Khả năng biệt hóa tế bào gốc và những điều bạn nên biết
Sự biệt hóa tế bào gốc là quá trình các tế bào trở nên chuyên biệt khi cơ thể chúng phát triển. Tế bào gốc là một tế bào không chuyên biệt, có thể phân chia không giới hạn khi cần thiết và trong những điều kiện cụ thể, có thể biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt.
Định nghĩa biệt hóa tế bào gốc
Tế bào gốc là những tế bào đặc biệt sở hữu khả năng tự đổi mới và biệt hóa thành tế bào soma trưởng thành trong điều kiện thích hợp. Biệt hóa là quá trình một tế bào chuyên biệt hóa, có được khả năng thực hiện một số chức năng nhất định và không phát triển được các chức năng khác.
Trong quá trình phát triển của con người, trứng được thụ tinh sẽ trải qua quá trình biệt hóa thành các loại tế bào chuyên biệt khác có trong cơ thể như cơ, tế bào thần kinh,... Các tế bào chưa biệt hóa được gọi là tế bào gốc. Những tế bào gốc này nằm trong phôi và ở người trưởng thành.
Vì thế khả năng biệt hóa tế bào gốc được định nghĩa là một quá trình sinh học trong đó các tế bào gốc đạt được vai trò chuyên biệt và chuyển từ loại tế bào gốc sang loại tế bào chức năng cụ thể. Nó xảy ra bằng cách kích hoạt khác biệt một số gen và ức chế các gen khác, làm thay đổi chức năng, kích thước, hình dạng và hoạt động trao đổi chất của tế bào.
Cơ chế biệt hóa tế bào gốc như thế nào?
Khi một tế bào biệt hóa (trở nên chuyên biệt hơn), nó có thể thực hiện những thay đổi lớn về kích thước, hình dạng, hoạt động trao đổi chất và chức năng tổng thể. Vì tất cả các tế bào trong cơ thể, bắt đầu từ trứng được thụ tinh, đều chứa cùng một DNA, vậy làm thế nào mà các loại tế bào khác nhau lại trở nên khác nhau đến vậy?
Câu trả lời tương tự như một kịch bản phim. Các diễn viên khác nhau trong một bộ phim đều đọc cùng một kịch bản, tuy nhiên, mỗi người chỉ đọc phần kịch bản của riêng mình. Tương tự, tất cả các tế bào đều chứa đầy đủ DNA bổ sung như nhau, nhưng mỗi loại tế bào chỉ “đọc” những phần DNA có liên quan đến chức năng riêng của nó. Trong sinh học, điều này được gọi là biểu hiện di truyền duy nhất của mỗi tế bào.
Để thực hiện đưa sự biệt hóa tế bào gốc thành dạng và chức năng chuyên biệt, nó chỉ cần thao tác những gen đó (và do đó là những protein) sẽ được biểu hiện chứ không phải những gen sẽ im lặng. Cơ chế chính khiến gen được “bật” hoặc “tắt” là thông qua các yếu tố phiên mã.
Các yếu tố phiên mã có thể nói là chìa khóa trong quá trình biệt hóa. Các hóa chất và hormone liên quan quyết định quá trình hoạt động xoay quanh DNA, quyết định quá trình phiên mã. Cơ thể và các tế bào ở gần nhau quyết định các yếu tố có trong tế bào ngay từ giai đoạn bào thai phát triển cho đến khi chết. Cả DNA cấu thành trong tế bào và vị trí biểu hiện của DNA đều đóng vai trò then chốt.
Khả năng biệt hóa của các loại tế bào gốc hiện nay
Tế bào gốc là một tế bào không chuyên biệt, có thể phân chia không giới hạn khi cần thiết và trong những điều kiện cụ thể, có thể biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt. Tế bào gốc được chia thành nhiều loại tùy theo khả năng biệt hóa của chúng.
Các tế bào phôi đầu tiên phát sinh từ sự phân chia hợp tử là tế bào gốc cuối cùng. Những tế bào gốc này được mô tả là toàn năng vì chúng có khả năng biệt hóa thành bất kỳ tế bào nào cần thiết để giúp sinh vật tăng trưởng và phát triển.
Các tế bào phôi phát triển từ tế bào gốc toàn năng và là tiền thân của các lớp mô cơ bản của phôi được phân loại là tế bào gốc toàn năng. Tế bào gốc vạn năng là tế bào có khả năng biệt hóa thành bất kỳ loại mô nào của con người nhưng không thể hỗ trợ sự phát triển đầy đủ của cơ thể. Những tế bào này sau đó trở nên chuyên biệt hơn một chút và được gọi là tế bào đa năng.
Tế bào gốc đa năng có khả năng biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau trong một dòng tế bào nhất định hoặc một số lượng nhỏ dòng tế bào, chẳng hạn như hồng cầu hoặc bạch cầu. Cuối cùng, các tế bào đa năng có thể trở thành các tế bào đa năng chuyên biệt hơn nữa.
Một tế bào gốc có khả năng độc quyền bị giới hạn trong việc trở thành một trong số ít loại tế bào khác nhau. Ngược lại, một tế bào đơn năng hoàn toàn chuyên biệt và chỉ có thể sinh sản để tạo ra thêm loại tế bào cụ thể của riêng nó.
Đảo ngược sự biệt hóa tế bào gốc hiện nay trong y học tái tạo
Cho đến khá gần đây, sự biệt hóa tế bào gốc được coi là cuối cùng và không thể đảo ngược. Khi một tế bào trở nên chuyên biệt, nó được gọi là "biệt hóa cuối cùng". Nó được coi là bị khóa và không thể trở thành bất kỳ loại tế bào nào khác.
Tuy nhiên, vào năm 2006, các nhà khoa học báo cáo rằng họ đã biến một tế bào biệt hóa trở lại thành tế bào gốc có khả năng trở thành bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể. Sự khác biệt giữa tế bào gốc và tế bào đã biệt hóa được phản ánh trong DNA của tế bào.
Trong tế bào gốc, DNA được sắp xếp lỏng lẻo, với các gen sẵn sàng hoạt động. Khi tín hiệu đi vào tế bào và quá trình biệt hóa bắt đầu, các gen không cần thiết sẽ bị tắt và các gen cần thiết cho chức năng chuyên biệt vẫn mở và hoạt động.
Nghiên cứu tế bào gốc nhằm mục đích tìm ra cách sử dụng tế bào gốc để tái tạo và sửa chữa các tổn thương tế bào. Theo thời gian, hầu hết các tế bào trưởng thành đều bị hao mòn do lão hóa và mất khả năng phân chia và tự sửa chữa.
Cơ chế khiến một tế bào chưa biệt hóa trở thành một tế bào chuyên biệt vẫn chưa được hiểu rõ. Trong môi trường phòng thí nghiệm, có thể khiến tế bào gốc biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt bằng cách thay đổi các điều kiện vật lý và hóa học của sự phát triển.
Để biết thêm thông tin chi tiết về các thành tựu y học tái tạo khác, vui lòng truy cập website www.meijibio hoặc HOTLINE: 0559 588 999.
