Verschil tussen totipotent en pluripotent
Share
Belangrijkste verschil - Totipotent versus pluripotent
Totipotent en pluripotent zijn twee soorten potenties die worden weergegeven door stamcellen in het lichaam. Beide totipotente en pluripotente stamcellen worden gevonden in de vroege stadia van ontwikkeling. Totipotente stamcellen zijn te vinden in zowel spore als zygote. Ze zijn de eerste fase van differentiatie. Totipotente stamcellen zorgen voor pluripotente stamcellen in het embryo. Aangezien embryonale stamcellen vaak worden gebruikt voor onderzoek, kunnen ze worden gebruikt om organen te regenereren in vitro. De grootste verschil tussen totipotent en pluripotent is dat totipotente stamcellen kunnen differentiëren in alle soorten lichaamscellen terwijl pluripotente stamcellen zijn in staat om te differentiëren in een van de drie kiemlagen van het embryo.
Dit artikel kijkt naar,
1. Wat is Totipotent
- Definitie, differentiatie, gebruik, voorbeelden
2. Wat is pluripotent
- Definitie, differentiatie, gebruik, voorbeelden
3. Wat is het verschil tussen Totipotent en Pluripotent
Wat is Totipotent
Een stamcel die in staat is om elk soort gedifferentieerde cellen in een bepaald organisme te veroorzaken, wordt als totipotent beschouwd. Dat betekent dat deze cellen het grootste differentiatiepotentieel bevatten. Zygote en spore zijn twee voorbeelden van totipotente cellen. Maar sommige gedifferentieerde cellen zijn ook in staat terug te keren naar de totipotentie-toestand.
Bij de mens wordt de zygoot gevormd na de bevruchting van de eicel door het sperma. Zygote wordt gedeeld door mitose en genereert identieke cellen die later totipotent worden. Zygote vormt de morula, die verder wordt verdeeld om de blastocyte te vormen. Na de implantatie van blastocyten in het endometrium begint het differentiatieproces. Deze fase wordt het embryonale stadium genoemd en het heeft twee celmassa's gescheiden, genaamd buitentrofoblast en binnenste celmassa. Vandaar dat de trofoblast en de binnenste celmassa zijn gedifferentieerd van de totipotente cellen in de morula. Vervolgens wordt de inwendige celmassa pluripotent door te differentiëren in drie kiemlagen: endoderm, mesoderm of ectoderm. Deze drie kiemlagen geven aanleiding tot verschillende soorten gespecialiseerde cellen in het lichaam door multipotent te worden. Daarom zijn de totipotente stamcellen bij mensen in staat om te differentiëren in elk type van een lichaamscel; er zijn meer dan 200 verschillende soorten cellen van het menselijk lichaam.
Figuur 1: Differentiatie van totipotente embryonale stamcellen
Wat is pluripotent
Een stamcel die in staat is om te differentiëren in een van de drie kiemlagen, wordt als pluripotent beschouwd. De drie kiemlagen zijn endoderm, ectoderm en mesoderm. Elk van deze drie kiemlagen wordt vervolgens gedifferentieerd in verschillende organen en weefsels door multipotent te worden. Multipotente cellen kunnen differentiëren in verschillende soorten cellen die functioneel gerelateerd zijn aan elkaar. Endoderm geeft aanleiding tot de inwendige maagwand, het maag-darmkanaal en de longen. Ectoderm geeft aanleiding tot epidermale weefsels en het zenuwstelsel. Mesoderm geeft aanleiding tot botten, spieren en bloed. Sommige cellen zoals embryonale cellen en geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS) zijn echter volledig pluripotent. De iPS zijn geherprogrammeerd van volwassen stamcellen door de cel genetisch te modificeren om zich als embryonale stamcellen te gedragen. Ze kunnen worden gebruikt om organen te regenereren in vitro. Sommige zijn gedeeltelijk pluripotent, hoewel ze in staat zijn om drie kiemlagen te vormen. Regeneratie van orgels met behulp van iPS wordt getoond in Figuur 2.
Figuur 2: Regeneratie van orgels van iPS
Verschil tussen totipotent en pluripotent
Definitie
totipotente: Stamcellen die differentiëren tot alle soorten lichaamscellen zijn totipotent.
pluripotent: Stamcellen die in staat zijn om te differentiëren in een van de drie kiemlagen zijn pluripotent.
Differentiatie
totipotente: Totipotente stamcellen kunnen differentiëren in meer dan 200 functioneel verschillende soorten lichaamscellen bij mensen.
pluripotent: Pluripotente stamcellen worden gedifferentieerd in drie kiemlagen in het embryo.
Potentieel van differentiatie
totipotente: Het potentieel van differentiatie is optimaal in totipotente stamcellen.
pluripotent: Het potentieel van differentiatie van pluripotente stamcellen is laag in vergelijking met totipotente stamcellen.
Voorbeelden
totipotente: De zygote en sporen zijn totipotent.
pluripotent: Embryonale stamcellen en iPS zijn pluripotent.
Volgorde
totipotente: Totipotente stamcellen zijn vroeg afgeleid.
pluripotent: De ontwikkeling van totipotente stamcellen wordt gevolgd door de ontwikkeling van pluripotente stamcellen.
Gebruikt in onderzoek
totipotente: Totipotente stamcellen zijn minder haalbaar in vergelijking met embryonale stamcellen. Daarom worden ze minder gebruikt in onderzoek.
pluripotent: Pluripotente stamcellen zoals embryonale cellen zijn gemakkelijk te verkrijgen. Vandaar dat hun gebruik in onderzoek hoog is. De iPS zijn een soort stamcellen bij volwassenen, die genetisch zijn geherprogrammeerd om embryonale stamcellen te worden.
Conclusie
Beide totipotente en pluripotente stamcellen worden gevonden in de vroege ontwikkelingsstadia van het lichaam. Na de bevruchting van de eicel door een sperma, wordt de zygoot gedeeld door mitose, waardoor een celmassa ontstaat, die bekend staat als de morula met identieke kopieën van cellen. Morula wordt als totipotent beschouwd en bevat het vermogen om te differentiëren in alle functionele typen lichaamscellen. De totipotente cellen van de morula worden gedifferentieerd in het embryo, dat blastomere bevat. Embryonale stamcellen, die het vermogen hebben om te differentiëren in drie kiemlagen bij de mens, worden als pluripotent beschouwd. De drie kiembladen, het endoderm, het ectoderm en het meseoderm zijn verantwoordelijk voor de differentiatie van alle organen en weefsels in het lichaam. Daarom worden cellen in de drie kiemlagen beschouwd als multipotent, waarbij elk aanleiding geeft tot functioneel gerelateerde soorten lichaamscellen. Het belangrijkste verschil tussen totipotent en pluripotent is echter het potentieel van differentiatie om cellen in het lichaam te produceren.
Referentie:
1. Condic, Maureen L. "Totipotentie: wat het is en wat het niet is." Stamcellen en ontwikkeling. Mary Ann Liebert, Inc., 15 april 2014. Web. 29 maart 2017.
2. Bhartiya, Deepa, Punam Nagvenkar en Kalpana Sriraman AndAmbreen Shaikh. "Een overzicht van pluripotente stamcellen." Een overzicht van pluripotente stamcellen InTechOpen. InTech, 28 augustus 2013. Web. 29 maart 2017.
Afbeelding met dank aan:
1. "422 Feature Stem Cell new" Door OpenStax College - Anatomy & Physiology, Connexions-website. (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Ips cells" door GcG (wpja user) (Public Domain) via Commons Wikimedia
