Стволовые клетки – это недифференцированные клетки организма, основной особенностью которых является способность к делению с дальнейшим образованием дифференцированных дочерних клеток, которые входят в состав тканей и органов. Таким образом, стволовые клетки являются предшественницами всех клеток и всех тканей организма.
Растительные стволовые клетки локализованы в меристематических тканях. Различают апикальные, интеркалярные, латеральные, раневые меристемы побега и корня. Результатом деятельности растительных стволовых клеток является рост и формирование органов.
Механизм деятельности растительных и животных стволовых клеток имеет схожие черты. Прежде всего, это сходство принципиального механизма деления, т. е. каждая стволовая клетка делится на две, одна из них в дальнейшем вступает на путь дифференциации (базальная клетка у растений), а другая остается унипотентной стволовой (апикальная клетка у растений). Из растительных стволовых клеток в определенных условиях может развиться любая клетка организма (явление тотипотентности). Теоретически стволовая клетка способна делиться бесчисленное количество раз, но в действительности это ненужно и даже вредно для организма, поэтому деление стволовых клеток нуждается в регуляции. Специальные системы регуляции имеются как у животных, так и растительных стволовых клеток.
Но между механизмами деятельности растительных и животных стволовых клеток существуют серьезные отличия:
<![if !supportLists]> 1. <![endif]> Различен механизм регуляции числа стволовых клеток. У растений в регуляции участвуют фитогормоны, электропотенциалы, свет, генетические факторы, некоторые ионы (например, Са2+). У животных – генетические факторы и гормоны. Одним из механизмов поддержания равновесия численности растительных стволовых клеток является действие стимулирующих рост гормонов ауксина и цитокинина. На стволовую клетку, находящуюся в интерфазе, действует фитогормон цитокинин, стимулирующий переход стволовой клетки из интерфазы в S-фазу, а при дальнейшем действии гормона в G2-фазу. В G2-фазе растительная стволовая клетка готова к делению. Действие фитогормона ауксина стимулирует клетку к делению, в результате которого образуется апикальная и базальная клетки. При действии ауксина базальная клетка также растет растяжением.
<![if !supportLists]> 2. <![endif]> Образовавшаяся после деления стволовой клетки базальная клетка у растений сохраняет способность к делению. У животных если в зрелом состоянии клетка делиться не может (нейрон), то она не делится с момента начала дифференцировки. При этом в дифференцирующих клетках начинают экспрессироваться гены, отвечающие за свойства конкретной ткани (какой именно определяется внешними факторами).
<![if !supportLists]> 3. <![endif]> У животных маловероятна дедифференцировка клеток. У растений возможно образование стволовых клеток из специализированных (это происходит при формировании каллуса при регенерации).
<![if !supportLists]> 4. <![endif]> Стволовые клетки растений действуют в течение всей жизни особи, обеспечивая неограниченный рост, и при этом полностью сохраняют тотипотентность, а у животных стволовые клетки почти все унипотентны. Например, стволовые клетки костного мозга дифференцируются только в клетки крови.
Сейчас при помощи растительных стволовых клеток решаются задачи.
<![if !supportLists]> 1. <![endif]> Многие механизмы действия растительных и животных стволовых клеток сходны, поэтому знания о растительных стволовых клетках можно применить на животных.
<![if !supportLists]> 2. <![endif]> Уже сейчас практикуется выращивание целого растения из его стволовых клеток.
<![if !supportLists]> 3. <![endif]> Получение культуры стволовых клеток для разных целей.