Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

ДИФФЕРЕНЦИРО́ВКА

  • рубрика

    Рубрика: Биология

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 9. Москва, 2007, стр. 107

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: Л. В. Белоусов

ДИФФЕРЕНЦИРО́ВКА (диф­фе­рен­циа­ция он­то­ге­не­ти­че­ская), про­цесс при­об­ре­те­ния клет­ка­ми раз­ви­ваю­ще­го­ся за­ро­ды­ша ус­той­чи­вых хи­мич., мор­фо­ло­гич. и функ­цио­наль­ных раз­ли­чий; ле­жит в ос­но­ве фор­ми­ро­ва­ния спе­циа­ли­зи­ро­ван­ных тка­ней и ор­га­нов. Д. на­сту­па­ет вслед за вы­бо­ром клет­кой на­прав­ле­ния пу­ти раз­ви­тия – де­тер­ми­на­ци­ей. Чис­ло ти­пов диф­фе­рен­цир. (спе­циа­ли­зи­ро­ван­ных) кле­ток воз­рас­та­ет по хо­ду эво­лю­ции мно­го­кле­точ­ных ор­га­низ­мов. Напр., у гу­бок (при­ми­тив­но ор­га­ни­зо­ван­ных мно­го­кле­точ­ных) име­ет­ся неск. де­сят­ков ти­пов диф­фе­рен­цир. кле­ток, а у по­зво­ноч­ных жи­вот­ных и че­ло­ве­ка – неск. со­тен (по ми­ним. оцен­кам, а с учё­том кле­ток, про­ду­ци­рую­щих раз­ные ти­пы ан­ти­тел, – неск. мил­лио­нов). При­ме­ра­ми диф­фе­рен­цир. кле­ток у по­зво­ноч­ных жи­вот­ных и че­ло­ве­ка яв­ля­ют­ся разл. ти­пы мы­шеч­ных, нерв­ных, со­еди­ни­тель­но­ткан­ных, эпи­те­ли­аль­ных кле­ток. Д. по­сто­ян­но об­нов­ляю­щих­ся кле­ток (кле­ток кро­ви, эпи­те­ли­аль­ных) про­те­ка­ет у этих ор­га­низ­мов и во взрос­лом со­стоя­нии.

Д. пре­ж­де все­го обу­слов­ле­на син­те­зом спе­ци­фич. бел­ков, по на­бо­ру ко­то­рых раз­ные ти­пы кле­ток от­ли­ча­ют­ся друг от дру­га. Так, Д. в мы­шеч­ных клет­ках свя­за­на с син­те­зом в них со­кра­ти­тель­но­го бел­ка мио­зи­на, в со­еди­ни­тель­нот­кан­ных клет­ках – кол­ла­ге­на (бел­ка вне­кле­точ­но­го мат­рик­са), в лим­фо­ци­тах – раз­ных ти­пов им­му­ног­ло­бу­ли­нов и др. Эти раз­ли­чия, в свою оче­редь, свя­за­ны с из­би­ра­тель­ной ак­тив­но­стью (диф­фе­рен­ци­аль­ной экс­прес­си­ей) оп­ре­де­лён­ных групп ге­нов. В по­дав­ляю­щем чис­ле ти­пов кле­ток (за ис­клю­че­ни­ем лим­фо­ци­тов) при Д. струк­ту­ра ДНК не из­ме­ня­ет­ся. Имен­но это по­зво­ля­ет осу­ще­ст­в­лять кло­ни­ро­ва­ние, при ко­то­ром раз­ви­тие це­ло­го за­ро­ды­ша, об­ла­даю­ще­го все­ми ти­па­ми диф­фе­рен­цир. кле­ток, про­ис­хо­дит за счёт яд­ра уже диф­фе­рен­цир. клет­ки взрос­ло­го ор­га­низ­ма, пе­ре­са­жен­но­го в ли­шён­ную яд­ра яй­це­клет­ку. Д. со­про­во­ж­да­ет­ся от­но­си­тель­но об­ра­ти­мы­ми (хо­тя не­ред­ко и про­дол­жи­тель­ны­ми) из­ме­не­ния­ми ге­не­тич. ак­тив­но­сти ДНК в ре­зуль­та­те её ме­ти­ли­ро­ва­ния, аци­ли­ро­ва­ния и/или свя­зы­ва­ния с ре­гу­ля­тор­ны­ми бел­ка­ми, ак­ти­ви­рую­щи­ми или по­дав­ляю­щи­ми ак­тив­ность ге­нов. В ре­зуль­та­те диф­фе­рен­цир. клет­ки от­ли­ча­ют­ся друг от дру­га по на­бо­ру мо­ле­кул мат­рич­ной РНК (мРНК), нук­лео­тид­ные по­сле­до­ва­тель­но­сти ко­то­рой оп­ре­де­ля­ют по­сле­до­ва­тель­ность ами­но­кис­лот в бел­ках, син­те­зи­руе­мых клет­кой, и тем са­мым спе­ци­фич­ность этих бел­ков. В не­ко­то­рых слу­ча­ях Д. свя­за­на со вто­рич­ны­ми из­ме­не­ния­ми струк­туры уже син­те­зи­ро­ван­ных мо­ле­кул мРНК (см. Сплай­синг) или же с из­би­рат. бло­ки­ро­ва­ни­ем их ак­тив­но­сти в те­че­ние оп­ре­де­лён­но­го пе­рио­да вре­ме­ни. По­ми­мо спе­ци­фич. бел­ков, диф­фе­рен­цир. клет­ки раз­ли­ча­ют­ся ме­ж­ду со­бой по на­бо­ру оп­ре­де­лён­ных мем­бран­ных ре­цеп­то­ров, вос­при­ни­маю­щих внеш­ние сиг­на­лы, и по над­мо­ле­ку­ляр­ным струк­ту­рам, об­ра­зо­ван­ным эле­мен­та­ми мем­бра­ны или ци­то­ске­ле­та. Д. не­ко­то­рых ти­пов кле­ток (напр., об­ра­зую­щих ме­зо­дер­му у мол­лю­сков и др. бес­по­зво­ноч­ных) обу­слов­ле­на по­па­да­ни­ем в них спе­ци­фич. ком­по­нен­тов ци­то­плаз­мы или кор­ти­каль­но­го слоя яй­це­клет­ки при дро­б­ле­нии. В боль­шин­ст­ве же слу­ча­ев Д. оп­ре­де­ля­ет­ся хи­мич. или фи­зич. сиг­на­ла­ми, по­сту­паю­щи­ми от др. кле­ток, от вне­кле­точ­но­го мат­рик­са или же (пре­им. у рас­те­ний) из внеш­ней сре­ды. Эти сиг­на­лы влия­ют на ци­то­ске­лет, фер­мент­ные сис­те­мы кле­ток и её ге­не­тич. ап­па­рат. Ме­ха­низ­мы Д. до кон­ца не вы­яс­не­ны. Их изу­че­ние име­ет пер­во­сте­пен­ное зна­че­ние для рас­кры­тия при­ро­ды мн. за­бо­ле­ва­ний (осо­бен­но он­ко­ло­ги­че­ских) и для ре­ше­ния про­блем био­тех­но­ло­гии (напр., при кон­ст­руи­ро­ва­нии кле­ток и тка­ней с за­дан­ны­ми свой­ст­ва­ми). См. так­же За­ро­ды­ше­вое раз­ви­тие.

Лит.: Пат­ру­шев Л. И. Экс­прес­сия ге­нов. М., 2000; Ко­роч­кин Л. И. Био­ло­гия ин­ди­ви­ду­аль­но­го раз­ви­тия (Ге­не­ти­че­ский ас­пект). М., 2002.

Вернуться к началу