TOTIPOTENSSI: HISTORIA, OMINAISUUDET JA MERKITYS - BIOLOGIA - 2026

Totipotenssi tai totipotenssi on kyky, kyky ja mahdolliset hallussa, jonka kunkin alkion soluja tuottamaan koko yksilön soluihin. Termi johtuu latinalaisesta sanasta totipotentia, joka tarkoittaa kykyä kaikille asioille ja / tai kykyä tulla tai synnyttämään kokonainen organismi.

Totipotentit solut, jotka määritetään tai tutkitaan parhaiten, ovat tsygootti ja itiöt. Jotkut kirjoittajat käyttävät termiä kantasolut ja totipotentit solut synonyyminä, mutta tässä suhteessa ei kuitenkaan ole yksimielisyyttä.

Totipotentiaaliset solut. Kuvannut ja muokannut: Jucomo.

Kantasolut ovat joidenkin kirjoittajien mukaan erottamattomia solujen ryhmiä, joista voi tulla erilaisia ​​ryhmiä tai erikoistuneiden solutyyppejä. Ne voivat olla yksipotentteja, monipotentteja ja myös kokonaan potentiaalisia. Vain viimeksi mainitut kykenevät muodostamaan kokonaisen yksilön.

Historia

Totipotentiaalisuuden isä on saksalainen biologi ja filosofi Hans Adolf Eduard Driesch. Tämä tiedemies mullisti embryologian ymmärtämisen kokeilunsa merisiilien avulla.

Vuonna 1891 Driesch suoritti kokeita merikeniinin Echinus microtuberculatus (nykyisin nimellä Psammechinus microtuberculatus) kaksisoluisilla (kaksisoluisilla) alkioilla, haastaen aikansa hyväksytyt hypoteesit alkion kehityksestä.

Niiden tulokset osoittivat, että varhaisen alkion (tsygootin) solut, kun ne erotetaan, joko mekaanisesti tai luonnollisesti, voivat jatkaa kehitystään normaalien toukkien muodostumiseen saakka, päätelmällä, että nämä solut ovat totipotentteja niiden varhaisessa kehitysvaiheessa.

Tämä oli vastoin Wilhelm Rouxin (kokeellisen embryologian edelläkävijä) tuloksia, jotka olivat työskennelleet kaksisoluisten sammakonmunien kanssa. Roux havaitsi, että tappaessaan toinen kahdesta solusta kehittyi epämuodostuneita alkioita, ja pääteltiin, että alkion soluilla on ennalta määrätyt määränpäät.

Myöhemmin vuonna 1910 amerikkalainen kemisti, eläintieteilijä ja fysiologi Jesse Francis McClendon varmisti, että Drieschin tulokset voitaisiin toistaa sammakoissa, kanoissa, muissa siilissä ja jopa nisäkkäissä.

ominaisuudet

Totipotentiaalisuudelle on ominaista joidenkin solujen kyky tuottaa kokonainen yksilö. Näistä voi tulla minkä tahansa tyyppisiä soluja kehossa ja myös muissa alkion ulkopuolisissa kudoksissa.

Totipotentit solut muodostuvat sekä seksuaalisen että epäseksuaalisen lisääntymisen organismeissa, ne ovat tsygootteja tai itiöitä. Ne voivat olla tsygoottia phanerogamin (kasvin) siemenissä, minkä tahansa eläimen munassa tai nisäkkään (kuten ihmisen, norsun tai hiiren) kohdussa.

Tämän potentiaalin käyttöikä on useimmissa tapauksissa lyhyt kehityksen aikana. Ihmiskehossa heillä on rajoitettu aika, noin 4 päivää hedelmöityksen jälkeen. Muissa organismeissa, kuten kasveissa, merisienissä, annelidimatoissa, meritähdissä ja hiirissä, niiden kesto on erilainen.

Totipotentiaalisuus erilaisissa organismiryhmissä

Itiöiden kautta lisääntyneissä kasveissa ja sienissä sanotaan, että nämä solut, jotka eivät tarvitse lannoitusta, ovat totipotentti tyyppiä, koska näiden organismien tsygootilla on kyky tuottaa kaikenlaisia ​​solutyyppejä, joita tarvitaan kokonaisen yksilön kehittymiseen.

Lukuisat kasvien kehitys-, kasvu- ja kudosviljelytutkimukset ovat toistuvasti osoittaneet, että monet kasvisolut ovat totipotentteja. Esimerkki tästä on pienten kudosten tai varren leikkausten viljelmät, jotka kasvatusväliaineeseen sijoitettuna kykenevät tuottamaan tai uudistamaan täysin uuden yksilön.

selkärangattomat

Kuten aiemmin on jo mainittu, ensimmäinen tutkimus, joka osoitti totipotenttisten alkion solujen olemassaolon, tehtiin merisiilillä (piikkinahkaiset). Siitä lähtien on tehty monia tutkimuksia Drieschin kokeen toistamiseksi ja kaikissa niissä tulos on sama (totipotentiaalisuuden olemassaolo).

Toinen tapa piikkinahkaisissa, mutta tällä kertaa meritähti ja meritähti, on joidenkin näiden lajien kyky uudistaa täydellinen organismi käsivarren osasta tai osasta (ilman osia keskuslevystä). Tämä uudistamiskyky johtuu aikuisten totipotenttisten kantasolujen läsnäolosta.

Linckia guildingi meritähti, organismi, joka on uudistettu muiden organismien vartta. Otettu ja toimitettu: Emőke Dénes.

Höyry- (sieni) kudostutkimukset paljastavat, että näillä primitiivisillä organismeilla on suuri määrä totipotentteja soluja. Tämä antaa heille mahdollisuuden tuottaa tai hankkia minkä tahansa tyyppisiä soluja, joita he tarvitsevat, ja joskus myös pystyä uudistamaan kokonaisen organismin pienestä ruumiinosasta.

selkärankaiset

Selkärankaisilla toteutetaan potentiaalisuustutkimuksia alkion kehityksessä; toisin sanoen selkärankaisten, kuten kalojen, matelijoiden, lintujen ja nisäkkäiden, alkion soluilla on totipotentti käyttäytyminen samanlainen kuin Drieschin siilillä.

Riippumatta lisääntymisen tyypistä (ristikkäishedelmöitys, itsehedelmöitys ja myös parthenogeneesi), tsygootin ja morulan välisillä soluilla (tsygootin ensimmäiset segmentit) on kyky tuottaa kaikentyyppisiä soluja ja järjestää ne yhtenäiseksi bauplaaniksi (kokonainen organismi)).

Solutyypit niiden täydellisen kapasiteetin mukaan

Hyvä osa tiedeyhteisöä luokittelee totipotentit solut niiden alkuperän ja potentiaalin mukaan. Alkuperäensä mukaan ne luokitellaan alkion, sikiön ja aikuisen ryhmään, potentiaalisuutensa mukaan luokitellaan seuraaviin ryhmiin.

totipotentit

Ne, jotka synnyttävät kokonaisen yksilön.

pluripotenttiset

Ne voivat muodostaa soluja, jotka saavat aikaan minkä tahansa alkion perimän, mutta ne eivät anna aihetta täydelliseen organismiin.

multipotentteina

Ne, jotka voivat aiheuttaa vain saman perimän tai alkion kerroksen soluja.

Unipotent

Erikoistuneet solut, joilla on kyky erotella yhdeksi solutyypiksi.

Merkitys

Totipotenttisilla soluilla tehdyt tutkimukset (laajassa merkityksessä niiden potentiaalin mukaisesta luokittelusta) antavat meille mahdollisuuden nähdä ne mahdollisena parannuskeinona monille sairauksille, kudosten uudistumiselle, soluterapioille ja jopa mahdollisille lähteille kasvien, eläinten ja ihmisen itsensä kloonaamiseksi. josta on käyty paljon eettistä keskustelua.

Asiantuntijatutkijat ottavat yhteyttä synnynnäisiä sairauksia ja syöpää koskeviin tutkimuksiin totipotentteissa soluissa, koska solujen kehitys ja lisääntyminen esiintyy joissakin näistä sairauksista.

Ensimmäisten (totipotenttisten solujen) tsygoottisten jakautumisten analyysit ja tutkimukset ovat tarjonneet paljon tietoa geenien aktivoitumisesta ja inaktivoitumisesta ja myös proteiinien osallistumisesta, jotka tekevät tämän prosessin mahdolliseksi.

Muut tieteelliset edistysaskeleet, jotka liittyvät ensimmäisten alkion tai sikotaattisen jakautumisen tutkimuksiin, ovat epämuodostuneiden varhaisten solujakautumisten ja erilaistumisen aiheuttamia epämuodostumia ja / tai syntymävaurioita.

Viitteet

1. Äidisolut. Totipotentiality. Palautettu osoitteesta biologia.edu.ar.
2. ML Condic (2014). Totipotenssi: Mikä se on ja mikä se ei ole. Kantasolut ja kehitys.
3. Solun voimakkuus. Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org.
4. Y. Cortés Rivera. RI Hernández, P. San Martín del Angel, E. Zarza Meza, R. Cuervo
5. González (2016). Meritävän Linckia guildinguii uusiutumispotentiaali. Hydrobiological.
6. M. Kearl (2012). Kahden ensimmäisen pilkkoutuneen solun voimakkuus piikkinahkaisessa. Osittaisen ja kaksoismuodostuman kokeellinen tuotanto "(1891-1892), kirjoittanut Hans Driesch. Alkioprojektien tietosanakirja. Palautettu alkiosta.asu.edu.
7. Kantasolujen tyypit. Latinalaisen Amerikan kantasolujen yhdistys. Palautettu osoitteesta solcema.com.
8. JFMcClendon (1910). Sammakonmunan eristettyjen blastomeerien kehittäminen. » American Journal of Anatomy.