Дифференцировка

Дифференцировка — это процесс возникновения различий между изначально однородными клетками и тканями, их изменение в ходе индивидуального развития организма, приводящее к формированию специализированных клеток, органов и тканей.

Дифференцировка лежит в основе морфогенеза. Она происходит преимущественно в процессе эмбрионального развития, но также продолжается:

В постэмбриональный период.
В некоторых органах взрослого организма (например, в кроветворной системе тотипотентные стволовые клетки дифференцируются в различные клетки крови, а в половых железах — в гаметы).

Процесс выражается в изменении:

Строения клеток.
Их функциональных свойств (нервные клетки приобретают способность проводить импульсы, мышечные — сокращаться, железистые — секретировать специфические вещества).

Факторы и механизмы дифференцировки

Главными факторами, запускающими и направляющими дифференцировку, являются:

Различия в цитоплазме ранних эмбриональных клеток, обусловленные изначальной неоднородностью цитоплазмы яйцеклетки.
Влияние соседних клеток (индукция) — способность одних групп клеток направлять развитие других.
Действие гормонов.

Под действием этих факторов сначала происходит детерминация — необратимое определение пути развития клетки, когда внешние признаки специализации ещё не проявились, но дальнейшая судьба клетки уже предопределена.

Молекулярно-генетические основы

Молекулярной основой дифференцировки является избирательная активность генов. Хотя все соматические клетки организма содержат идентичный набор генов, в каждой ткани активна (экспрессируется) только определённая их часть. Роль факторов дифференцировки сводится к избирательной активации или репрессии этих генов. Активность генов приводит к синтезу специфических белков, которые и определяют специализацию клетки.

Считается, что ключевую роль в определении формы клеток, их способности к соединению (см. Адгезия) и перемещениям в ходе развития играют:

Цитоскелет.
Гликокаликс — гликопротеидный комплекс клеточной мембраны.

Обратимость и патологии

Обычно дифференцировка — процесс необратимый. Однако в определённых условиях возможна дедифференцировка — утрата клеткой специализированных признаков и возврат к более примитивному состоянию. Это происходит:

При регенерации тканей.
При злокачественном перерождении клеток.

В некоторых случаях дедифференцированные клетки могут приобретать способность к дифференцировке в ином направлении — этот процесс называется метаплазией.