Enbryonale stamcellen kunnen zich tot elk type weefsel ontwikkelen. Ze zijn nog totipotent. In de vroege ontwikkeling van het embryo moeten de cellen zich echter wel gaan differentiëren tot de weefsels waar de foetus of de baby uit is opgebouwd.

In deze les bekijken we wat de rol is van de regulatorgenen, de structuurgenen en het milieu van de cel bij cel differentiatie.

Technisch gesproken is het milieu van elke individuele cel uit het klompje van acht cellen niet gelijk. De ene cel ligt onder, de andere cel ligt boven. De volgende cel ligt aan de buitenkant van het klompje en een andere cel aan de binnenkant en is volledig omgeven door andere cellen. Deze minimale verschillen in ligging zorgen er echter wel voor dat er verschillen in milieuomstandigheden zijn rondom de individuele cellen. Het zijn deze milieu-invloeden die de regulatorgenen in deze cellen beïnvloeden. Afhankelijk van de prikkel vanuit het milieu worden er verschillende regulatorgenen geactiveerd.

Bij cel 1 wordt door een prikkel uit het milieu regulatorgen 1 geactiveerd en komt tot expressie. Dit regulatorgen gaat nu eiwitten produceren. Deze eiwitten hebben invloed op specifieke structuurgenen in de cel. Bij cel 1 komen de structuurgenen die verantwoordelijk zijn voor de productie van huid tot expressie. Cel 1 gaat zich ontwikkelen tot huidcel. Het regulatorgen activeert in cel 1 ook nog een gen dat vervolgens een signaalstof (eiwit) gaat produceren voor cel 2.

De signaalstof van cel 1 is milieu-invloed voor cel 2. Onder invloed van het signaalstofje van cel 1 worden in cel 2 de regulatorgenen geactiveerd en komen tot expressie met de productie van eiwitten. In cel 2 zetten de door het regulatorgen geproduceerde eiwit de structuurgenen voor de productie van spierweefel aan. Spierweefselgenen komen tot expressie en de cel gaat zich differentiëren tot spiercel. Het regulatorgen activeert in cel 2 ook nog een gen dat vervolgens een signaalstof (eiwit) gaat produceren voor cel 3. Het geproduceerde signaaleiwit wordt via exocytose uitgescheiden.

De signaalstof van cel 2 is milieu-invloed voor cel 3. Onder invloed van het signaalstofje van cel 2 worden in cel 3 de regulatorgenen geactiveerd en komen tot expressie met de productie van eiwitten. In cel 3 zetten de door het regulatorgen geproduceerde eiwit de structuurgenen voor de productie van darmweefsel aan. darmweefselgenen komen tot expressie en de cel gaat zich differentiëren tot darm. Het regulatorgen activeert in cel 3 ook nog een gen dat vervolgens een signaalstof (eiwit) gaat produceren voor cel 4. Het geproduceerde signaaleiwit wordt via exocytose uitgescheiden. De signaalstof van cel 3 is milieu-invloed voor cel 4.