Hirarki Perkembangan Sel Tumbuhan dan Hewan!
Sebagai hasil pengembangan, tipe sel baru muncul melalui serangkaian keputusan hierarkis yang melibatkan tipe sel spesifik yang sudah ada sebelumnya dalam perkembangan hewan adalah pembagian embrio menjadi tiga lapisan benih: ektoderm, mesoderm dan endoderm adalah salah satu peristiwa paling awal.
Masing-masing lapisan germinal kemudian memunculkan kisaran spesifik jenis sel yang berbeda. Demikian pula, embrio tanaman dibagi menjadi tiga lapisan sel dasar. Masing-masing menimbulkan rentang tertentu dari jenis sel yang berbeda.
Pada hewan, keputusan perkembangan ini biasanya tidak dapat diubah, misalnya, setelah sel berdiferensiasi sebagai ektoderm, nasibnya tetap. Oleh karena itu, perkembangan pada hewan terdiri dari serangkaian keputusan yang secara progresif dan ireversibel membatasi nasib sel.
Nasib dan Potensi Sel:
Nasib sebuah sel adalah semua jenis sel yang berbeda yang dapat menjadi keturunannya selama perkembangan normal atau perkembangan yang tidak terganggu oleh manipulasi eksperimental. Sebuah sel dapat berdiferensiasi dengan cara yang tidak normal jika ditempatkan di lingkungan yang tidak biasa.
Istilah potensi digunakan untuk menggambarkan seluruh repertoar jenis sel yang dapat ditimbulkan oleh sel tertentu di semua lingkungan yang memungkinkan. Itu adalah properti intrinsik dan lebih besar dari atau sama dengan takdirnya; nasib sel tergantung pada potensi dan lingkungannya.
Dalam nasib dan potensi sel hewan semakin dibatasi. Nasib sel menjadi semakin terbatas sampai sebuah sel terdiferensiasi secara terminal (hanya dapat membentuk satu jenis sel).
Pada tumbuhan, nasib sel secara progresif dibatasi tetapi diferensiasi tidak sesuai dengan pembatasan potensi terminal. Sel tumbuhan yang terdiferensiasi dapat mengubah nasib dengan cukup mudah jika dipindahkan ke posisi baru, dan bahkan sel tumbuhan yang sepenuhnya terdiferensiasi dapat meregenerasi seluruh tumbuhan baru jika ditempatkan dalam isolasi. Salah satu perbedaan mendasar antara perkembangan hewan dan tumbuhan adalah bahwa sementara nasib sel tumbuhan mungkin dibatasi selama perkembangan, sel tetap totipoten bahkan ketika mereka telah berdiferensiasi.
Komitmen Pengembangan:
Karena nasib sel menjadi terbatas mengikuti setiap keputusan dalam hirarki perkembangan, sel dikatakan berkomitmen pada nasib tertentu. Pada hewan, komitmen terjadi secara bertahap, awalnya dapat dibalik dan kemudian permanen. Pada tumbuhan, komitmen tampaknya selalu dapat dibalik.
Dalam perkembangan hewan, sel yang tidak terikat dapat digambarkan sebagai naif, yang berarti bahwa ia tidak menerima instruksi yang mengarahkannya ke jalur perkembangan tertentu. Nasib sel dikatakan ditentukan jika sel diarahkan untuk mengikuti jalur perkembangan tertentu dan melakukannya ketika ditempatkan dalam isolasi, yang seharusnya menyediakan lingkungan yang netral.
Spesifikasi dapat terjadi jika sel mewarisi determinan sitoplasma tertentu atau menerima sinyal induktif dari sel lain. Namun, sel yang sama yang ditempatkan di lingkungan yang berbeda, seperti bersentuhan dengan sel lain, dapat dispesifikasi ulang melalui interaksinya dengan sel tersebut.
Hal ini menunjukkan bahwa komitmen pada tahap ini bersifat reversibel. Nasib sel dikatakan ditentukan jika tidak dapat diubah, terlepas dari lingkungan sel. Hal ini menunjukkan bahwa komitmen sekarang menjadi tidak dapat diubah.
Induksi:
Induksi adalah proses di mana satu sel atau kelompok sel dapat mempengaruhi nasib perkembangan sel lainnya, dan merupakan strategi umum untuk mengontrol diferensiasi dan pembentukan pola dalam perkembangan.
Sinyal induktif dapat berupa protein atau molekul lain yang dikeluarkan dari sel penginduksi. Biasanya berinteraksi dengan reseptor pada permukaan sel yang merespons. Sinyal memulai kaskade transduksi sinyal di dalam sel yang merespons yang mengubah aktivitas faktor transkripsi dan/atau protein lain, dan akhirnya mengubah pola ekspresi gen. Induksi adalah proses ekstrinsik yang bergantung pada posisi sel dalam embrio.
Induksi melibatkan pensinyalan sel-sel dan dapat terjadi pada berbagai rentang. Sel-sel yang merespons dapat menunjukkan respons stereotip tunggal terhadap sinyal induktif, atau respons bertingkat yang bergantung pada konsentrasinya, dalam hal ini disebut morfogen.
Kompetensi:
Waddington (1932) memperkenalkan konsep kompetensi sebagai keadaan fisiologis jaringan, yang memungkinkannya bereaksi dengan cara spesifik morfogenetik terhadap rangsangan determinatif. Itu selalu terkait dengan rangsangan tertentu dan tanggapan tertentu yang sesuai. Kompetensi adalah istilah yang merangkum kemampuan pelengkap enzim sel embrionik untuk mengadopsi rasio metabolit tertentu.
Kompetensi adalah properti sel yang merespons induksi. Sebuah sel dikatakan kompeten jika dapat menanggapi sinyal induktif dengan menjalani semua perubahan molekuler yang sesuai yang memungkinkannya mengikuti jalur perkembangan ‘terinduksi’. Dengan tidak adanya induksi, sel akhirnya menentukan jalur alternatif, dan ini bertepatan dengan hilangnya kompetensinya untuk merespons induksi.
