju całego osobnika..
Liczne badania rozwoju, wzrostu i hodowli tkankowych roślin wielokrotnie wykazały, że wiele komórek roślinnych jest totipotencjalnych. Przykładem tego są kultury małych tkanek lub kawałków łodyg, które po umieszczeniu w pożywce mogą dać początek lub zregenerować zupełnie nowy osobnik..
Jak już wspomniano, pierwsze badanie, które wykazało istnienie totipotencjalnych komórek embrionalnych, przeprowadzono na jeżowcach morskich (szkarłupni). Od tego czasu przeprowadzono wiele badań, aby powtórzyć eksperyment Driescha i we wszystkich wynik jest taki sam (istnienie totipotencjalności).
Innym przypadkiem szkarłupni, ale tym razem z rozgwiazdami i rozgwiazdami, jest zdolność niektórych ich gatunków do regeneracji całego organizmu z części lub części ramienia (bez części dysku centralnego). Ta zdolność regeneracji wynika z obecności dorosłych totipotencjalnych komórek macierzystych.
Badania tkanek poriferów (gąbek) ujawniają, że te prymitywne organizmy mają dużą liczbę totipotencjalnych komórek. To pozwala im produkować lub pozyskiwać dowolny rodzaj komórek, których potrzebują, a czasami także być w stanie zregenerować cały organizm z niewielkiej części ciała..
U kręgowców badania totipotencjalności są opisywane w rozwoju embrionalnym; to znaczy, komórki embrionalne kręgowców, takich jak ryby, gady, ptaki i ssaki, zachowują się totipotencjalnie podobnie jak jeże Driescha..
Niezależnie od rodzaju rozmnażania (zapłodnienie krzyżowe, samozapłodnienie, a także partenogeneza) komórki obecne między zygotą a morulą (pierwsze segmentacje zygoty) mają zdolność wytwarzania wszystkich typów komórek i organizowania ich w spójną bauplan (kompletny organizm).
Znaczna część społeczności naukowej klasyfikuje komórki totipotencjalne według ich pochodzenia i potencjału. Ze względu na pochodzenie dzieli się je na embrionalne, płodowe i dorosłe, natomiast ze względu na ich potencjalność dzieli się je na następujące grupy.
Te, które dają początek pełnej jednostce.
Mogą tworzyć komórki, które dadzą początek jakiejkolwiek linii embrionalnej, ale nie dadzą początek całemu organizmowi.
Te, które mogą dać początek komórkom tej samej linii lub warstwy embrionalnej.
Wyspecjalizowane komórki, które mają zdolność różnicowania się w jeden typ komórki.
Badania z komórkami totipotencjalnymi (w szerokim sensie klasyfikacji ze względu na ich potencjał) pozwalają nam postrzegać je jako możliwe lekarstwo na wiele chorób, regenerację tkanek, terapie komórkowe, a nawet potencjalne źródła klonowania roślin, zwierząt i człowieka samego siebie, co było przedmiotem wielu debat etycznych.
Badania nad chorobami wrodzonymi i rakiem są podejmowane przez ekspertów naukowców zajmujących się komórkami totipotencjalnymi, ze względu na rozwój i namnażanie komórek występujące w niektórych z tych chorób.
Analiza i badania pierwszych podziałów zygotycznych (komórek totipotencjalnych) dostarczyły obszernej wiedzy na temat aktywacji i inaktywacji genów, a także udziału białek, które umożliwiają ten proces..
Inne postępy naukowe związane z badaniami pierwszych podziałów embrionalnych lub zygotycznych to wady rozwojowe i / lub wady wrodzone spowodowane nieprawidłowymi wczesnymi podziałami i różnicowaniem się komórek..
Jeszcze bez komentarzy