Celldifferentiering är processen att implementera ett genetiskt bestämt program för bildandet av en specialiserad cellfenotyp , vilket återspeglar deras förmåga att utföra vissa profilfunktioner. Differentiering förändrar cellens funktion, dess storlek, form och metaboliska aktivitet.
Cellernas fenotyp är resultatet av koordinerat uttryck (dvs koordinerad funktionell aktivitet) av en viss uppsättning gener. I differentieringsprocessen blir en mindre specialiserad cell mer specialiserad. Till exempel utvecklas en monocyt till en makrofag , en promyoblast utvecklas till en myoblast, som bildar en muskelfiber och bildar ett syncytium . Uppdelning, differentiering och morfogenes är huvudprocesserna som säkerställer utvecklingen från en enda cell ( zygote ) av en flercellig organism som innehåller celler av en mängd olika typer.
Celldifferentiering sker inte bara i embryonal utveckling, utan också i en vuxen organism (under hematopoiesis , spermatogenes , regenerering av skadade vävnader).
Det allmänna namnet för alla celler som ännu inte nått den slutliga specialiseringsnivån (det vill säga kan differentiera) är stamceller. Graden av celldifferentiering (dess "potential att utvecklas") kallas potens. Celler som kan differentiera till vilken cell som helst i en vuxen organism, förutom moderkakan och gulesäcken, kallas pluripotenta . Pluripotenta celler är till exempel cellerna i den inre cellmassan hos däggdjursblastocysten . Termen "embryonala stamceller" används för att hänvisa till in vitro -odlade pluripotenta celler som härrör från blastocystens inre cellmassa [1] . Zygoten och blastomererna är totipotenta , eftersom de kan differentiera till vilken cell som helst, inklusive extraembryonala vävnader.
Den allra första differentieringen i processen för embryonutveckling sker vid bildningsstadiet av blastocyst , när de homogena cellerna i morulan är uppdelade i två celltyper: intern embryoblast och extern trofoblast . Trofoblasten är involverad i implantationen av embryot och ger upphov till ektodermen av korion (en av placentans vävnader ). Embryoblasten ger upphov till alla andra vävnader i embryot. När embryot utvecklas blir cellerna mer och mer specialiserade (multipotenta, unipotenta) tills de blir terminalt differentierade celler med en ändlig funktion, såsom muskelceller . Det finns cirka 220 olika typer av celler i människokroppen.
Ett litet antal celler i en vuxen organism behåller multipotens. De används i processen för naturlig förnyelse av blodkroppar, hud etc., samt för att ersätta skadade vävnader. Eftersom dessa celler har stamcellernas två huvudfunktioner – förmågan att förnya sig för att bibehålla multipotens och förmågan att differentiera – kallas de vuxna stamceller.
Dedifferentiering är den omvända processen för differentiering. En partiellt eller helt differentierad cell återgår till ett mindre differentierat tillstånd. Det är vanligtvis en del av den regenerativa processen och ses vanligare i lägre former av djur såväl som växter. Till exempel, när en del av en växt skadas, dedifferentieras cellerna intill såret och delar sig intensivt och bildar en kallus . När de placeras under vissa förhållanden, differentierar callusceller till saknade vävnader. Så när sticklingen är nedsänkt i vatten bildas rötter från kallusen. Med vissa reservationer kan tumörtransformation av celler hänföras till fenomenet dedifferentiering.