W jaki sposób komórki formują makroobiekty?

[ciekawy2]

Witam się na forum.
Nie bardzo znam się na biologii, stąd pytanie. W jaki sposób komórki formują makroobiekty?
Inaczej, skąd komórki wiedzą w jakim kierunku mają się namnażać aby powstał np. liść lub inny obiekt?
Chyba każda komórka musi dokładnie wiedzieć gdzie jest w ramach makrostruktury, aby przybrać odpowiednią formę?

[pawel17041995]

to zapisane jest w DNA tych komórek, jednak środowisko też ma na to wpływ

[AnnaWP]

To dość złożone. Bierze w tym udział wiele czynników, w jaki spsób genetyka się ujawnia.

Stężenie pewnych związków chemicznych określa tzw. pola morofogenetyczne, które określają z kolei sposób rozwoju danych miejsc. U roślin poza genami ważne są hormony i zewnętrze.

W przypadku liścia kwestia polega na ustaleniu, gdzie namnażamy komórki, a gdzie może zrobimy PCD.

[Wendigo]

Nie wiem jak to jest w przypadku roślin, ale w przypadku zwierząt wpływ na różnicowanie komórek mają substancje wydzielane przez sąsiadujące komórki/tkanki oraz przez tak zwane centra organizacyjne. Substancje te łącząc się z odpowiednimi receptorami powodują uruchomienie ścieżek sygnalizacyjnych (np. delta/notch, SHH, WNT) które indukują ekspresję określonych genów. Ma to bardzo ładną nazwę angielską, której niestety w obecnej chwili nie jestem w stanie sobie przypomnieć.

[AnnaWP]

Tak - to właśnie są pola morfogenetyczne.

[ciekawy2]

A tak bardziej na chłopski rozum? Czy jest coś co steruje rozwojem grupy komórek czy każda komórka sama wie jak się podzielić i dalej wzrastać? Te struktury tworzone przez komórki są często bardzo skomplikowane.

[lafoniz]

Tak bardziej na chłopski rozum można wyjaśnić to za pomocą tzw. właściwości emergentnych (suma połączonych czynników ma większą wartość, niż ich samotne połączenie). Komórki mają bardzo jasno i klarownie wytyczone tory dzięki, którym mogą w odpowiednim miejscu się rozwijać - w tym wypadku tych czynników jest naprawdę wiele, poza wymienionymi już wyżej takimi czynnikami są hormony, które dostarczone do odpowiednich komórek stymulują ich dalszy wzrost (np do mięśni dociera testosteron). Wracając natomiast do pojęcia właściwości emergentnych, patrząc na organizm jako całość wydaję nam się jakby miał on swojego rodzaju odgórny plan, tak w rzeczywistości jest, jednak według mnie trzeba to rozpatrywać na poziomie pojedynczych komórek, a być może nawet głębiej.

W każdym razie w momencie, gdy naprawdę jesteś ciekaw, radzę zainteresować się takimi rzeczami jak sygnalizacja komórkowa:(plazmodesmy, desmosomy, połączenia szczelinowe, szlaki transdukcji sygnału, receptorowe kinazy tyrozynowe, receptory sprężone z białkami G, sygnalizacja parakrynna i endokrynna (miejscowa i wewnątrz-wydzielnicza). Odpowiedź na pytanie przychodzi sama wraz z studiowaniem podstaw biologii, te tematy są np. ładnie rozpisane w biologii Capmbella, sam osobiście z niej korzystam i jestem zadowolony, bo wszystko jest wytłumaczone na bazie naukowych prac, można zobaczyć jak naukowcy dochodzili do odpowiedzi na podobne pytania jak twoje.

[ciekawy2]

Wielkie dzięki, brzmi dosyć skomplikowanie

[AnnaWP]

To trochę też zależy od typu organizmu. Takie nicienie np. mają tak, że każda komórka wie, w jaki sposób ma różnicować. To się nazywa rozwój mozaikowy. Wynika to z jej historii, kolejne podziały tworzą kolejne znaczniki w samej komórce. Zabicie jednej komórki, usunięcie jednej z nich, nie zmieni sposobu rozwoju reszty i otrzymuje się organizm z brakującymi organami.

U nas jest inaczej - komórki orientują się w przestrzeni, w jakiej się znalazły. Trochę zależy to od ich przeszłości, bowiem na pewnym etapie rozwoju zarodkowego zachodzi ustalenie generalnego kierunku różnicowania i trudno zmienić zdanie takiej komórki. Ale w dużym stopniu komórka dostosowuje się do zmian środowiska. Usunięcie jednej komórki nie ma wpływu na organizm, bo inna zastąpi ją. Dlatego np. można pozyskać zarodkowe komórki somatyczne z blastocysty na etapie np. 8 komórek, bo usunięcie jednego blastomeru nie zmienia niczego i organizm powstanie kompletny.

Skąd komórka wie? Inne komórki wysyłają pewne sygnały chemiczne, ale i środowisko zewnętrzne ma znaczenie, np. w rogowaceniu naskórka potrzebne jest powietrze.