5 facteurs majeurs qui régulent la différenciation cellulaire

Certains des principaux facteurs qui régulent la différenciation cellulaire sont les suivants:

Il est un fait établi que les cellules différenciées des cellules végétales et animales conservent tous les gènes nécessaires à la programmation du développement et de la différenciation ou à un organisme complet. De plus, les cellules différenciées contiennent différents types de protéines.

Cela signifie que le modèle d'expression des gènes est responsable de la différenciation cellulaire, c'est-à-dire que différents gènes sont exprimés dans chaque type de cellule différenciant. Etant donné qu'un grand nombre d'étapes sont impliquées entre une séquence d'ADN (ou gène) et la formation ultime d'une protéine fonctionnelle et d'un produit protéique, un grand nombre de mécanismes interviennent dans le contrôle de l'expression génique.

1. Influence cytoplasmique ou différenciation cellulaire:

L'influence générale du cytoplasme sur la différenciation cellulaire précoce a été démontrée par de nombreuses expériences sur des ovocytes.

(i) Dans les œufs d'escargots, la différenciation cellulaire est influencée par le lobe polaire, qui est une saillie cytoplasmique au niveau du pôle végétal de l'œuf. Si ce lobe est retiré chirurgicalement, l’embryon développe un pied, un œil et une coquille défectueux.

(ii) Dans les œufs d'amphibiens, la différenciation cellulaire est influencée par le croissant gris. Si le croissant gris est blessé en piquant un embryon, il développe un système nerveux anormal.

Le cytoplasme influence et contrôle le comportement des gènes nucléaires et la différenciation de la cellule. Le contrôle peut être au niveau de la transcription de la cellule. Le contrôle peut se situer au niveau de la transcription de l'ARNm, de la maturation de l'ARNm transcrit, de la traduction de l'ARNm dans le cytoplasme, de la disponibilité d'ARNt, de ribosomes, de facteurs d'initiation ou de la présence d'enzymes contrôlant la synthèse des protéines ou dégradant l'ARNm. Même après la synthèse de la protéine, les événements post-transcriptionnels peuvent également être influencés par le cytoplasme cellulaire et conduire à la différenciation du cytoplasme cellulaire.

2. Remplacement des protéines:

Le processus d'expression et de régulation des gènes ne s'arrête pas à la synthèse des protéines. Les protéines sont soumises à un retournement, c'est-à-dire à une dégradation et à une resynthèse. Cela signifie que la quantité d'une protéine particulière présente dans une cellule influence la différenciation cellulaire. Par exemple, lorsque les cellules du foie sont exposées à la cortisone, une hormone stéroïde, la quantité d'enzyme tryptophane pyrrolase dans le foie augmente de dix fois, mais celle d'arginase n'augmente que légèrement.

3. Interactions cellule-cellule:

Dans les organismes multicellulaires, la différenciation cellulaire ne se produit pas de manière isolée, mais par interaction cellule à cellule, c’est-à-dire que les cellules influencent le métabolisme et la différenciation des autres. Le changement de forme des cellules, le changement de position et l'adhésion des cellules influencent tous la différenciation cellulaire.

4. Induction embryonnaire:

Lorsque des cellules d'une région de l'embryon sont transplantées dans une autre région, la greffe ou le greffon se différencie en fonction des régulateurs chimiques des cellules environnantes, ou bien il permet aux cellules environnantes de se différencier sous son influence.

Par exemple, si des cellules normalement destinées à devenir du tissu nerveux sont extraites de la gastrula précoce et transplantées dans un autre embryon d'amphibien dans une région destinée à se développer en épiderme, la cellule greffée se différencie en cellules épidermiques au lieu de tissu nerveux. De même, des cellules épidermiques potentielles greffées sur une zone neurale présumée se différencient en un tissu neural.

Lorsqu'un matériau provenant de la lèvre dorsale du blastopore d'un gastrula a été greffé à un emplacement différent dans un autre gastrula, le matériau blastopore greffé a déclenché la formation d'un cordon nerveux supplémentaire et de la notochorde du nouvel embryon entier joint à l'embryon hôte.

Ce phénomène est décrit comme une induction ou une induction embryonnaire primaire. Dans l'induction embryonnaire secondaire, un groupe de cellules induit la différenciation d'un groupe de cellules voisin dans une direction particulière. Par exemple, dans le développement de l'oeil, la différenciation de la lentille est induite par le contact entre les cellules de la lentille potentielles et l'ectoderme sus-jacent.

5. hormones:

Dans l'induction primaire et secondaire, l'interaction se produit entre des cellules étroitement placées. Cependant, les cellules séparées par de grandes distances interagissent également les unes avec les autres. Les signaux chimiques sont soit des hormones, soit des facteurs de croissance. Certaines hormones influencent la croissance de certaines cellules tandis que les hormones sexuelles stimulent la différenciation des organes sexuels.