Peamine erinevus – tüvirakud vs diferentseerunud rakud
Mitmerakulised organismid arenevad erinevate arenguprotsesside kaudu. Arengu aluseks on diploidne (2n) sügoot, mis tekib viljastamise teel. Sügoot jätkab jagunemist ja diferentseerumist. Tüvirakud on diferentseerumata bioloogilised rakud, mis ei ole spetsialiseerunud ühelegi konkreetsele funktsioonile, kuid millel on võime diferentseeruda spetsiaalseteks rakkudeks, samas kui diferentseeritud rakud on seda tüüpi rakud, mis on läbinud ainulaadsed epigeneetilised modifikatsioonid ja millel on kehas erifunktsioonid. See on peamine erinevus tüvirakkude ja diferentseeritud rakkude vahel.
Mis on tüvirakud?
Tüvirakke võib määratleda kui diferentseerumata bioloogilisi rakke, mis ei ole spetsialiseerunud ühelegi konkreetsele funktsioonile. Tüvirakkudel on võime diferentseeruda spetsiaalseteks rakkudeks ja tekitada mitoosi kaudu ka rohkem tüvirakke. Tüvirakke leidub tavaliselt mitmerakulistes organismides. Neil on võime areneda mitmeteks rakutüüpideks nii varases elus kui ka keha kasvu ajal. Seetõttu võib see tüvirakkude jagunemise käigus muutuda teiseks spetsialiseerunud rakutüübiks või jääda tüvirakkudeks.
Tüvirakkudel on kaks ainulaadset omadust, mis aitavad 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. Ja teiseks on neil võime areneda kudedeks või elundispetsiifilisteks rakkudeks. Tüvirakud jagunevad eritingimustes sellistes elundites nagu süda jne.
Tüvirakkudel on mitu diferentseerumispotentsiaali. Neid võib liigitada totipotentseteks, pluripotentseteks ja multipotentseteks. Totipotentsed tüvirakud on võimelised diferentseeruma embrüonaalseteks rakutüüpideks. Selliseid rakke toodetakse munaraku ja sperma sulandumise teel. Seega saab toota elujõulisi organisme. Pluripotentsed tüvirakud toodetakse totipotentsetest rakkudest ja on võimelised diferentseeruma peaaegu igat tüüpi rakkudeks ning need pärinevad kolmest idukihist. Multipotentsed tüvirakud on võimelised diferentseeruma mitmeks sama perekonna rakkudeks.
Joonis 01: tüvirakud
Praegu kasutatakse uuringutes kahte tüüpi tüvirakke ja need on embrüonaalsed tüvirakud ja täiskasvanud tüvirakud/somaatilised tüvirakud. Embrüonaalsed tüvirakud on rakud, mis esinevad blastotsüstis ja embrüos 3–5 päeva pärast viljastamist. Need on pluripotentsed ja 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.
Mis on diferentseeritud rakud?
Diferentseeritud rakud on teatud tüüpi rakud, mis on läbinud ainulaadseid epigeneetilisi modifikatsioone sõltuv alt koest ja vastusena keskkonna- ja arengustiimulitele. Rakkude diferentseerumise aspektist on see protsess, mille käigus kõige vähem spetsialiseerunud rakud muudetakse spetsiifilisemate rakutüüpide olekusse. Rakkude diferentseerumist peetakse arengubioloogia peamiseks aspektiks. Rakkude diferentseerumise kaudu varustatakse keha erinevaid kudesid erinevat tüüpi rakkudega. Rakkude diferentseerumise käivitab mitmerakulise organismi arengu algus. Viljastamise teel sulandub emassuguraat isassugurakuga, mille tulemusel moodustub diploidses (2n) staadiumis sügoot.
Sügoot on rakkude diferentseerumise peamine allikas. Siin arenevad rakkude diferentseerumise teel välja kõige keerulisemad kehakuded. Erinev alt tüvirakkudest, mis on diferentseerumata, on diferentseerunud rakkudel kehas tõhusam funktsioon. Seos tüvirakkude ja diferentseerunud rakkude vahel seisneb selles, et diferentseeritud rakud tekivad tüvirakkude jagunemisel täielikult diferentseerunud tütarrakkudeks. See esineb peamiselt täiskasvanutel tavalise protsessina kudede parandamise protseduuride ja normaalse rakuvahetuse käigus.
Joonis 02: diagramm, mis näitab, kuidas embrüonaalsed tüvirakud eristuvad
Diferentseeritud rakud tekivad sellisel viisil, kus diferentseerumata rakkude suurus ja kuju on muutunud. Samuti põhjustab rakkude diferentseerumine muutusi metaboolses aktiivsuses ja reaktsioonis stiimulitele. Rakkude diferentseerumine ei põhjusta muutust DNA järjestuses. Kuid on oluline mainida, et rakkude diferentseerumisel on võime lülitada välja geenid, mis pole konkreetse koe jaoks vajalikud.
Millised on tüvirakkude ja diferentseeritud rakkude sarnasused?
- Mitmerakulise organismi arenguprotsessis esinevad nii tüvirakud kui ka diferentseerunud rakud.
- Tüvirakud eristatakse erinevateks spetsiaalseteks rakkudeks.
Mis vahe on tüvirakkudel ja diferentseerunud rakkudel?
Tüvirakud vs diferentseerunud rakud |
|
| Tüvirakke võib määratleda kui diferentseerumata bioloogilisi rakke, mis ei ole spetsialiseerunud ühelegi konkreetsele funktsioonile, kuid millel on võime eristuda spetsialiseeritud rakkudeks. | Diferentseeritud rakud on seda tüüpi rakud, mis on läbinud ainulaadseid epigeneetilisi modifikatsioone sõltuv alt koest ning vastusena keskkonna- ja arengustiimulitele. |
| Spetsiifiline funktsioon | |
| Tüvirakkudel pole kindlat funktsiooni. | Diferentseeritud lahtritel on kindel funktsioon. |
Kokkuvõte – tüvirakud vs diferentseerunud rakud
Viljastamise kaudu sulandub emassuguraat isassugurakuga, mille tulemusena moodustub diploidne sügoot (2n). Sügoot jaguneb mitmerakulise organismi arengufaasis pidev alt. Tüvirakke võib defineerida kui diferentseerumata bioloogilisi rakke, mis ei ole konkreetsele funktsioonile spetsialiseerunud. Kuid neil on võime diferentseeruda spetsiaalseteks rakkudeks või tekitada mitoosi kaudu rohkem tüvirakke. Praegu kasutatakse uuringutes kahte tüüpi tüvirakke ja neid nimetatakse embrüonaalseteks tüvirakkudeks ja täiskasvanute/somaatilisteks tüvirakkudeks. Diferentseeritud rakud on rakutüübid, mis on läbinud ainulaadseid epigeneetilisi modifikatsioone sõltuv alt koest ja vastuseks keskkonna- ja arengustiimulitele. Diferentseerunud rakkudel on olulisem funktsioon kui tüvirakkudel. See on erinevus tüvirakkude ja diferentseerunud rakkude vahel.
