Quá trình chuyển đổi trong sinh học thể hiện sự tái lập trình của một tế bào xôma đã biệt hóa. Nói chung, quá trình biệt hóa của tế bào xôma từ trứng đã thụ tinh thành cơ thể được hình thành hoàn chỉnh là không thể đảo ngược. Tuy nhiên, trong những điều kiện nhất định, một tế bào được xác định trong quá trình biệt hóa của nó có thể được lập trình lại.
Chuyển đổi xác định là gì?
Nhìn chung, quá trình biệt hóa của tế bào xôma từ trứng đã thụ tinh thành cơ thể được hình thành hoàn chỉnh diễn ra không thể đảo ngược. Chuyển đổi nghĩa là sự chuyển đổi từ trạng thái xác định này sang trạng thái xác định khác. Trong sinh học, sự biến đổi xác định được đặc trưng bởi sự tái lập trình của một tế bào cơ thể đã biệt hóa thành một tế bào cơ thể đã biệt hóa khác. Trong trường hợp của con người và hầu hết các động vật đa bào, sự phát triển của các sinh vật bắt đầu từ tế bào trứng đã được thụ tinh. Toàn bộ sinh vật phát triển từ tế bào đầu tiên này. Khi các tế bào phân chia, sự biệt hóa hoặc chuyên môn hóa ngày càng tăng của các tế bào riêng lẻ xảy ra trong quá trình hình thành phôi. Đây là cách các cơ quan phát triển. Gan tế bào, ví dụ, có cùng thông tin di truyền như tim tế bào. Tuy nhiên, trong cả hai loại tế bào, thông tin di truyền cần thiết trong mỗi trường hợp được gọi bởi các gen khác nhau. Trong quá trình biệt hóa, một số gen nhất định bị ngăn chặn bởi quá trình metyl hóa hoặc sửa đổi histon. Sự khác biệt hóa xảy ra bằng cách làm im lặng các gen khác nhau từ dòng tế bào này sang dòng tế bào khác. Do đó, trong quá trình biến nạp, các gen không hoạt động được kích hoạt trở lại và các gen đã được hoạt hóa trước đó trở nên không hoạt động trở lại. Một ví dụ sẽ là sự biến đổi phức tạp của một da tế bào thành một gan tế bào.
Chức năng và nhiệm vụ
Tế bào trứng được thụ tinh là tế bào đầu tiên của sinh vật. Nó là tế bào gốc ban đầu của tất cả các tế bào đã biệt hóa cao sau này. Trong bối cảnh này, cùng với tám tế bào đầu tiên, nó được gọi là tế bào gốc toàn năng. Những tế bào đầu tiên này vẫn hoàn toàn chưa phân hóa và mỗi tế bào có thể phát triển thành một sinh vật độc lập. Sau lần phân chia tế bào thứ tám, các tế bào gốc đa năng hoặc phôi được hình thành. Chúng vẫn có thể biến đổi thành các tế bào của cả ba lớp mầm (ngoại bì, trung bì, nội bì). Tuy nhiên, chúng đã mất khả năng phát triển thành các sinh vật độc lập. Sự phát triển hơn nữa dẫn đến các tế bào gốc postembryonic, được chia thành các tế bào gốc bào thai, sơ sinh và trưởng thành tùy thuộc vào giai đoạn phát triển. Tế bào gốc postembryonic đã đại diện cho các dòng tế bào khác nhau có thể biến đổi thành các hệ thống cơ quan cụ thể. Tuy nhiên, chúng vẫn có tiềm năng biệt hóa, điều này chỉ liên quan đến các loại tế bào cụ thể. Chúng được gọi là tế bào gốc đa năng. Ví dụ, tế bào gốc thần kinh vẫn có thể biến đổi thành các dạng tế bào thần kinh khác nhau, nhưng không còn thành máu tế bào. Có thể phân biệt hoặc chuyển đổi tế bào. Tuy nhiên, liệu một tế bào cơ thể đã biệt hóa hoàn toàn có thể được lập trình lại hay không còn gây tranh cãi. Để làm như vậy, sự biểu hiện của hàng nghìn gen sẽ phải được kích hoạt đồng thời và hàng nghìn gen khác đồng thời bị vô hiệu hóa để biến đổi da tế bào thành tế bào cơ chẳng hạn. Cho đến nay, người ta vẫn cho rằng chỉ có tế bào gốc trưởng thành mới có khả năng này. Tiềm năng biệt hóa của chúng thậm chí còn vượt qua cả lá mầm. Việc lập trình lại thường diễn ra theo hai bước. Đầu tiên, sự phân biệt của tế bào xảy ra. Sau đó, sau khi phân chia tế bào, lại xảy ra sự phân hóa thành một hướng khác. Trong cơ thể sinh vật, quá trình xác định như vậy diễn ra, ví dụ, ở làm lành vết thương. Tế bào gốc trưởng thành phát triển thành nhiều loại tế bào cần thiết cho quá trình chữa bệnh. Đối với y học, điều này có lẽ sẽ mở ra những triển vọng tuyệt vời trong tương lai như một giải pháp thay thế cho cấy ghép Công nghệ. Các cơ quan bị bệnh có thể được nuôi cấy trực tiếp từ tế bào gốc trưởng thành của chính bệnh nhân. Nhiều năm điều trị bằng thuốc để hạn chế phản ứng đào thải sẽ trở thành dĩ vãng. Trong các nghiên cứu in vitro khác nhau về nuôi cấy tế bào, có thể đạt được quá trình khử biệt hóa và tái biệt hóa của tế bào với sự trợ giúp của yếu tố tăng trưởng. Tuy nhiên, kết quả cũng cho thấy rằng việc chữa lành không dựa trên sự thay thế của các tế bào đã chuyển hóa mà dựa trên sự kích thích quá trình tăng trưởng và biệt hóa của tế bào. Tế bào gốc trưởng thành cũng chứng minh hiệu quả trong việc tái tạo xương sụn và xương.
Bệnh tật
Liên quan đến quá trình xác định, các bệnh nghiêm trọng xảy ra lặp đi lặp lại. Sự phát triển của ung thư dựa trên sự khác biệt hóa của các tế bào cơ thể. Những thay đổi trong tế bào có thể dẫn đến sự phân chia tế bào không biệt hóa, có thể lây lan khắp cơ thể bằng cách hình thành di căn. Nguyên nhân có thể bao gồm đột biến soma, virus, hoặc cấu hình tế bào ngoài tầm kiểm soát trong quá trình chữa bệnh. Sự khác biệt hóa có thể xảy ra nhanh chóng. Tuy nhiên, cũng có những dạng ung thư trong đó khối u biệt hóa khá lâu. Tuy nhiên, không có sự khác biệt mới nào xảy ra sau giai đoạn không khác biệt hóa. Các tế bào đang phân chia bị thoái hóa và di chuyển xa hơn so với trạng thái ban đầu sau mỗi lần phân chia tế bào. Thông tin di truyền cũng có thể thay đổi liên tục. Ví dụ, làm lành vết thương là một quá trình tự nhiên dựa trên quá trình xác định. Tại đây, các tế bào gốc trưởng thành biến đổi thành da tế bào, mô liên kết ô hoặc ô thuộc các loại khác. Tuy nhiên, trong một số trường hợp hiếm hoi, một khối u ác tính có thể hình thành do sự phân chia tế bào liên tục. Tình huống tương tự cũng có thể xảy ra sau các phản ứng miễn dịch. Trong số những thứ khác, u bạch huyết là một biểu hiện của một hệ thống miễn dịch điều đó ngoài tầm kiểm soát.
