कोशिका भाग्य और विभेदन
कैसे कोशिकाएँ जो शुरू में समतुल्य होती हैं, विशेष पहचान के लिए प्रतिबद्ध हो जाती हैं और फिर ऊतकों और अंगों का निर्माण करने वाली विशिष्ट कोशिका प्रकारों में विभेदित होती हैं।
Definition
कोशिका भाग्य वह अंतिम पहचान है जिसे एक कोशिका या उसके वंशज सामान्य विकास में अपनाएंगे; विभेदन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक कम-विशिष्ट कोशिका चयनात्मक जीन अभिव्यक्ति के माध्यम से एक विशिष्ट कार्यात्मक कोशिका प्रकार की संरचनात्मक और आणविक विशेषताओं को प्राप्त करती है।
Scope
यह क्षेत्र बताता है कि विकासात्मक भाग्य कैसे निर्दिष्ट किया जाता है और उत्तरोत्तर प्रतिबंधित होता है, निर्धारण और स्पष्ट विभेदन के बीच का अंतर, कोशिका-आंतरिक और कोशिका-बाह्य तंत्र (कोशिकाद्रव्यी निर्धारक बनाम आगमनात्मक संकेत) जो भाग्य को निर्धारित करते हैं, और ऊतकों को गढ़ने में क्रमादेशित कोशिका मृत्यु की भूमिका। यह विभेदन को कोशिका-प्रकार-विशिष्ट जीन अभिव्यक्ति की स्थापना के रूप में मानता है और इसे आधुनिक समझ से जोड़ता है कि भाग्य को प्रयोगात्मक रूप से पुन: प्रोग्राम किया जा सकता है।
Sub-topics
Core questions
- शुरुआत में समान कोशिकाएँ अलग-अलग भाग्य कैसे प्राप्त करती हैं?
- एक प्रतिबद्ध (निर्धारित) कोशिका को एक ऐसी कोशिका से क्या अलग करता है जो स्पष्ट रूप से विभेदित हो चुकी है?
- आंतरिक निर्धारकों द्वारा बनाम पड़ोसी कोशिकाओं से संकेतों द्वारा भाग्य कब निर्धारित होता है?
- एक विभेदित स्थिति कैसे बनाए रखी जाती है, और यह कितनी प्रतिवर्ती है?
Key theories
- विभेदक जीन अभिव्यक्ति
- एक जीव की कोशिकाएँ एक ही जीनोम साझा करती हैं, इसलिए कोशिका प्रकारों के बीच अंतर विभिन्न जीनों से नहीं बल्कि उन जीनों से उत्पन्न होता है जो व्यक्त होते हैं; विभेदन जीन गतिविधि के स्थिर, कोशिका-प्रकार-विशिष्ट पैटर्न की स्थापना है।
- कोशिका भाग्य की पुन: प्रोग्राम करने की क्षमता
- विभेदित कोशिकाएँ एक पूर्ण जीनोम को बनाए रखती हैं और प्रतिलेखन कारकों के एक परिभाषित सेट द्वारा एक बहुशक्ति स्थिति में वापस लाई जा सकती हैं, यह दर्शाता है कि विभेदित स्थिति आनुवंशिक जानकारी के अपरिवर्तनीय नुकसान के बजाय नियामक इनपुट द्वारा बनाए रखी जाती है।
Mechanisms
भाग्य को दो व्यापक रणनीतियों द्वारा निर्धारित किया जाता है। स्वायत्त (मोज़ेक) विनिर्देशन में, स्थानीयकृत कोशिकाद्रव्यी निर्धारक विदलन के दौरान विशेष कोशिकाओं में विभाजित होते हैं, जिससे पड़ोसियों से स्वतंत्र रूप से उनका भाग्य तय होता है। सशर्त (नियामक) विनिर्देशन में, कोशिकाएँ आसपास के ऊतक द्वारा आपूर्ति किए गए आगमनात्मक संकेतों और स्थितिगत जानकारी से भाग्य प्राप्त करती हैं। दोनों ही मामलों में, चुने हुए भाग्य को प्रतिलेखन कारकों के नेटवर्क द्वारा कार्यान्वित किया जाता है जो कोशिका-प्रकार-विशिष्ट जीनों को चालू करते हैं और, उपकलागत संशोधनों के साथ, कोशिका विभाजनों में स्थिति को स्थिर करते हैं। प्रतिबद्धता एक अस्थिर निर्दिष्ट स्थिति से एक अपरिवर्तनीय निर्धारित स्थिति तक आगे बढ़ती है, जिसके बाद स्पष्ट विभेदन परिपक्व कोशिका प्रकार को परिभाषित करने वाले प्रोटीन और संरचनाओं का उत्पादन करता है।
Clinical relevance
यह समझना कि भाग्य कैसे निर्दिष्ट और बनाए रखा जाता है, पुनर्योजी चिकित्सा, स्टेम कोशिकाओं से विशिष्ट कोशिका प्रकारों का निर्देशित उत्पादन, और कैंसर को विभेदन के विकारों के रूप में व्याख्या करने का आधार है। यह प्रविष्टि शैक्षिक है और नैदानिक मार्गदर्शन प्रदान नहीं करती है।
History
यह सिद्धांत कि विभेदन जीन हानि के बजाय विभेदक जीन अभिव्यक्ति को दर्शाता है, परमाणु-स्थानांतरण प्रयोगों द्वारा समर्थित था जिसमें दिखाया गया था कि एक विभेदित नाभिक विकास का समर्थन कर सकता है। यह दृष्टिकोण इस प्रदर्शन में परिणत हुआ कि परिभाषित प्रतिलेखन कारक विभेदित कोशिकाओं को बहुशक्ति में पुन: प्रोग्राम कर सकते हैं, इस कार्य को नोबेल पुरस्कार से मान्यता मिली।
Key figures
- Lewis Wolpert
- Conrad Waddington
- John Gurdon
- Shinya Yamanaka
Related topics
Seminal works
- takahashi2006
- gilbert2016
- wolpert1969
Frequently asked questions
- यदि सभी कोशिकाओं में एक ही डीएनए होता है, तो वे अलग क्यों होती हैं?
- कोशिका प्रकार भिन्न होते हैं क्योंकि वे साझा जीनोम के विभिन्न उपसमूहों को व्यक्त करते हैं; विभेदन जीन के कोशिका-प्रकार-विशिष्ट पैटर्न को चालू करने और इसे स्थिर रखने की प्रक्रिया है।
- निर्धारण और विभेदन में क्या अंतर है?
- निर्धारण एक कोशिका की एक विशेष भाग्य के प्रति प्रतिबद्धता है, अक्सर किसी भी दृश्य परिवर्तन से पहले; विभेदन उस भाग्य की विशेष विशेषताओं का बाद में प्रकट होना है।