7.16: 세포분화

인간과 같은 복잡한 유기체는 어떻게 단일 세포에서 발생합니까? 이 모든 것은 하나의 수정란에서 시작되어 성인을 특징짓는 신경 세포, 근육 세포, 상피 세포와 같은 광범위한 세포 유형을 생성합니다. 발달과 성인기 전반에 걸쳐 세포 분화는 세포가 최종 형태와 생리를 가정하도록 유도합니다. 분화는 특수화되지 않은 세포가 특수화되어 별개의 기능을 수행하는 과정입니다.

접합체는 모든 세포 유형을 형성하고 완전히 새로운 다세포 유기체를 생산할 수 있는 매우 높은 분화 잠재력을 지닌 전능성 줄기 세포입니다. 접합체는 연속적인 세포 분열을 거치면서 분화 잠재력이 더욱 제한된 다능성 줄기 세포(PSC)를 생성합니다. PSC는 추가로 분열되어 더욱 최종적으로 분화되는 몇 개의 성체 줄기 세포를 생성합니다. 세포가 분화되면 크기, 모양, 대사 활동 및 전반적인 기능에 상당한 변화가 일어날 수 있습니다.

수정란부터 시작하여 신체의 모든 세포에는 동일한 DNA가 포함되어 있지만 각 유형의 세포는 자신의 기능과 관련된 DNA 부분만 읽습니다. 호르몬이나 신호 분자와 같은 여러 요인이 세포 분화를 유발하고 이에 대응하여 특정 유전자의 발현을 켜고 다른 유전자의 발현을 끕니다. 유전자가 켜지거나 꺼지는 주요 메커니즘은 전사 인자를 통해서입니다. 전사 인자는 DNA 분자의 특정 유전자에 결합하여 전사를 촉진하거나 억제하는 단백질 종류입니다. 특정 유전자의 발현은 특정 세포 기능에 필요한 필수 단백질의 합성을 중재하여 세포 분화를 돕습니다.

이 문서는 Openstax, Anatomy and Physiology 2e, Section 3.6: Section Title Cellular Differentiation.에서 발췌되었습니다.

세포가 분화되는 동안 분화되지 않은 세포는 모양, 크기 또는 막 단백질 구성과 같은 특징적인 특징을 취하여 신체에서 고유한 기능을 수행합니다.

수정란 또는 접합자는 증식성이 높고 전분화능(totipotert)입니다. 즉, 모든 세포 유형을 형성하기 위해 분화할 수 있습니다.

접합자가 일련의 분열을 겪으면서 딸세포는 전분화능을 잃고 분화하여 근육 세포, 뉴런, 피부 표피, 심장 세포 및 간 세포와 같은 배아에 특수 세포를 형성합니다.

이 모든 신체 세포는 동일한 게놈을 가지고 있지만, 다른 유전자는 끄는 동안 특정 유전자를 발현합니다. 이를 통해 조직 특이적 기능을 수행하는 데 필요한 단백질을 합성할 수 있습니다.