TOTIPOTENTIALITY: التاريخ والخصائص والأهمية - مادة الاحياء - 2026

و شمول الوسع أو شمول الوسع هو القدرة، والقدرة والإمكانات يمتلك من قبل كل من الخلايا الجنينية لإنتاج مجموع الخلايا للفرد. المصطلح مشتق من الكلمة اللاتينية totipotentia ، والتي تعني القدرة على كل الأشياء و / أو القدرة على أن تصبح أو تؤدي إلى كائن حي كامل.

الخلايا الكاملة التي يتم تحديدها أو دراستها بشكل أفضل هي الزيجوت والجراثيم. يستخدم بعض المؤلفين مصطلح الخلايا الجذعية والخلايا الكاملة كمرادف ، ولكن لا يوجد إجماع في هذا الصدد.

الخلايا الكاملة. مأخوذة وتحرير من: Jucomo.

وفقًا لبعض المؤلفين ، فإن الخلايا الجذعية هي مجموعات من الخلايا غير المتمايزة التي يمكن أن تصبح مجموعات أو أنواعًا مختلفة من الخلايا المتخصصة. يمكن أن تكون أحادية القوة ومتعددة القدرات وكاملة القدرة. فقط الأخيرة قادرة على خلق فرد كامل.

التاريخ

والد الإمكانية الكاملة هو عالم الأحياء والفيلسوف الألماني هانز أدولف إدوارد دريش. أحدث هذا العالم ثورة في فهم علم الأجنة بفضل تجاربه مع قنافذ البحر.

في عام 1891 أجرى دريش تجارب على أجنة ثنائية الخلية (ثنائية الخلية) لقنفذ البحر Echinus microtuberculatus (المعروفة الآن باسم Psammechinus microtuberculatus) متحدية الفرضيات المقبولة في ذلك الوقت حول التطور الجنيني.

أظهرت نتائجهم أن خلايا الجنين المبكر (الزيجوت) عندما يتم فصلها ، إما ميكانيكيًا أو طبيعيًا ، يمكن أن تستمر في التطور حتى تشكل يرقات طبيعية ، وخلصت إلى أن هذه الخلايا كاملة القدرة في مراحل نموها المبكرة.

كان هذا على عكس نتائج Wilhelm Roux (رائد علم الأجنة التجريبي) ، الذي عمل مع بيض الضفادع ثنائي الخلية. وجد رو أن قتل إحدى الخليتين ينتج عنه أجنة مشوهة ، وخلص إلى أن الخلايا الجنينية لها وجهات محددة مسبقًا.

في وقت لاحق من عام 1910 ، قام الكيميائي وعالم الحيوان وعالم وظائف الأعضاء الأمريكي جيسي فرانسيس مكليندون بالتحقق من إمكانية تكرار نتائج دريش في الضفادع والدجاج والقنافذ الأخرى وحتى الثدييات.

مميزات

تتميز Totipotentiality بإمكانية أن تؤدي بعض الخلايا إلى فرد كامل. هذه قادرة على أن تصبح أي نوع من الخلايا في الجسم وأيضًا في الأنسجة الأخرى خارج الجنين.

تتشكل الخلايا المكتملة النمو في الكائنات الحية للتكاثر الجنسي واللاجنسي ، وهي عبارة عن بيض أو جراثيم. يمكن أن تكون البيضة الملقحة في بذرة phanerogam (نبات) أو في بيضة أي حيوان أو في رحم أحد الثدييات (مثل البشر أو الفيلة أو الفئران).

هذه الإمكانية في معظم الحالات لها عمر قصير أثناء التطوير. في جسم الإنسان لديهم وقت محدود ، حوالي 4 أيام بعد الإخصاب. في الكائنات الحية الأخرى مثل النباتات والإسفنج البحري والديدان العلقية ونجم البحر والفئران لها مدة مختلفة.

Totipotentiality في مجموعات مختلفة من الكائنات الحية

في النباتات والفطريات التي تتكاثر عن طريق الجراثيم ، يُقال إن هذه الخلايا التي لا تحتاج إلى الإخصاب هي من النوع الكامل ، لأن البيضة الملقحة لهذه الكائنات الحية لديها القدرة على إنتاج جميع أنواع الخلايا المطلوبة لتطوير فرد كامل.

أظهرت العديد من دراسات التطور والنمو وزراعة الأنسجة في النباتات مرارًا وتكرارًا أن العديد من الخلايا النباتية كاملة القدرة. ومن الأمثلة على ذلك مزارع الأنسجة الصغيرة أو الأجزاء الجذعية التي ، عند وضعها في وسط النمو ، تكون قادرة على إحداث فرد جديد تمامًا أو تجديده.

اللافقاريات

كما ذكرنا سابقًا ، أجريت الدراسة الأولى التي أظهرت وجود خلايا جنينية كاملة القدرة باستخدام قنافذ البحر (شوكيات الجلد). منذ ذلك الحين تم إجراء العديد من الدراسات لتكرار تجربة دريش وفي كل منها كانت النتيجة واحدة (وجود الاحتمالية الكاملة).

حالة أخرى في شوكيات الجلد ، ولكن هذه المرة مع نجم البحر ونجم البحر ، هي قدرة بعض الأنواع على تجديد كائن حي كامل من جزء أو جزء من ذراع (بدون أجزاء من القرص المركزي). هذه القدرة التجديدية ترجع إلى وجود الخلايا الجذعية البالغة الكاملة.

نجم البحر Linckia guildingi ، وهو كائن حي متجدد من ذراع كائنات أخرى. مأخوذة وتحرير من: Emőke Dénes.

تكشف دراسات الأنسجة المسامية (الإسفنجية) أن هذه الكائنات البدائية تحتوي على أعداد كبيرة من الخلايا الكاملة. وهذا يسمح لهم بإنتاج أو الحصول على أي نوع من الخلايا يحتاجون إليه ، وفي بعض الأحيان أيضًا أن يكونوا قادرين على تجديد كائن حي كامل من جزء صغير من الجسم.

الفقاريات

في الفقاريات ، يتم وصف دراسات الجهد الكلي في التطور الجنيني. أي أن الخلايا الجنينية للفقاريات مثل الأسماك والزواحف والطيور والثدييات لها سلوك مكتمل مشابه لسلوك قنافذ دريش.

بغض النظر عن نوع التكاثر (الإخصاب المتبادل ، الإخصاب الذاتي وكذلك التوالد العذري) ، فإن الخلايا الموجودة بين البيضة الملقحة والتوتية (الأجزاء الأولى من البيضة الملقحة) لديها القدرة على إنتاج جميع أنواع الخلايا وتنظيمها في bauplan متماسك (كائن حي كامل).

أنواع الخلايا حسب قدرتها الكاملة

يصنف جزء كبير من المجتمع العلمي الخلايا الكاملة وفقًا لأصلها وإمكاناتها. وفقًا لأصلهم ، يتم تصنيفهم إلى جنيني وجيني وبالغ ، بينما يتم تصنيفهم وفقًا لإمكانياتهم في المجموعات التالية.

توتيبوتنت

تلك التي تؤدي إلى فرد كامل.

متعدد القدرات

يمكنهم تكوين خلايا تؤدي إلى ظهور أي سلالة جنينية ، لكنها لا تؤدي إلى ظهور كائن حي كامل.

متعدد القدرات

تلك التي يمكن أن تؤدي فقط إلى ظهور خلايا من نفس النسب أو الطبقة الجنينية.

أحادي القوة

الخلايا المتخصصة التي لديها القدرة على التمايز إلى نوع خلية واحدة.

أهمية

تسمح لنا الدراسات التي أجريت على الخلايا الكاملة (بالمعنى الواسع للتصنيف وفقًا لإمكانياتها) برؤيتها كعلاج محتمل للعديد من الأمراض وتجديد الأنسجة وعلاجات الخلايا وحتى المصادر المحتملة لاستنساخ النباتات والحيوانات والإنسان نفسه. الذي كان موضوع الكثير من النقاش الأخلاقي.

يتم التعامل مع دراسات الأمراض الخلقية والسرطان من قبل العلماء الخبراء في الخلايا الكاملة ، بسبب نمو الخلايا والتكاثر الموجود في بعض هذه الأمراض.

قدمت التحليلات والدراسات الخاصة بالتقسيمات الزيجوتية الأولى (للخلايا الكاملة القدرة) نظرة ثاقبة على تنشيط الجينات وتعطيلها وأيضًا حول مشاركة البروتينات التي تجعل هذه العملية ممكنة.

التطورات العلمية الأخرى المتعلقة بدراسات الانقسامات الجنينية أو الزيجوتية الأولى هي التشوهات و / أو العيوب الخلقية الناتجة عن الانقسامات والتمايز المبكر غير الطبيعي للخلايا.

المراجع

1. الخلايا الأم. Totipotentiality. تعافى من biologia.edu.ar.
2. ML Condic (2014). Totipotency: ما هو وما هو ليس كذلك. الخلايا الجذعية والتنمية.
3. قوة الخلية. تعافى من en.wikipedia.org.
4. واي كورتيس ريفيرا. RI Hernández، P. San Martín del Angel، E. Zarza Meza، R. Cuervo
5. غونزاليس (2016). الإمكانات المتجددة لنجم البحر Linckia guildinguii. هيدروبيولوجي.
6. م.كيرل (2012). فاعلية أول خليتين انشقاق في تطور شوك الجلد. الإنتاج التجريبي للتكوينات الجزئية والمزدوجة »(1891-1892) ، بواسطة هانز دريش. موسوعة مشروع الجنين. تعافى من embryo.asu.edu.
7. أنواع الخلايا الجذعية. جمعية الخلايا الجذعية في أمريكا اللاتينية. تعافى من solcema.com.
8. JFMcClendon (1910). تطور المتفجرات المعزولة لبيضة الضفدع. » المجلة الأمريكية للتشريح.