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Lexikon der Biologie: Zelldifferenzierung

Zelldifferenzierung w, Grundlage der Morphogenese vielzelliger Organismen (Metazoa, Metaphyta, Vielzelligkeit). Dabei entstehen aus einer Keimzelle oder einer zunächst gleichartigen Population von Mutterzellen Linien (Zellinie) von Tochterzellen, die sich funktionell und zumeist auch strukturell unterscheiden. Damit geht die Aktivierung (bzw. Abschaltung; Genaktivierung) unterschiedlicher Gene einher (differentielle Genexpression, Genexpression). Die ursprünglichste Zelldifferenzierung (sowohl stammesgeschichtlich, wie innerhalb der Individual-Entwicklung) ist die Trennung in Keimbahn und Soma (Volvocaceae). Dies gilt selbst für die durch hohe Flexibilität gekennzeichnete Entwicklung der Pflanzen: hier wird durch die erste zygotische Teilung der eigentliche Embryovorläufer (die Entsprechung der Keimbahn) von der ersten Suspensorzelle (Embryoträger) getrennt, die sich differenziert und nach Erfüllung ihrer Funktion abstirbt („Soma“). Auslöser der Zelldifferenzierung sind Gradienten (morphogenetischer Gradient), die aus der Umwelt (z.B. Licht bei den Fucales), aus der Zellkommunikation mit den benachbarten Zellen (z.B. Polarität bei Süßwasserpolypen), vom mütterlichen Organismus (z.B. Polarität im Ei von Drosophila melanogaster) oder aber aus der Polarität der Zelle selbst stammen (z.B. erste zygotische Teilung bei den Höheren Pflanzen). In vielen Fällen geht der Zelldifferenzierung eine entscheidende formative Teilung voraus, die Tochterzellen mit unterschiedlichem Entwicklungsschicksal voneinander trennt. In anderen Fällen findet die Determination nach der Teilung statt. Dies ist z.B. für die frühe Embryonalentwicklung der Amphibien typisch. Differenzierung, Embryonalentwicklung (Abb.), Furchung, Gastrulation, Induktion, Musterbildung, Stammzellen, Zellschicksal.

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