התמיינות תאים

התמיינות תאים היא התהליך שבו תא באורגניזם רב‑תאי מקבל תפקיד מוגדר ורוכש תכונות לשם כך. צורת התא (מורפולוגיה) יכולה להשתנות, אבל החומר הגנטי בדרך כלל נשאר זהה. אצל האדם כל התאים מקורם בזיגוטה (ביצית מופרה). הזיגוטה מתחלקת למספר רב של תאים עד לבלסטולה. בשלב הגסטרולה מתחילה חלוקה לשכבות שונות, שמהן יתפתחו המערכות בגוף.

במהלך התמיינות מתרחשים שינויים בגודל התא, בצורתו, בקוטבוּת שלו (אופן הסידור הפנימי), בפעילות המטבולית שלו, בתגובתו לאותות חיצוניים ובביטוי גנים. ביטוי גנים פירושו אילו גנים פעילים ומייצרים חלבונים. יש גם תאים שיכולים להתמיין לסוגים אחרים במהלך חיי הבוגר: בתר בעלי‑חיים קוראים להם תאי גזע, ובצמחים קוראים למקומות האלה מריסטמה (רקמה שיכולה ליצור איברים חדשים). בצמחים יש מריסטמות שורש ונצר, ולעתים צומחות מריסטמות נוספות עם הזמן.

גוף היונקים מורכב בעיקר משלוש קטגוריות של תאים: תאי נבט (תאים שיוצרים ביציות וזרע), תאים סומטיים (רוב תאי הגוף כמו עור ושריר), ותאי גזע (יכולים להתחלק בלי גבול וליצור תאים מתמחים). רוב התאים בדיפלואידים, יש להם שני עותקים מכל כרומוזום. יש יוצאים מן הכלל, כמו תאי דם אדומים בבוגרים, שאין להם גרעין.

דה‑דיפרנציאציה היא חזרה חלקית או מלאה של תא לשלב התפתחותי קודם. התופעה נפוצה אצל כמה בעלי‑חיים פשוטים, כמו תולעים ודו‑חיים, וגם בצמחים. בתרביות תאים מעבדה תאים יכולים לאבד תכונות שהם החזיקו ולשנות צורה. יש וויכוח מדעי אם תהליך זה קשור לסיכון לסרטן או לירידה בתגובת מערכת החיסון.

למרות שהתאים המתמחים מכילים את כל הגנים של האורגניזם, זה מנגנון בקרת הביטוי של הגנים שקובע את זהות התא. התמיינות מתארת החלפה של רשתות הבקרה האלה. רבות מהפעולות מתווכות על‑ידי איתות תאי: מולקולות שנקראות גורמי גדילה נשלחות מתא אחד לתא אחר. ליגנד (מולקולה שמשדרת) נקשר לקולטן על פני התא. הקולטן משתנה ואז מפעיל תגובות אנזימטיות ופוספורילציה (הוספת קבוצת זרחן) שיכולות להדליק גורמי שעתוק או להשפיע על שלד התא. בסופו של דבר הקישור והמסלולים האיתותיים משנים איזהים גנים מבוטאים וכך תורמים להתמיינות. תאים ורקמות יכולים גם לשנות את הרגישות שלהן לאותות חיצוניים.

התמיינות תאים היא כשהתא הופך לסוג תא מסוים. זיגוטה היא ביצית שהופרחה. הזיגוטה מתחלקת לתאים, ואז נוצרת בלסטולה. אחר כך בשלב הגסטרולה נוצרות שכבות שיפתחו לאיברים.

תא משתנה בצורה ובגודל. הוא גם משנה מה הוא עושה ומתי. כל התאים יש להם את אותו מידע גנטי. אבל חלק מהגנים דולקים וחלק כבויים. זה מה שמקנה לתא את התפקיד שלו.

יש שלושה סוגי תאים חשובים: תאי נבט (עושים ביציות וזרעים), תאים סומטיים (תאים של הגוף), ותאי גזע (יכולים ליצור תאים חדשים). תאי דם אדומים בבוגרים אינם מכילים גרעין.

במקרים מסוימים תא יכול לחזור למצב צעיר יותר. זה קורה אצל תולעים, דו‑חיים ולעתים בצמחים. גם במעבדה תאים יכולים לאבד תכונות שלהם.

אותות חשובים מספרים לתא מה להיות. יש מולקולות שנקראות גורמי גדילה. הן נקשרות לקולטן על התא. הקולטן שולח אות פנימה וגורם לשינויים. כך התא מחליט אילו גנים יפעלו ומה הוא יעשה.