TOTIPOTENCIJALNOST: POVIJEST, KARAKTERISTIKE I ZNAČAJ - BIOLOGIJA - 2026

Totipotency ili totipotency je sposobnost, sposobnost i potencijal posjeduje od strane svakog od embrionalnih stanica proizvesti ukupno stanica pojedinca. Izraz potječe od latinske riječi totipotentia, što znači sposobnost svih stvari i / ili sposobnost da postane ili stvori cjelovit organizam.

Totipotentne stanice koje su najbolje definirane ili proučavane su zigota i spore. Neki autori koriste termin matične stanice i totipotentne stanice kao sinonim, ali s tim u vezi nema konsenzusa.

Totipotencijalne stanice. Preuzeto i uredjeno iz: Jucomo.

Matične ćelije, prema nekim autorima, su skupine nediferenciranih stanica koje mogu postati različite grupe ili vrste specijaliziranih stanica. Oni mogu biti unipotentni, multipotentni i također totipotentni. Samo su potonji sposobni roditi kompletnog pojedinca.

Povijest

Otac totipotencijalnosti je njemački biolog i filozof Hans Adolf Eduard Driesch. Ovaj je znanstvenik revolucionirao razumijevanje embriologije zahvaljujući eksperimentima s morskim ježima.

Godine 1891. Driesch je izveo eksperimente s dvoceličnim (dvoćelijskim) embrijima morskog ježa Echinus microtuberculatus (danas poznat kao Psammechinus microtuberculatus) dovodeći u pitanje prihvaćene vremenske hipoteze o embrionalnom razvoju.

Njihovi rezultati pokazali su da će stanice ranog embrija (zigote) kada se odvoje, bilo mehanički ili prirodno, moći nastaviti razvijati sve dok ne formiraju normalne ličinke, zaključujući kako su ove stanice topopotentne u svojim ranim fazama razvoja.

To je bilo u suprotnosti s rezultatima Wilhelma Rouxa (pionira eksperimentalne embriologije) koji je radio s dvodijelnim žabljim jajima. Roux je otkrio da je ubijanjem jedne od dvije stanice nastao nepravilno oblikovan embrij, zaključujući da su embrionalne stanice unaprijed odredile odredišta.

Kasnije 1910. američki kemičar, zoolog i fiziolog Jesse Francis McClendon potvrdio bi da se Driesch rezultati mogu ponoviti na žabe, kokoši, druge ježeve, pa čak i sisavce.

karakteristike

Totipotencijalnost karakterizira potencijal nekih stanica da dovedu do kraja kompletnog pojedinca. Oni su sposobni postati bilo koje vrste stanica u tijelu, a također i u ostalim tkivima izvan embriona.

Totipotentne stanice nastaju u organizmima i seksualne i aseksualne reprodukcije, oni su zigote ili spore. Mogu biti zigota u sjemenu fanerogama (biljke), u jajetu bilo koje životinje ili u maternici sisavca (kao što su ljudi, slonovi ili miševi).

Ovaj potencijal u većini slučajeva ima kratak životni vijek tijekom razvoja. U ljudskom tijelu imaju ograničeno vrijeme, otprilike 4 dana nakon oplodnje. U drugim organizmima kao što su biljke, morske spužve, mravlje crve, morske zvijezde i miševi, oni imaju različito trajanje.

Totipotencijalnost u različitim skupinama organizama

Za biljke i gljivice koje se razmnožavaju sporama, kaže se da su ove stanice kojima nije potrebna oplodnja totipotentnog tipa, jer zigota ovih organizama ima sposobnost stvaranja svih vrsta stanica potrebnih za razvoj cjelovite jedinke.

Brojna istraživanja o razvoju, rastu i kulturi tkiva u biljkama su u više navrata pokazala da su mnoge biljne stanice totipotentne. Primjer za to su kulture malih tkiva ili rezovi stabljika koji, kada se stave u medij za rast, mogu stvoriti ili obnoviti potpuno novog pojedinca.

beskralježnjaci

Kao što je već spomenuto, prvo istraživanje koje je pokazalo postojanje totipotentnih embrionalnih stanica provedeno je s morskim ježima (ehinodermama). Od tada su provedene brojne studije za ponavljanje Driesch-ovog eksperimenta, a u svima njima je rezultat isti (postojanje totipotencijalnosti).

Drugi je slučaj s iglokožicama, ali ovaj put s morskim psima i morskim psima sposobnost nekih vrsta tih vrsta da regeneriraju kompletan organizam iz dijela ili dijela ruke (bez dijelova središnjeg diska). Taj regenerativni kapacitet nastaje zbog prisustva matičnih stanica odraslih.

Zvjezdana riba Linckia guildingi, organizam regeneriran iz ruke drugih organizama. Preuzeto i uredjeno od: Emőke Dénes.

Ispitivanja tkiva pora (spužva) otkrivaju da ti primitivni organizmi imaju veliki broj totipotentnih stanica. To im omogućava da proizvode ili dobiju bilo koju vrstu stanica koja im je potrebna, a ponekad i da mogu obnoviti kompletni organizam iz malog dijela tijela.

kralježnjaci

Kod kralježnjaka su opisane studije totipotencijalnosti u embrionalnom razvoju; to jest, embrionalne stanice kralježnjaka poput riba, gmazova, ptica i sisavaca imaju totipotentno ponašanje slično kao u Drieschovim ježevima.

Bez obzira na vrstu reprodukcije (unakrsna oplodnja, samoplodnjavanje i također partenogeneza) stanice prisutne između zigote i morule (prve segmentacije zigote) imaju sposobnost stvaranja svih vrsta stanica i organiziranja ih u koherentan bauplan (kompletan organizam).

Vrste stanica prema njihovom totipotentnom kapacitetu

Dobar dio znanstvene zajednice svrstava totipotentne stanice prema njihovom podrijetlu i potencijalu. Prema podrijetlu svrstavaju se u embrionalne, fetalne i odrasle, a prema potencijalu svrstavaju se u sljedeće skupine.

višestruko važne

Oni koji rađaju kompletnog pojedinca.

pluripotentne

Oni mogu formirati stanice koje će stvoriti bilo koju embrionalnu lozu, ali ne stvaraju kompletan organizam.

multipotentnih

Oni koji mogu stvoriti samo stanice iste loze ili embrionalnog sloja.

unipotentne

Specijalizirane stanice koje imaju sposobnost diferencijacije u jednu staničnu vrstu.

Važnost

Studije s totipotentnim stanicama (u širokom smislu klasifikacije prema njihovom potencijalu) omogućuju nam da ih vidimo kao mogući lijek za mnoge bolesti, regeneraciju tkiva, stanične terapije, pa čak i potencijalne izvore za kloniranje biljaka, životinja i samog čovjeka. što je bilo predmetom mnogo etičkih rasprava.

Studije prirođenih bolesti i raka pristupaju stručnim znanstvenicima u totipotentnim stanicama, zbog staničnog razvoja i množenja prisutnih u nekim od tih bolesti.

Analize i studije prvih zigotskih podjela (totipotentnih stanica) dale su uvid u aktivaciju i inaktivaciju gena, kao i na uključivanje proteina koji čine ovaj proces mogućim.

Drugi znanstveni napredak povezan s istraživanjima prvih embrionalnih ili zigotskih podjela su malformacije i / ili urođeni defekti uzrokovani nenormalnim ranim staničnim podjelama i diferencijacijom.

Reference

1. Matične stanice. Totipotentiality. Oporavak od biologia.edu.ar.
2. ML Condic (2014). Totipotencija: što jest, a što nije. Matične ćelije i razvoj.
3. Stanična potencija. Oporavilo s en.wikipedia.org.
4. Y. Cortés Rivera. RI Hernández, P. San Martín del Angel, E. Zarza Meza, R. Cuervo
5. González (2016). Regenerativni potencijal morske zvijezde Linckia guildinguii. Hidrobiološka.
6. M. Kearl (2012). Mogućnost prve dvije ćelije cijepanja u razvoju ehinoderme. Eksperimentalna proizvodnja djelomičnih i dvostrukih formacija »(1891-1892.) Hans Driesch. Enciklopedija projekta embrija. Oporavak od embryo.asu.edu.
7. Vrste matičnih ćelija. Društvo latinoameričkih matičnih stanica. Oporavak od solcema.com.
8. JFMcClendon (1910). Razvoj izoliranih blastomera od žabljeg jajeta » Američki časopis za anatomiju.