Põhierinevus spetsialiseeritud rakkude ja tüvirakkude vahel on see, et spetsialiseerunud rakud on diferentseerunud rakud, millel on eriline funktsioon, samas kui tüvirakud on diferentseerumata bioloogilised rakud, mis ei ole spetsialiseerunud ühelegi konkreetsele funktsioonile, kuid millel on võime diferentseeruda spetsiaalsetesse lahtritesse.
Mitmerakulised kompleksorganismid arenevad viljastatud munarakust või sügootist, mis on üks diploidne rakk. Sügootil on võime rakke jagada ja toota. Seetõttu on tsügoot rakkude diferentseerumise peamine allikas. Sellel on tüvirakud, mis on diferentseerumata rakud. Tüvirakud võivad piiranguteta jaguneda. Diferentseerumata rakud muutuvad diferentseerumise tulemusena spetsialiseerunud või diferentseerunud rakkudeks. Tüvirakkudest tekivad spetsiaalsed rakud. Spetsialiseerunud rakkudel on koespetsiifiline struktuur ja konkreetne ülesanne.
Mis on spetsiaalsed rakud?
Rakuline diferentseerumine on protsess, mis muudab kõige vähem spetsialiseerunud rakud spetsiifilisemate rakutüüpide olekuks. Arengubioloogias on rakkude diferentseerumine üks peamisi aspekte. Diferentseerumise tulemusena on keha erinevates kudedes erinevat tüüpi spetsialiseerunud rakud. Spetsialiseerunud rakkudel on koespetsiifilised struktuurid; seega täidavad nad erifunktsioone. Näiteks punased verelibled on verekoe spetsialiseerunud rakud. Nad kannavad hapnikku teistesse keha kudedesse.
Joonis 01: Spetsiaalsed rakud
Erinev alt tüvirakkudest on spetsiaalsetel rakkudel kehas tõhusam funktsioon. Seos tüvirakkude ja spetsialiseeritud rakkude vahel seisneb selles, et spetsiaalseid rakke toodetakse tüvirakkude jagunemisel täielikult diferentseerunud tütarrakkudeks. Tüvirakkude eristamisel muudetakse nende suurust ja kuju. Veelgi enam, rakkude diferentseerumine põhjustab muutusi metaboolses aktiivsuses ja reaktsioonis stiimulitele. Rakkude diferentseerumine ei põhjusta aga muutust DNA järjestuses. Kuid on oluline mainida, et rakkude diferentseerumisel on võime välja lülitada teatud geenid, mis pole konkreetse koe jaoks vajalikud. Närvirakud, lihasrakud, epiteelirakud ja vererakud on mõned näited spetsialiseeritud rakkudest.
Mis on tüvirakud?
Tüvirakud on diferentseerumata bioloogilised rakud, mis ei ole spetsialiseerunud ühelegi konkreetsele funktsioonile. Nendel rakkudel on võime diferentseeruda spetsiaalseteks rakkudeks ja tekitada mitoosi kaudu rohkem tüvirakke. Tüvirakkudel on kaks ainulaadset omadust, mis aitavad neid teistest rakkudest eristada. Esiteks on need spetsialiseerimata rakud, mis on võimelised rakkude jagunemise teel uuenema ka pärast teatud passiivsusperioodi. Näiteks sellistes elundites nagu luuüdi toimub regulaarne tüvirakkude jagunemine kahjustatud kudede parandamiseks ja asendamiseks. Teiseks on neil võime areneda kudedeks või elundispetsiifilisteks rakkudeks.
Tüvirakkudel on mitu diferentseerumispotentsiaali. Neid võib liigitada totipotentseteks, pluripotentseteks ja multipotentseteks. Totipotentsed tüvirakud on võimelised diferentseeruma embrüonaalseteks rakutüüpideks. Pluripotentsed tüvirakud toodetakse totipotentsetest rakkudest ja on võimelised diferentseeruma peaaegu igat tüüpi rakkudeks ning need pärinevad kolmest idukihist. Multipotentsed tüvirakud on võimelised diferentseeruma paljudeks rakkudeks, mis kuuluvad samasse perekonda.
Joonis 02: tüvirakud
Praegu kasutatakse uuringutes kahte tüüpi tüvirakke ja need on embrüonaalsed tüvirakud ja täiskasvanud/somaatilised tüvirakud (koespetsiifilised tüvirakud). Embrüonaalsed tüvirakud on rakud, mis esinevad blastotsüstis ja embrüos 3–5 päeva pärast viljastamist. Nad on pluripotentsed; seetõttu arenevad kõik kolme idukihi derivaadid embrüonaalsete tüvirakkude kaudu. Täiskasvanud ehk somaatilised tüvirakud on tüvirakud, mis parandavad ja säilitavad kahjustatud kudesid. Enamik täiskasvanud tüvirakke on multipotentsed, samas kui pluripotentseid tüvirakke leidub harva. Luuüdi on näide täiskasvanud tüvirakkudest, mida kasutatakse mitmeks raviks.
Millised on erirakkude ja tüvirakkude sarnasused?
- Tüvirakkudel on võime eristuda spetsiaalseteks rakkudeks.
- Tüvirakud on kudedes ja elundites leiduvate spetsiaalsete rakkude alus.
- Tüvirakke ja spetsiaalseid rakke leidub mitmerakulistes komplekssetes organismides.
- Need on eukarüootsed rakud.
Mis vahe on erirakkudel ja tüvirakkudel?
Spetsialiseerunud rakud on diferentseeritud rakud ja neil on spetsiifilised funktsioonid, samas kui tüvirakud on diferentseerumata ja spetsialiseerimata rakud, mis võivad piiranguteta jaguneda. Nii et see on peamine erinevus spetsialiseeritud rakkude ja tüvirakkude vahel. Lisaks on spetsialiseeritud rakkudel koespetsiifiline struktuur ja need on määratud täitma spetsiifilisi funktsioone, samas kui tüvirakud ei täida spetsiifilisi funktsioone.
Lisaks ei ole tüvirakkudel kuju ja kindlat suurust, samas kui erirakkudel on konkreetne kuju ja suurus. Seega on see veel üks erinevus spetsialiseeritud rakkude ja tüvirakkude vahel.
Allpool olev infograafik esitab kõrvuti erirakkude ja tüvirakkude erinevused.
Kokkuvõte – erirakud vs tüvirakud
Tüvirakud on diferentseerumata rakud, millel on võime pikka aega jaguneda ja tekitada spetsiifilisi rakke. Tüvirakud on spetsiifilised rakud, millel ei ole konkreetset ülesannet. Vastupidiselt sellele on spetsiaalsetel rakkudel täita spetsiifilised funktsioonid. Need on diferentseeritud rakud. Neid nimetatakse koe tüübi järgi lihasrakkudeks, naharakkudeks ja närvideks jne. Seega võtab see kokku erinevuse spetsialiseeritud rakkude ja tüvirakkude vahel.
