تمايز ياخته اي

مجموعه تغييرات و تحولات ساختاري ، شيميايي و عملي را كه موجب مي‌شوند ازتوده اي از ياخته هاي همسان ( هم ارزش ) ياخته هايي تخصص يافته ( ويژه ) به وجود آيند و يا موجب مي گردند كه ياخته اي در طول زمان نسبت به گذشته خود متفاوت شود را تمايز ياخته اي نامند ، آن دسته از تغييرات وتحولات را كه موجب تشكيل ياخته هاي تخصص يافته از مجموعه ياخته هاي هم ارزش مي گردند ، تمايز بين ياخته اي نامند و تغييرات و تحولاتي را كه موجب تمايز يك ياخته در طول زمان مي گردند ، تمايز درون ياخته اي نامند.

پژوهشگران زيادي از جمله نيچ ، گوتره ،كامو ، بال و ديگران با استفاده از روش هاي كشت در شيشه تلاش گسترده اي را براي پي بردن به علل و چگونگي تمايز ياخته ها آغاز كردند . در دو دهه اخير نيز استفاده از روش‌هاي نوين زيست شناسي مولكولي ، جدا سازي پروتئين ها و ماده ژنتيكي ياخته هاي همسان و تمايز يافته و مقايسه آنها ، دست ورزي ژنتيكي و انتقال ژن ها و پي

گيري چگونگي تجلي و تنظيم بروز ژن ها آگاهي هاي زيادي را در مورد چگونگي تمايز ياخته اي به دست داده است . اما به دليل تنوع ژنتيكي جانداران ، برهم كنش هاي مواد متنوع درون ياخته اي و تاثير اين برهم كنش‌ها يا بروز ژن ها و دخالت عوامل محيطي و تنوع اين عوامل ، هنور موارد زيادي در زمينه تمايز ياخته اي ناشناخته مانده اند .

تمايز ياخته اي دو پايگاه اصلي دارد يكي پايگاه ژنتيكي وديگر پايگاه محيطي ، بخشي از تمايز ياخته اي در گونه هاي متفاوت وابسته به ژنوم ياخته است كه سرنوشت از قبل تعيين شده ياخته مي باشد به اين مفهوم كه از ژنوم ياخته تخم ماهي انتظار تشكيل ماهي وازژنوم ياخته اي قورباغه تشكيل قورباغه را داريم .

اشكال گوناگون : تمايز ياخته اي : براي تمايز ياخته ها واشكال گوناگوني از تمايز به شرح زير در نظر گرفته مي شود .
۱- تمايز ريختي : يكي از پديده هاي مهم درتمايز ياخته اي ، پديدار شدن شكل ويژه هر نوع از ياخته ها است به نحوي كه ياخته ماهيچه اي يا ياخته عصبي و آن نيز ياخته هاي خوني وديگر بافت هاي بدن تفاوت شكل دارد .
۲- تمايز ساختاري : ( ساختار فيزيكي و شيميايي ) تمايز ياخته اي با تحول ساختار فيزيكي و شيميايي ياخته ها همراه است .
به طور كلي تمايز ياخته اي در همه ياخته هاي پروكاريوتي و يوكاريوتي با تمايز در اندامك ها واجزاي سازنده ياخته ها همراه است .
۳- تمايز سوخت و سازي ( متابوليكي ) تمايز سوخت و سازي در حقيقت نوعي يا بخشي از تمايز شيميايي ياخته ها است .
متناسب با پيشرفت تمايز و براي امكان آن ، نوع واكنش هاي سوخت وسازي ياخته ها تغيير مي كند .
۴- تمايز فيزيولوژيكي : به طور معمول تمايز ياخته اي به منظور كسب توانايي هاي فيزيولوژيكي ويژه و انجام پديده هاي زيستي اختصاصي است .
به طور معمول اشكال مختلف تمايز ياخته اي به حالتي وابسته به هم و به صورت مجموعه اي از پديده هاي تمايزي صورت مي گيرند و نه پديده هاي كاملا مستقل و مجزا ، به طوري كه تمايز ياخته اي نتيجه اي از مجموع تمايز‌هاي ريختي ، ساختاري سوخت وسازي و فيزيولوژيكي است .

مراحل اصلي تمايز ياخته اي
براي تمايز ياخته اي اغلب دو مرحله اصلي را در نظر مي گيرند .
۱- مرحله تعيين سرنوشت : در اين مرحله سرنوشت تمايزي آينده ياخته مشخص مي شود رونويسي ژن هاي خاصي ( ژن هاي زود رس ) آغاز مي گردد و با تشكيل RNA هاي اختصاصي ياخته توان لازم براي پديده هاي تمايزي را كسب مي كند اما هنوز هيچ يك از آثار ظاهري تمايز پديدار نشده اند وياخته توان انجام عمل اختصاصي آينده را ندارد .

۲- مرحله واقعي تمايز يا بروز تمايز : در اين مرحله با بروز تدريجي آثار تمايزهاي
ريختي ، ساختاري ، متابوليكي و فيزيولوژيكي ،ياخته از ياخته هاي مشابه خود متمايز مي شود و علاون بر انجام پديده هاي عمومي زيستي داراي عمل يا اعمال اختصاصي مي گردد.

نقش هسته و سيتوپلاسم در تمايز ياخته اي
تجربه هاي هامرلينگ بر روي جلبك سبز و تك ياخته اي استابولاريا و نتايج حاصل از اين پژوهش ها به خوبي نشان داده است كه هم هسته و هم سيتوپلاسم در تمايز ياخته اي نقش دارند واساسا تمايز ياخته اي وابسته به برهم كنش هاي عادي و طبيعي هسته و سيتوپلاسم است .
جلبك سبز استابولاريا ، نمونه اي بسيار مناسب براي بررسي نقش هسته و سيتوپلاسم د رتمايز ياخته اي است .

عوامل اصلي هسته اي موثر در تمايز ياخته اي
هر يك از اجزاي ساختاري هسته به نحوي بر پديده هاي تمايزي ياخته اثر مي گذارند .
• پوشش هسته اي توسط منافذ خودو كنترل مبادله مواد بين هسته و سيتوپلاسم و جدا نگهداشتن بسياري از مواد و آنزيم هاي سيتوپلاسمي از پروتئين ها و اسيدهاي نوكلئيك در سلامتي ، پايداري و امكان عملكرد طبيعي اين مولكول ها موثر است منافذ هسته اي يا عمل انتخابي خود از خروج RNA m ها قبل از حذف تمامي اينترون‌ها جلوگيري مي كنند ونوعي كنترل و تنظيم را در خروج RNA m ها از هسته وسپس ترجمه آنها اعمال مي كنند غشاء دروني هسته يا برخي بخش هاي كروماتين اتصال پيدا مي كند وبرامكان دستيابي آنزيم هاي رونويسي به اين نواحي اثر مي گذارد .

• اسكلت هسته اي با ساختار پروتئيني ويژه خود در پيچيدگي ها وتابيدگي هاي رشته هاي كروماتين موثر است .
• شير هسته با آنزيم هاي متنوع ونيز پروتئين هاي ساختاري خود (فصل ۱۴ ) در تحولات يوكروماتين به هتروكروماتين و بنابراين عملكرد ژن ها اثر زيادي دارد وبر تمايز ياخته اي اثر مي گذارد .
• كروماتين با ساختار ويژه خود امكان تحول شيميايي ( به ويژه تغييرات نوع و مقدار پروتئين ها ي غير هيستوني ) وتغيير ساختار فضايي در مراحل متفاوت چرخه ياخته اي به شدت در تمايز موثر است .
پروتئين هاي هيستوني وغير هيستوني موجود در تركيب شيميايي كروماتين از عوامل تعيين كننده در تمايز ياخته اي هستند .

• هستك ها از اجزاي ساختاري هسته ياخته هاي يوكاريوتي هستند هستك جايگاه سازماندهي ريبوزوم ها و ريبوزوم ها براي آزمايش پروتئين ها ضروري هستند پروتئين ها مولكول هاي اصلي تعيين كننده تمايز ياخته ها هستند بنابراين هستك ها با دخالت در تشكيل ريبوزوم ها ، درتمايز ياخته اي دخالت دارند .

عوامل اصلي سيتوپلاسمي موثر در تمايز ياخته اي
مواد متنوع موجود در سيتوزول ، اندامك هاي سيتوپلاسمي و حتي پراكنش مواد واندامك ها در سيتوپلاسم و به شكل هاي گوناگون در تمايز ياخته اي موثرند .

الف : نقش اسكلت ياخته اي :
ريزلوله ها ،: ريز رشته ها اجزاي اصلي اسكلت ياخته اي هستند كه با آرايش
خود در ايجاد قطبيت ياخته اي كه عامل مهمي در بسياري از پديده هاي تمايزي ياخته ها است دخالت مي كنند .

ب-شبكه آندوپلاسمي :
شبكه آندوپلاسمي دانه دار با آمايش پروتئين هاي ترشحي (آنزيمي –هورموني )و پروتئين هاي ويژه غشايي در بسياري از ارتباط هاي فيزيولولژيكي بين ناحيه ها ،القاي ژني توسط هورمون ها ، دخات در سازمان دهي غشاء ياخته و غشاءهاي درون ياخته اي ،در تمايز ياخته ها و تمايز اندامك

ها دخالت مي كند .شبكه آندوپلاسمي صاف كانون فعال زيست آمايي ليپيدها ،استروئيدها ،گليكو پروتئين ها و گليكوتيپيدها است (فرايندهاي گليكوزيلاسيون )و به سهم خود در سازمان يابي غشاءها ،توليد استروئيدها كه در تمايزهاي جنسي دخالت دارند ،برقراري و پايداري اتصال هاي ياخته اي نقش اساسي دارد.

ج-نقش ميتوكندري ها :

ميتوكندي ها از اندامك هاي نيمه مستقل ياخته هاي يوكاريوتي هستند كه با تشكيل ATP و تامين انرژي مورد نياز در پديده هاي زيستي ،امكان تمايز را فراهم مي آورند .ميتوكندي ها كانون هاي فعال سوخت وسازي هستند ،در گوارش و حذف ليپيدهاي اضافي ،ذخيره كردن پروتئين و كلسيم دخالت مي‌كنند و چون داراي DNA هستند ،بروز و يا عدم بروز ژن هايشان بر پديده‌هاي تمايزي ياخته اثر مي گذارد.

 

نقش پلاست ها:
پلاست ها از اندامك هاي نيمه مستقل ياخته هاي گياهي و جلبك ها هستند كه در تمايز ياخته اي دخالت مي كنند .نوع تمايز پلاست ها از پروپلاست ها در تمايز ياخته اي موثر است .براي مثال وقتي پرو پلاست ها به كلروپلاست ها تمايز يابند ،ياخته ها به طور معمول به پارانشيم كلروفيلي تمايز مي يابند و چنانچه تعداد زيادي از پلاست ها به آميلو پلاست ها تمايز يلبند ،پارانشيم ذخيره اي تشكيل مي گردد.

ه- نقش ليزورزوم ها
ليزورزوم ها از اندامك هاي فعال و بسيار موثر در تمايز هاي درون ياخته اي وبين ياخته اي هستند .ليزورزوم ها با داشتن آنزيم هاي متنوع و دخالت در گوارش درون ياخته اي نقش مهمي را در تمايز سوخت و سازي ياخته ها دارند .