Д > ДИ ДифференцировкаДИФФЕРЕНЦИРОВКААвторы: Л.В. БелоусовДИФФЕРЕНЦИРОВКА (дифференциация онтогенетическая), процесс приобретения клетками развивающегося зародыша устойчивых химич., морфологич. и функциональных различий; лежит в основе формирования специализированных тканей и органов. Д. наступает вслед за выбором клеткой направления пути развития - детерминацией. Число типов дифференцир. (специализированных) клеток возрастает по ходу эволюции многоклеточных организмов. Напр., у губок (примитивно организованных многоклеточных) имеется неск. десятков типов дифференцир. клеток, а у позвоночных животных и человека - неск. сотен (по миним. оценкам, а с учётом клеток, продуцирующих разные типы антител, - неск. миллионов). Примерами дифференцир. клеток у позвоночных животных и человека являются разл. типы мышечных, нервных, соединительнотканных, эпителиальных клеток. Д. постоянно обновляющихся клеток (клеток крови, эпителиальных) протекает у этих организмов и во взрослом состоянии. Д. прежде всего обусловлена синтезом специфич. белков, по набору которых разные типы клеток отличаются друг от друга. Так, Д. в мышечных клетках связана с синтезом в них сократительного белка миозина, в соединительнотканных клетках - коллагена (белка внеклеточного матрикса), в лимфоцитах - разных типов иммуноглобулинов и др. Эти различия, в свою очередь, связаны с избирательной активностью (дифференциальной экспрессией) определённых групп генов. В подавляющем числе типов клеток (за исключением лимфоцитов) при Д. структура ДНК не изменяется. Именно это позволяет осуществлять клонирование, при котором развитие целого зародыша, обладающего всеми типами дифференцир. клеток, происходит за счёт ядра уже дифференцир. клетки взрослого организма, пересаженного в лишённую ядра яйцеклетку. Д. сопровождается относительно обратимыми (хотя нередко и продолжительными) изменениями генетич. активности ДНК в результате её метилирования, ацилирования и/или связывания с регуляторными белками, активирующими или подавляющими активность генов. В результате дифференцир. клетки отличаются друг от друга по набору молекул матричной РНК (мРНК), нуклеотидные последовательности которой определяют последовательность аминокислот в белках, синтезируемых клеткой, и тем самым специфичность этих белков. В некоторых случаях Д. связана со вторичными изменениями структуры уже синтезированных молекул мРНК (см. Сплайсинг) или же с избират. блокированием их активности в течение определённого периода времени. Помимо специфич. белков, дифференцир. клетки различаются между собой по набору определённых мембранных рецепторов, воспринимающих внешние сигналы, и по надмолекулярным структурам, образованным элементами мембраны или цитоскелета. Д. некоторых типов клеток (напр., образующих мезодерму у моллюсков и др. беспозвоночных) обусловлена попаданием в них специфич. компонентов цитоплазмы или кортикального слоя яйцеклетки при дроблении. В большинстве же случаев Д. определяется химич. или физич. сигналами, поступающими от др. клеток, от внеклеточного матрикса или же (преим. у растений) из внешней среды. Эти сигналы влияют на цитоскелет, ферментные системы клеток и её генетич. аппарат. Механизмы Д. до конца не выяснены. Их изучение имеет первостепенное значение для раскрытия природы мн. заболеваний (особенно онкологических) и для решения проблем биотехнологии (напр., при конструировании клеток и тканей с заданными свойствами). См. также Зародышевое развитие. Литература Лит.: Патрушев Л.И. Экспрессия генов. М., 2000; Корочкин Л.И. Биология индивидуального развития (Генетический аспект). М., 2002. |
 |