Klíčový rozdíl – kmenové buňky vs. diferencované buňky
Mnohobuněčné organismy se vyvíjejí různými vývojovými procesy. Základem vývoje je diploidní (2n) zygota, která vzniká oplodněním. Zygota se nadále dělí a diferencuje. Kmenové buňky jsou nediferencované biologické buňky, které se nespecializují na žádnou konkrétní funkci, ale mají schopnost diferencovat se na specializované buňky, zatímco diferencované buňky jsou typem buněk, které byly podrobeny jedinečným epigenetickým modifikacím a mají v těle speciální funkce. To je klíčový rozdíl mezi kmenovými buňkami a diferencovanými buňkami.
Co jsou kmenové buňky?
Kmenové buňky lze definovat jako nediferencované biologické buňky, které nejsou specializované na žádnou konkrétní funkci. Kmenové buňky mají schopnost diferencovat se na specializované buňky a také dát vznik více kmenovým buňkám prostřednictvím mitózy. Kmenové buňky se obvykle nacházejí v mnohobuněčných organismech. Mají schopnost vyvinout se do řady typů buněk během raného života i během růstu těla. Proto se během dělení kmenových buněk může stát buď dalším specializovaným typem buňky, nebo zůstat jako kmenová buňka.
Kmenové buňky mají dvě jedinečné vlastnosti, které pomáhají odlišit se od ostatních buněk. Za prvé jsou to nespecializované buňky, které jsou schopny se obnovovat buněčným dělením i po určité době nečinnosti. Například v orgánech, jako je kostní dřeň, dochází k pravidelnému dělení kmenových buněk za účelem opravy a náhrady poškozených tkání. A za druhé, mají schopnost vyvinout se do tkání nebo orgánově specifických buněk. Kmenové buňky se za specializovaných podmínek dělí v orgánech, jako je srdce atd.
Kmenové buňky mají několik diferenciačních potenciálů. Mohou být kategorizovány jako totipotentní, pluripotentní a multipotentní. Totipotentní kmenové buňky jsou schopné diferenciace na typy embryonálních buněk. Takové buňky jsou produkovány fúzí vajíčka a spermie. Tak mohou být produkovány životaschopné organismy. Pluripotentní kmenové buňky jsou produkovány z totipotentních buněk a jsou schopny diferenciace na téměř každý typ buněk a jsou odvozeny ze tří zárodečných vrstev. Multipotentní kmenové buňky jsou schopny se diferencovat na řadu buněk stejné rodiny.
Obrázek 01: Kmenová buňka
V současnosti se pro studie používají dva typy kmenových buněk, a to embryonální kmenové buňky a dospělé kmenové buňky/somatické kmenové buňky. Embryonální kmenové buňky jsou buňky, které jsou přítomny v blastocystě a v embryu 3 až 5 dnů po oplodnění. Jsou pluripotentní, a proto se všechny deriváty tří zárodečných vrstev vyvíjejí prostřednictvím embryonálních kmenových buněk. Dospělé nebo somatické kmenové buňky jsou kmenové buňky, které opravují a udržují poškozené tkáně. Většina dospělých kmenových buněk je multipotentních, zatímco pluripotentní kmenové buňky se vyskytují jen zřídka. Kostní dřeň je příkladem dospělých kmenových buněk, které se používají pro několik léčebných postupů.
Co jsou diferencované buňky?
Diferencované buňky jsou typem buněk, které byly podrobeny jedinečným epigenetickým modifikacím v závislosti na tkáni a v reakci na environmentální a vývojové podněty. Z hlediska buněčné diferenciace se jedná o proces, při kterém jsou nejméně specializované buňky převedeny do stavu více specializovaných buněčných typů. Buněčná diferenciace je považována za hlavní aspekt vývojové biologie. Prostřednictvím buněčné diferenciace jsou různé tkáně v těle vybaveny různými typy buněk. Buněčná diferenciace je spuštěna nástupem vývoje mnohobuněčného organismu. Prostřednictvím oplodnění dojde ke splynutí ženské gamety se samčí gametou, což povede k vytvoření zygoty, která je v diploidním (2n) stádiu.
Zygota je primárním zdrojem buněčné diferenciace. Zde se nejsložitější tkáně těla vyvíjejí buněčnou diferenciací. Na rozdíl od kmenových buněk, které jsou nediferencované, mají diferencované buňky v těle efektivnější funkci. Spojení mezi kmenovými buňkami a diferencovanými buňkami spočívá v tom, že diferencované buňky jsou produkovány dělením kmenových buněk na plně diferencované dceřiné buňky. K tomu dochází hlavně u dospělých jako běžný proces během procedur opravy tkáně a normálního buněčného obratu.
Obrázek 02: Diagram ukazující, jak jsou embryonální kmenové buňky diferencované
Diferencované buňky jsou produkovány v takovém aspektu, kdy se mění velikost a tvar nediferencovaných buněk. Také buněčná diferenciace způsobuje změny v metabolické aktivitě a reakci na podněty. Buněčná diferenciace nezpůsobuje změnu sekvence DNA. Je však důležité zmínit, že diferenciace buněk má schopnost způsobit vypnutí genů, které nejsou pro konkrétní tkáň nezbytné.
Jaké jsou podobnosti mezi kmenovými buňkami a diferencovanými buňkami?
- V procesu vývoje mnohobuněčného organismu jsou přítomny jak kmenové buňky, tak diferencované buňky.
- Kmenové buňky se diferencují na různé specializované buňky.
Jaký je rozdíl mezi kmenovými buňkami a diferencovanými buňkami?
Kmenové buňky vs. diferencované buňky |
|
| Kmenové buňky lze definovat jako nediferencované biologické buňky, které se nespecializují na žádnou konkrétní funkci, ale mají schopnost diferencovat se na specializované buňky. | Diferencované buňky jsou typem buněk, které byly podrobeny jedinečným epigenetickým modifikacím v závislosti na tkáni a v reakci na environmentální a vývojové podněty. |
| Specifická funkce | |
| Kmenové buňky nemají specifickou funkci. | Diferencované buňky mají specifickou funkci. |
Shrnutí – kmenové buňky vs. diferencované buňky
Oplodněním dojde ke splynutí ženské gamety se samčí gametou, což povede k vytvoření zygoty, která je diploidní (2n). Zygota se ve vývojovém stádiu mnohobuněčného organismu nepřetržitě dělí. Kmenové buňky lze definovat jako nediferencované biologické buňky, které nejsou specializované pro určitou funkci. Ale mají schopnost diferencovat se na specializované buňky nebo dát vznik více kmenovým buňkám prostřednictvím mitózy. V současnosti se pro studie používají dva typy kmenových buněk, které jsou známé jako embryonální kmenové buňky a dospělé/somatické kmenové buňky. Diferencované buňky jsou typem buněk, které byly podrobeny jedinečným epigenetickým modifikacím v závislosti na tkáni a v reakci na environmentální a vývojové podněty. Diferencované buňky mají důležitější funkci než buňky kmenové. Toto je rozdíl mezi kmenovými buňkami a diferencovanými buňkami.
