Kľúčový rozdiel – kmeňové bunky a diferencované bunky
Viacbunkové organizmy sa vyvíjajú prostredníctvom rôznych vývojových procesov. Základom vývoja je diploidná (2n) zygota, ktorá vzniká oplodnením. Zygota sa naďalej delí a diferencuje. Kmeňové bunky sú nediferencované biologické bunky, ktoré nie sú špecializované na žiadnu konkrétnu funkciu, ale majú schopnosť diferencovať sa na špecializované bunky, zatiaľ čo diferencované bunky sú typom buniek, ktoré boli podrobené jedinečným epigenetickým modifikáciám a majú špeciálne funkcie v tele. Toto je kľúčový rozdiel medzi kmeňovými bunkami a diferencovanými bunkami.
Čo sú kmeňové bunky?
Kmeňové bunky možno definovať ako nediferencované biologické bunky, ktoré nie sú špecializované na žiadnu konkrétnu funkciu. Kmeňové bunky majú schopnosť diferencovať sa na špecializované bunky a tiež dať vznik väčšiemu počtu kmeňových buniek mitózou. Kmeňové bunky sa zvyčajne nachádzajú v mnohobunkových organizmoch. Majú schopnosť vyvinúť sa na množstvo typov buniek počas raného života, ako aj počas rastu tela. Preto sa počas delenia kmeňových buniek môže stať ďalším špecializovaným bunkovým typom alebo zostať ako kmeňová bunka.
Existujú dve jedinečné vlastnosti kmeňových buniek, ktoré pomáhajú odlíšiť sa od iných buniek. V prvom rade sú to nešpecializované bunky, ktoré sú schopné sa obnovovať delením buniek aj po určitej dobe nečinnosti. Napríklad v orgánoch, ako je kostná dreň, dochádza k pravidelnému deleniu kmeňových buniek na opravu a náhradu poškodených tkanív. A po druhé, majú schopnosť vyvinúť sa do tkanív alebo orgánovo špecifických buniek. Kmeňové bunky sa delia za špecializovaných podmienok v orgánoch, ako je srdce atď.
Kmeňové bunky majú niekoľko diferenciačných potenciálov. Môžu byť kategorizované ako totipotentné, pluripotentné a multipotentné. Totipotentné kmeňové bunky sú schopné diferenciácie na typy embryonálnych buniek. Takéto bunky vznikajú fúziou vajíčka a spermie. Takto môžu byť produkované životaschopné organizmy. Pluripotentné kmeňové bunky sa vyrábajú z totipotentných buniek a sú schopné diferenciácie na takmer každý typ buniek a pochádzajú z troch zárodočných vrstiev. Multipotentné kmeňové bunky sú schopné diferencovať sa na množstvo buniek rovnakej rodiny.
Obrázok 01: Kmeňová bunka
Na štúdie sa v súčasnosti používajú dva typy kmeňových buniek, a to embryonálne kmeňové bunky a dospelé kmeňové bunky/somatické kmeňové bunky. Embryonálne kmeňové bunky sú bunky, ktoré sú prítomné v blastocyste a v embryu 3 až 5 dní po oplodnení. Sú pluripotentné, a preto sa všetky deriváty troch zárodočných vrstiev vyvíjajú prostredníctvom embryonálnych kmeňových buniek. Dospelé alebo somatické kmeňové bunky sú kmeňové bunky, ktoré opravujú a udržiavajú poškodené tkanivá. Väčšina dospelých kmeňových buniek je multipotentná, zatiaľ čo pluripotentné kmeňové bunky sa vyskytujú len zriedka. Kostná dreň je príkladom dospelých kmeňových buniek, ktoré sa používajú na niekoľko liečebných postupov.
Čo sú to diferencované bunky?
Diferencované bunky sú typom buniek, ktoré boli podrobené jedinečným epigenetickým modifikáciám v závislosti od tkaniva a v reakcii na environmentálne a vývojové stimuly. Z hľadiska bunkovej diferenciácie ide o proces, pri ktorom sa najmenej špecializované bunky premieňajú na stav špecializovanejších typov buniek. Bunková diferenciácia sa považuje za hlavný aspekt vývojovej biológie. Prostredníctvom bunkovej diferenciácie sú rôzne tkanivá v tele vybavené rôznymi typmi buniek. Diferenciácia buniek je spustená nástupom vývoja mnohobunkového organizmu. Prostredníctvom oplodnenia sa samičia gaméta spojí so samčou gamétou, čo povedie k vytvoreniu zygoty, ktorá je v diploidnom (2n) štádiu.
Zygota je primárnym zdrojom diferenciácie buniek. Tu sa najzložitejšie tkanivá tela vyvíjajú prostredníctvom bunkovej diferenciácie. Na rozdiel od kmeňových buniek, ktoré sú nediferencované, majú diferencované bunky v organizme efektívnejšiu funkciu. Spojenie medzi kmeňovými bunkami a diferencovanými bunkami spočíva v tom, že diferencované bunky vznikajú delením kmeňových buniek na plne diferencované dcérske bunky. Toto sa vyskytuje hlavne u dospelých ako bežný proces počas procedúr opravy tkaniva a normálneho bunkového obratu.
Obrázok 02: Diagram znázorňujúci, ako sa diferencujú embryonálne kmeňové bunky
Diferencované bunky sa vyrábajú v takom aspekte, pri ktorom sa mení veľkosť a tvar nediferencovaných buniek. Taktiež diferenciácia buniek spôsobuje zmeny v metabolickej aktivite a reakcii na podnety. Diferenciácia buniek nespôsobuje zmenu v sekvencii DNA. Je však dôležité spomenúť, že diferenciácia buniek má schopnosť spôsobiť vypnutie génov, ktoré nie sú potrebné pre konkrétne tkanivo.
Aké sú podobnosti medzi kmeňovými bunkami a diferencovanými bunkami?
- V procese vývoja mnohobunkového organizmu sú prítomné kmeňové bunky aj diferencované bunky.
- Kmeňové bunky sa diferencujú na rôzne špecializované bunky.
Aký je rozdiel medzi kmeňovými bunkami a diferencovanými bunkami?
Kmeňové bunky verzus diferencované bunky |
|
| Kmeňové bunky možno definovať ako nediferencované biologické bunky, ktoré nie sú špecializované na žiadnu konkrétnu funkciu, ale majú schopnosť diferencovať sa na špecializované bunky. | Diferencované bunky sú typom buniek, ktoré boli podrobené jedinečným epigenetickým modifikáciám v závislosti od tkaniva a v reakcii na environmentálne a vývojové podnety. |
| Špecifická funkcia | |
| Kmeňové bunky nemajú špecifickú funkciu. | Diferencované bunky majú špecifickú funkciu. |
Súhrn – kmeňové bunky vs diferencované bunky
Oplodnením sa samičia gaméta spojí so samčou gamétou, čo povedie k vytvoreniu zygoty, ktorá je diploidná (2n). Zygota sa v štádiu vývoja mnohobunkového organizmu nepretržite delí. Kmeňové bunky možno definovať ako nediferencované biologické bunky, ktoré nie sú špecializované na konkrétnu funkciu. Majú však schopnosť diferencovať sa na špecializované bunky alebo dať vznik väčšiemu počtu kmeňových buniek prostredníctvom mitózy. V súčasnosti sa na štúdie používajú dva typy kmeňových buniek, ktoré sú známe ako embryonálne kmeňové bunky a dospelé/somatické kmeňové bunky. Diferencované bunky sú typom buniek, ktoré boli podrobené jedinečným epigenetickým modifikáciám v závislosti od tkaniva a v reakcii na environmentálne a vývojové stimuly. Diferencované bunky majú dôležitejšiu funkciu ako kmeňové bunky. Toto je rozdiel medzi kmeňovými bunkami a diferencovanými bunkami.
