सेल भेदभाव में शामिल कारक

विषय

• जीन अभिव्यक्ति जीन की प्रतियां बनाकर काम करता है
• आंतरिक कारक जो सेल विशेषज्ञता को प्रभावित करते हैं
• असममित अलगाव विभिन्न कोशिकाओं का उत्पादन करता है
• सेल सिग्नलिंग सेल भेदभाव की जड़ में है
• सेल डिफ्यूजन बाय डिफ्यूजन इन्फ्लुएंस टिश्यू डेवलपमेंट
• स्थानीय सेल सिग्नलिंग सेल अपने पड़ोसियों को पहचानती है
• सेल सिग्नलिंग इन्फ्लुएंस सेल भेदभाव को प्रभावित करने वाले कारक
• पर्यावरण कारक कोशिका विभेदन को प्रभावित कर सकते हैं

बहुकोशिकीय जीवों में सेल भेदभाव के दौरान, कोशिकाएं विशिष्ट हो जाती हैं और तंत्रिका, मांसपेशियों और रक्त कोशिकाओं जैसे भूमिकाओं को लेती हैं। ट्रिगर सेल भेदभाव में शामिल कारकों में शामिल हैं सेल सिगनलिंग, पर्यावरणीय प्रभाव और जीव के विकास का स्तर।

एक शुक्राणु कोशिका एक अंडा निषेचित होने के बाद बुनियादी सेल भेदभाव होता है और परिणामस्वरूप युग्मनज एक निश्चित आकार तक पहुँच जाता है। उस बिंदु पर युग्मनज विभिन्न प्रकार के कोशिकाओं को विकसित करना शुरू कर देता है और विशिष्ट कार्यों को करने के लिए विभेदित कोशिकाओं की आवश्यकता होती है।

तंत्र जो सेल भेदभाव की जड़ में है जीन अभिव्यक्ति। एक जीव के सभी कोशिकाओं में जीन के समान सेट होते हैं क्योंकि आनुवंशिक कोड को शुक्राणु कोशिका द्वारा निषेचित मूल अंडा सेल से कॉपी किया गया था। एक विशेष कार्य करने के लिए, एक कोशिका केवल कुछ जीनों को अपने आनुवंशिक कोड में व्यक्त या उपयोग करेगी और बाकी को अनदेखा करेगी।

उदाहरण के लिए, एक कोशिका जो यकृत कोशिका बनने में अंतर करती है, यकृत कोशिका जीन को व्यक्त करेगी और अन्य सभी यकृत कोशिकाएं यकृत जीन के समान सेट का उपयोग करेंगी। वे यकृत बनाने के लिए एक साथ अंतर करेंगे।

सेल भेदभाव तीन स्थितियों में होता है:

प्रत्येक मामले में, सेल सिग्नलिंग कोशिकाओं को सूचित करता है कि किस प्रकार के विशेष सेल की आवश्यकता है। अपरिष्कृत कोशिकाएँ जीव की आवश्यकताओं की पूर्ति के लिए संबंधित जीन को व्यक्त करती हैं।

जीन अभिव्यक्ति जीन की प्रतियां बनाकर काम करता है

यूकेरियोटिक कोशिकाओं का आनुवंशिक कोड नाभिक में डीएनए पर स्थित होता है। डीएनए केंट नाभिक छोड़ देता है इसलिए कोशिका को उस जीन को कॉपी करना पड़ता है जिसे वह व्यक्त करना चाहता है।

मैसेंजर आरएनए (mRNA) डीएनए से जुड़ जाता है और संबंधित जीन की प्रतिलिपि बनाता है। एमआरएनए नाभिक के बाहर यात्रा कर सकता है और कोशिका द्रव्य में तैरने वाले राइबोसोम के लिए आनुवंशिक निर्देश ला सकता है या जो एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से जुड़े होते हैं। राइबोसोम व्यक्त जीन द्वारा एन्कोडेड प्रोटीन का उत्पादन करते हैं।

सेल द्वारा प्राप्त संकेतों के आधार पर, पर्यावरणीय प्रभाव और सेल के विकासात्मक चरण, जीन अभिव्यक्ति की प्रक्रिया को किसी भी स्तर पर अवरुद्ध किया जा सकता है। यदि जीन द्वारा एन्कोड किया गया प्रोटीन जीव द्वारा आवश्यक नहीं है, तो mRNA जीन की प्रतिलिपि नहीं बनाएगा, और जीन अभिव्यक्ति प्रक्रिया शुरू नहीं होगी।

एमआरएनए की प्रतिलिपि जीन के बाद भी, एमआरएनए अणु नाभिक से बाहर निकलने से अवरुद्ध हो सकता है या एक राइबोसोम तक पहुंचने में सक्षम नहीं हो सकता है। राइबोसोम आवश्यक प्रोटीन का उत्पादन नहीं कर सकते हैं भले ही एमआरएनए कॉपी किए गए आनुवंशिक कोड को वितरित करता है। इस बहु-चरण प्रक्रिया के माध्यम से विभिन्न कारक जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित कर सकते हैं।

आंतरिक कारक जो सेल विशेषज्ञता को प्रभावित करते हैं

जीवों के पास यह सुनिश्चित करने के कई तरीके हैं कि कोशिकाओं को विशेष और विभेदित कोशिकाओं में विकसित किया जाए।

शरीर में सेलुलर भेदभाव को चलाने वाला प्रमुख कारक प्रोटीन का निर्माण है। कोशिकाएं इस आधार पर अंतर कर सकती हैं कि कौन से जीन व्यक्त किए गए हैं और कौन से प्रोटीन व्यक्त जीन में एन्कोड किए गए हैं। उत्पादित प्रोटीन विभेदित कोशिकाओं को उनके विशेष कार्य करने में मदद करते हैं और उन्हें अन्य कोशिकाओं को बताते हैं कि वे सेल सिग्नलिंग के माध्यम से क्या कर रहे हैं।

एक और तंत्र जो सेल भेदभाव को प्रभावित कर सकता है असममित अलगाव कोशिका विभाजन में। विशेष प्रोटीन जैसे पदार्थ एक कोशिका के एक छोर पर एकत्रित होते हैं। जब कोशिका विभाजित होती है, तो एक बेटी कोशिका में दूसरे की तुलना में अधिक विशेष प्रोटीन होता है। विभिन्न प्रोटीन वितरण के कारण कोशिकाएँ विभिन्न प्रकार की कोशिकाएँ बन जाती हैं।

एक सेल के रूप में विभेदित होता है, जिस प्रकार के विशेषज्ञता पर वह अधिक सीमित हो सकता है। भ्रूण स्टेम सेल शुरू में किसी भी प्रकार के सेल बन सकते हैं, लेकिन एक बार सेल के परिपक्व होने और एक विशेष भूमिका पर ले जाने के बाद, यह अक्सर बदल नहीं सकता है। भ्रूण स्टेम सेल कहलाते हैं totipotent कोशिकाएं क्योंकि वे अभी भी परिपक्व होने के दौरान किसी भी भूमिका को ले सकते हैं, विशेष कोशिकाएं जो पूरी तरह से विभेदित हैं, केवल अपने विशेष कार्य को पूरा कर सकती हैं।

असममित अलगाव विभिन्न कोशिकाओं का उत्पादन करता है

जीन अभिव्यक्ति सेल विशेषज्ञता के लिए जिम्मेदार है, लेकिन मूल कोशिकाओं को विशेष कार्यों को लेने में सक्षम होना चाहिए। विभेदन और कोशिका विशेषज्ञता होने से पहले, सही प्रकार की कोशिका उपलब्ध होनी चाहिए। असममित अलगाव ऐसी विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं का उत्पादन कर सकता है। टोटिपोटेंट भ्रूण कोशिकाएं तीन प्रकार की होती हैं pluripotent कोशिकाएं जो अंततः विभिन्न शरीर के ऊतकों में अंतर करती हैं।

प्लुरिपोटेंट कोशिकाएँ तीन प्रकार की होती हैं:

जबकि सेल सिग्नलिंग कुछ अलग सेल प्रकारों के उत्पादन के लिए और सेल स्पेशलाइजेशन के लिए जिम्मेदार है, असममित अलगाव सेल के विकास की शुरुआत में प्लूरिपोटेंट कोशिकाओं का उत्पादन करने के लिए कार्य करता है।

MRNA के लिए डीएनए प्रतिलेखन इस तरह से होता है कि mRNA कोशिका के एक छोर पर कुछ प्रोटीन और दूसरे छोर पर अलग-अलग प्रोटीन का उत्पादन करता है। कोशिका विभाजन के परिणामस्वरूप दो अलग-अलग प्रकार की बेटी कोशिकाएं होती हैं जो अलग-अलग विशेषज्ञता वाले कोशिकाओं का उत्पादन कर सकती हैं।

सेल सिग्नलिंग सेल भेदभाव की जड़ में है

आंतरिक तंत्र जो प्लूरिपोटेंट कोशिकाओं के सेल भेदभाव को प्रभावित करते हैं, मुख्य रूप से सेल सिग्नलिंग पर आधारित होते हैं। कोशिकाओं को रासायनिक संकेत प्राप्त होते हैं जो उन्हें बताते हैं कि किस प्रकार के सेल या किस प्रकार के प्रोटीन की आवश्यकता है।

सेल सिग्नलिंग तंत्र में शामिल हैं:

कोशिकाएं लगातार अपनी गतिविधियों के बारे में रासायनिक एस बाहर निकलती हैं और अपने आस-पास के ऊतकों में, जहां वे स्थित हैं और शरीर में बड़े पैमाने पर चल रही हैं, के बारे में संकेत प्राप्त करती हैं। ये संकेत प्रमुख कारक हैं जो सेल विशेषज्ञता को प्रभावित करते हैं, और सेल सिग्नलिंग शरीर में सेल भेदभाव का प्रमुख कारक है।

सेल डिफ्यूजन बाय डिफ्यूजन इन्फ्लुएंस टिश्यू डेवलपमेंट

कोशिकाएं कुछ रासायनिक संकेतों के प्रति संवेदनशील हो जाती हैं क्योंकि उनके पास है रिसेप्टर्स उनकी कोशिका झिल्ली पर। रिसेप्टर्स सेल के प्रकार पर निर्भर करते हैं कि यह कैसे विकसित हुआ है और किस जीन को व्यक्त किया जा रहा है। जैसे ही रिसेप्टर्स सक्रिय होते हैं, कोशिका आगे भिन्न हो जाती है।

जब एक सेल कई पास की कोशिकाओं को संकेत देता है, तो यह एक रसायन का उत्सर्जन करता है जो ऊतक के माध्यम से फैलता है जिसमें कोशिका अंतर्निहित होती है। रासायनिक संकेत आसपास के कोशिकाओं के कोशिका झिल्ली में रिसेप्टर्स द्वारा कब्जा कर लिया जाता है और प्रत्येक कोशिका के अंदर एक प्रतिक्रिया को ट्रिगर करता है। ये प्रतिक्रियाएं कोशिकाओं को एक तरह से अंतर करने में मदद करती हैं ऊतक बनाता है.

उदाहरण के लिए, कोशिकाएं जो यकृत का हिस्सा बनती हैं, वे रसायन का उत्सर्जन करती हैं जो आस-पास की कोशिकाओं में संबंधित रिसेप्टर्स को ट्रिगर करती हैं, और उस स्थान की सभी कोशिकाएं यकृत कोशिकाओं के बनने में अंतर करती हैं। जैसे ही यकृत ऊतक बनता है, आगे कोशिका संकेतन कुछ कोशिकाओं को वाहिनी कोशिकाओं में अंतर करने या ऊतक को जोड़ने के लिए ट्रिगर करता है। अंततः विभेदित कोशिकाएं एक पूर्ण और कार्यात्मक यकृत बनाती हैं।

स्थानीय सेल सिग्नलिंग सेल अपने पड़ोसियों को पहचानती है

जीव द्वारा आवश्यक विशेष कोशिकाओं में विकसित होने के लिए, कोशिकाओं को यह जानना होगा कि उनके आसपास के अन्य कोशिकाएं क्या कर रही हैं। सेल-टू-सेल संपर्क के लिए विशेष रिसेप्टर्स और कोशिकाओं के बीच अंतराल जंक्शन पड़ोसी कोशिकाओं के बीच संकेतों के प्रत्यक्ष विनिमय की सुविधा प्रदान करते हैं। कोशिकाएं यह सुनिश्चित कर सकती हैं कि उनका परिवेश उनकी विभेदित विशेषज्ञता के अनुरूप हो।

में सेल-टू-सेल सिग्नलिंग, विशेष रूप से एक कोशिका की सतह पर रिसेप्टर प्रोटीन का गठन एक पड़ोसी कोशिकाओं झिल्ली पर इसी प्रोटीन से मेल खाता है। जब कोशिकाएं संपर्क में आती हैं, तो दो प्रोटीन लिंक होते हैं, और एक संकेत एक कोशिका से दूसरी कोशिका तक पहुंच जाता है। सिग्नल सेल झिल्ली से गुजरता है और सेल में प्रवेश करता है जहां यह एक विशिष्ट सेल व्यवहार का कारण बनता है।

उदाहरण के लिए, त्वचा कोशिकाओं को यह सुनिश्चित करना होगा कि उनके आसपास अन्य त्वचा कोशिकाएं हैं, लेकिन कुछ त्वचा कोशिकाओं में उनके नीचे अंतर्निहित ऊतक की कोशिकाएं होंगी। सेल-टू-सेल सिग्नलिंग कोशिकाओं को यह सुनिश्चित करने देता है कि उनका परिवेश उनके भेदभाव से मेल खाता हो।

गैप जंक्शन पड़ोसी कोशिकाओं के बीच विशेष संबंध हैं जो एस के रूप में कार्य करने वाले प्रोटीन के एक आसान और प्रत्यक्ष विनिमय की अनुमति देते हैं। अंतराल जंक्शनों का उपयोग करना, कोशिकाएं कर सकती हैं उनकी गतिविधियों का समन्वय करें और विनिमय संकेतों जल्दी और आसानी से।

उदाहरण के लिए, तंत्रिका कोशिकाएं तंत्रिका मार्गों को स्थापित करने के लिए गैप जंक्शनों का उपयोग करती हैं, और अंतराल जंक्शन कोशिकाओं को तंत्रिका कोशिका के प्रकार में अंतर करने देती हैं जो कि त्वचा में, रीढ़ की हड्डी में या मस्तिष्क में उनके स्थान के लिए उपयुक्त है।

सेल सिग्नलिंग इन्फ्लुएंस सेल भेदभाव को प्रभावित करने वाले कारक

सेल सिग्नलिंग और परिणामस्वरूप सेल भेदभाव कई चरणों के साथ जटिल प्रक्रियाएं हैं। सिग्नल का उत्पादन, प्रचार करना और प्राप्त करना है। सेल सिग्नल से उत्पन्न ट्रिगर को उम्मीद के मुताबिक काम करना पड़ता है। किसी भी चरण को बाधित करने वाले कारक सेल भेदभाव को प्रभावित कर सकते हैं और जीव में परिवर्तन का कारण बन सकते हैं।

सेल सिग्नलिंग और सेल भेदभाव को प्रभावित और बाधित करने वाले कारकों में पोषक तत्वों की कमी शामिल है; अगर एक सेल केंट एक प्रोटीन का उत्पादन नहीं करता है क्योंकि इसमें बिल्डिंग ब्लॉक्स की कमी होती है, तो यह कैंट अंतर नहीं करता है। आनुवंशिक कोड में उत्परिवर्तन एक और समस्या है।

यदि डीएनए दोषपूर्ण है या प्रतिलेखन गलत है, तो सिग्नलिंग और भेदभाव प्रक्रिया बाधित है। इन के अलावा, यदि सिग्नलिंग रसायन अवरुद्ध हैं या सेल रिसेप्टर्स गैर-सिग्नलिंग रासायनिक बांडों से भरे हुए हैं, तो सिग्नलिंग प्रक्रिया ठीक से काम नहीं करेगी।

पर्यावरण कारक कोशिका विभेदन को प्रभावित कर सकते हैं

जीव के वातावरण के प्रभाव जो सेल सिग्नलिंग, जीन अभिव्यक्ति और सेल भेदभाव को प्रभावित कर सकते हैं, प्रक्रिया को बदल सकते हैं, रोक सकते हैं या बाधित कर सकते हैं। कुछ पर्यावरणीय कारकों का उपयोग जीव द्वारा अनुकूलन के लिए किया जाता है, कुछ का उपयोग बीमारी से लड़ने के लिए किया जा सकता है और कुछ जीव को नुकसान पहुँचा सकते हैं।

उदाहरण के लिए, पर्यावरणीय तापमान कुछ जीवों के विकास को प्रभावित कर सकता है। उच्च तापमान कोशिकाओं की वृद्धि और उनके विभेदन को गति देता है जबकि निम्न तापमान धीमा या विकास को रोक देता है।

ड्रग्स हानिकारक सेल भेदभाव को बाधित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, ड्रग्स असीमित ट्यूमर के विकास के लिए प्रक्रिया चरणों में से एक को अवरुद्ध कर सकते हैं और संबंधित जीन की अभिव्यक्ति को रोक सकते हैं।

चोटों से जीन की अभिव्यक्ति प्रभावित हो सकती है और यह प्रभावित कर सकती है कि क्षति को ठीक करने के लिए किस प्रकार के सेल की आवश्यकता है। वायरस और बैक्टीरिया कोशिका भेदभाव को प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि मां रूबेला जैसी बीमारी से संक्रमित है, तो विकासशील भ्रूण में इसकी कोशिका भिन्नता प्रभावित हो सकती है, और यह जन्म दोष विकसित कर सकती है।

अंत में जहरीले रसायन कोशिका भेदभाव को प्रभावित कर सकते हैं। पदार्थ जो हमला करते हैं या सिग्नलिंग रसायनों को ब्लॉक करते हैं या जो सेल झिल्ली पर सिग्नल रिसेप्टर पदों को ब्लॉक करते हैं, सिग्नलिंग गतिविधि को रोक सकते हैं और सेल भेदभाव को प्रभावित कर सकते हैं।

इन पर्यावरणीय कारकों के मामले में, जीव अदल-बदल कर या आंतरिक प्रक्रियाओं को बदलकर प्रतिक्रिया देने की कोशिश करता है। कुछ पर्यावरणीय प्रभावों के लिए अनुकूलन प्रभावी है, लेकिन दूसरों के लिए, जीव जीवित रह सकता है लेकिन दोष प्रदर्शित करता है, या जीव मर सकता है।