Stamceller og differentiering

Biologi B · STX · B-niveau · Cellebiologi

🧬 Stamceller og differentiering

Stamceller = uspecialiserede celler med 2 nøgle-egenskaber:

1.

Selv-fornyelse — kan dele sig + producere nye stamceller.

2.

Differentiering — kan blive til specialiserede celletyper.

3 hovedkategorier baseret på POTENS (hvor mange celletyper de kan blive): (1)

Totipotente — kan blive til ALT (inkl. placenta). Kun zygoten + de første få celler i embryoet (op til 4-cellestadiet). (2)

Pluripotente — kan blive til ALLE 3 KIM-LAG (ektoderm, mesoderm, endoderm) — alle ~220 celletyper i kroppen, men IKKE placenta. Embryonale stamceller (ESC) fra blastocyst (5-7 dage gammelt embryo). iPSC (induced pluripotent stem cells) — voksencelle programmeret tilbage til pluripotent stadie (Yamanaka 2006, Nobelpris 2012). (3)

Multipotente — kan blive til flere relaterede celletyper.

Voksne (adulte) stamceller:

• (a) Hematopoietiske stamceller (HSC) i knoglemarv → alle blod-celler.
• (b) Mesenkymale stamceller (MSC) → knogle, brusk, fedt, muskel.
• (c) Neurale stamceller → hjerne-celler (begrænset hos voksne).
• (d) Tarm-stamceller → fornyer tarmens slimhinde hver 4-5 dage.
• (e) Hud-stamceller → fornyer epidermis. (4)

Unipotente — kan kun blive til 1 type. Kun fornyer specifikt væv (fx muskel-stamceller → muskelfibre). Differentiering = process hvor en celle bliver specialiseret.

Mekanismer:

• (a) Genekspression — forskellige gener tændes/slukkes. ALLE celler har SAMME DNA, men forskellige gener er aktive.
• (b) Epigenetiske ændringer — DNA-metylering og histon-modifikation slukker eller tænder gener uden at ændre selve DNA-sekvensen, og er hovedårsagen til, at celler med samme genom kan blive til vidt forskellige celletyper.

Læringsmål

• Skelne eukaryot og prokaryot celle
• Beskrive cellemembranen og transport (osmose, diffusion, aktiv transport)
• Identificere organeller (mitokondrier, kloroplast, ER, Golgi)
• Forklare cellecyklus og mitose
• Beskrive cellulær respiration og fotosyntese kvalitativt

Sådan kan du arbejde med emnet

• Forklar, hvad en stamcelle er, og hvad det betyder, at den kan differentiere
• Beskriv forskellen mellem embryonale stamceller og voksne stamceller
• Diskutér mulige anvendelser og etiske spørgsmål forbundet med brug af stamceller i medicin

Eksperiment-forslag

• Lav et diagram over de 4 potens-niveauer (totipotent, pluripotent, multipotent, unipotent) med et eksempel på en celletype for hvert niveau.
• Diskutér forskellen på embryonale stamceller (ESC) og iPSC — hvorfor er iPSC (Yamanaka 2006) etisk mindre kontroversielle?
• Forklar med et eksempel, hvordan epigenetisk regulering gør, at en hudcelle og en nervecelle kan have identisk DNA, men vidt forskellig funktion.

Brobygning

Stamcelleforskning og cellebiologi danner grundlaget for det videre arbejde med Biologi på A-niveau, hvor emnerne i 'Biologi A' bygger videre på cellebiologi, genetik og fysiologi på et mere avanceret niveau.