Почему при одинаковых генах клетки одного
организма отличаются порой друг от друга
больше, чем клетки разных видов, — по цвету,
форме, размерам и еще десяткам других
признаков? Жизненное назначение разных клеток
тоже разное: одни разносят кислород по крови,
другие производят в печени желчь, а третьи
выстилают поверхность тела и защищают
организм от внешних воздействий. А между тем
все эти клетки произошли от одной-единственной, положившей начало всему организму.
Процесс, в результате которого потомки одной
клетки становятся отличными друг от друга,
называется дифференцировкой (от латинского
слова differentia — разность, различие).
Благодаря ей вместо скопления одинаковых
клеток возникает сложный организм с системой
специализированных тканей и органов.
Как правило, дифференцировка наступает
после того, как клетка перестает делиться. Но
это не значит, что делящаяся,
недифференцированная клетка еще не «знает», кем она
станет. Наглядно это видно в опытах на клетках,
растущих в культуре ткани (см. Культура
клеток и тканей). Например, мышечные клетки в
таких условиях быстро сливаются, образуя
подобие мышц. Однако можно задержать эту
дифференцировку, заставив клетки
размножаться. Подобные опыты ставили с
хрящевыми и костными клетками.
Клетки, вставшие на путь дифференциров-
ки, но внешне не проявившие еще своей
специализации, называются
детерминированными (от латинского слова determinans —
определяющий).
Хотя специализированные органы и ткани
появляются уже в эмбриональном развитии
организма, процесс дифференцировки может
продолжаться в течение всей его жизни. Так
происходит, например, с клетками крови —
эритроцитами и лейкоцитами. Новые
дифференцированные клетки появляются в крови все
время. Происходят они от постоянно
присутствующих в организме недифференцированных
стволовых клеток. После деления некоторые
из их потомков дифференцируются, а другие —
так и остаются стволовыми клетками.
Как происходит дифференцировка?
Точного ответа на этот вопрос пока нет. Тем не
менее мы знаем, что в различно
дифференцированных клетках работают разные наборы
генов, а поэтому синтезируются различные
белки. Так, например, при образовании
эритроцитов в клетках включаются гены,
обеспечивающие синтез гемоглобина, в клетках
поджелудочной железы эти гены не работают, но зато
активны гены пищеварительных ферментов и
т. д. Однако механизмы включения и
выключения генов до конца пока неизвестны.
Когда нормальная клетка превращается в
раковую, она обычно утрачивает свою
специализацию и вновь начинает р-азмножаться. Не
исключено, что при этом нарушается
регуляция деления стволовых клеток: все их
потомки продолжают вместо дифференцировки
делиться как стволовые. В этом случае важно
иметь средство, заставляющее клетки
дифференцироваться. Проблема клеточной
дифференцировки ждет своего решения.
