Angesichts der Tatsache, dass alle Zellen in einem mehrzelligen Organismus dieselbe DNA enthalten (wobei zufällige Mutationen während der Mitose ignoriert werden), woher weiß dann eine bestimmte Zelle, welchen Zweck sie innerhalb eines Organismus haben soll?
Woher weiß zum Beispiel eine Zelle, ob sie eine Muskelzelle, ein Neuron oder eine Leberzelle wird?
Die Antwort auf diese Frage lässt sich in zwei Teile aufteilen: Zelldifferenzierung von Stammzellen und einfache Mitose. Außerdem gilt die Antwort, die ich gebe, hauptsächlich nur für Arten, die sich sexuell fortpflanzen.
Während der primären Wachstumsstadien, unmittelbar nach der Befruchtung der weiblichen Gameten , beginnt sich die Zygote zu teilen. Die meisten dieser Ausgangszellen werden nicht spezialisiert sein, sie werden Stammzellen sein und das Potenzial haben, sich asymmetrisch zu teilen. Wenn sie dies tun, muss jede der Tochterzellen einen bestimmten Spezialisierungspfad verfolgen. Welchem Weg sie folgen, muskulär, neural usw., wird durch Transkriptionsproteine bestimmt .
Sobald die Stammzellen die richtigen Tochterzellen produziert haben, nimmt die allgemeine Struktur des Organismus Gestalt an. Ist dies geschehen und haben die Zellen ihre Entwicklungspfade bis zur endgültigen Spezialisierung durchlaufen, übernimmt die Mitose. Das bedeutet, dass sich eine Muskelzelle teilt, wodurch der Organismus wächst. Eine Muskelzelle wird sich immer nur in eine Muskelzelle teilen, das gleiche gilt für alle spezialisierten Zellen. So wächst und erhält sich ein Organismus.
Einige Stammzellen bleiben jedoch, nachdem der Organismus ausgereift ist. Beispielsweise ist ein reifes Neuron nicht in der Lage, eine Mitose zu durchlaufen, daher werden Stammzellen benötigt, um die Produktion neuer Neuronen zu ermöglichen, die die abgestorbenen ersetzen, um ein Beispiel zu nennen.
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Bob
AMR