細胞分化
細胞分化とは、専門性の低い細胞がより専門性の高い細胞型になる過程のことです。これは発生生物学の一部です。組織の種類によって、細胞内には異なる種類の小器官が存在しています。
多細胞生物の発生過程では、分化が何度も起こります。生物は単一の接合体から組織や細胞タイプの複雑なシステムへと変化していきます。成体の幹細胞は、組織の修復や正常な細胞のターンオーバーの際に分裂して完全に分化した娘細胞を作ります。
分化は、細胞の大きさ、形、代謝活動、シグナルへの反応性を劇的に変化させます。これらの変化は、主に遺伝子発現の変化によるものである。いくつかの例外を除いて、細胞の分化はDNA配列そのものの変化を伴うことはほとんどありません。しかし、特定の組織では必要とされない多くの遺伝子のスイッチをオフにすることはあります。このように、異なる組織の細胞は、同じゲノムを持っているにもかかわらず、非常に異なる物理的特徴を持つことがあります。
細胞力とは、細胞が他の細胞型に分化する能力のことです。多くの細胞型に分化できる細胞は多能性と呼ばれています。このような細胞は、動物では幹細胞と呼ばれ、高等植物では合体細胞と呼ばれています。すべての細胞型に分化することができる細胞は、トーティポテントと呼ばれています。哺乳類では接合体と初期胚の細胞のみがトーティポテントになるのに対し、植物では簡単な実験技術で多くの分化した細胞がトーティポテントになることができます。
幹細胞の分化
質問と回答
Q:細胞分化とは何ですか?
A:細胞分化とは、特化度の低い細胞がより特化した細胞型になる過程のことです。発生生物学の一部であり、多細胞生物が発生する過程で何度も起こる。
Q: 細胞分化は細胞の性質にどのような影響を与えるのでしょうか?
A: 分化は、細胞の大きさ、形、代謝活性、シグナルへの反応性を劇的に変化させます。これらの変化は、DNAの配列そのものよりも、むしろ遺伝子の発現の変化に大きく起因しています。
Q: 細胞の潜在能力とは何ですか?
A: 細胞能力とは、ある細胞が他の種類の細胞に分化する能力のことです。多能性細胞は多くの種類に分化することができ、全能性細胞はすべての種類に分化することができます。哺乳類では、接合子や初期胚細胞のみが全能性ですが、植物では、実験室の技術によって多くの分化した細胞が全能性になることができます。
Q: 幹細胞は細胞分化においてどのような役割を担っているのですか?
A: 幹細胞は多能性細胞であり、組織の修復や成体における正常な細胞のターンオーバーの際に、多くの異なる種類の娘細胞に分化する能力を持っています。また、何度も分裂を繰り返して、組織や細胞内のさまざまな種類の小器官など、複雑なシステムを形成するため、発生においても重要な役割を果たしています。
Q:細胞分化の過程で遺伝子発現はどのように変化するのでしょうか?
A: 遺伝子の発現は細胞分化の過程で大きく変化します。特定の組織に必要のない遺伝子はスイッチが切られ、他の遺伝子は形成される特定の組織や小器官の必要性に応じて活性化されたり、異なる形で発現したりするからです。その結果、同じゲノムを持つにもかかわらず、異なる種類の組織間で物理的な違いが生じるのです。
Q: 動物の幹細胞と植物の分裂細胞には違いがあるのでしょうか?
A: はい、動物の幹細胞は多能性ですが、植物の分裂細胞は、実験室の簡単な技術で、必要なときにあらゆる種類の娘細胞に分化できる全能性を持っています。
