Mecanisme de reglementare a embriogenezei - studopediya

Reglementarea embriogenezei are loc la toate nivelurile de organizare biologică a organismului: nadkletochnom, celulare și moleculare genetice.

Nivelul Nadkletochny. De o mare importanță în gestionarea cursului de embriogenezei dat centre de organizare (organizatori). Pentru prima dată, rolul lor a fost stabilită în 1924 de către savantul german H. Spemann.

El a efectuat experimentele pe embrioni de Triton. In embrion triton normale din ectoderm în partea dorsală a tubului neural se formează. Cu toate acestea, în cazul în care în etapa gastrula timpurie elimina blastopore buzei superioare, tubul neural nu este format. Dacă buza superioară blastopore transplantat sub ectoderm ventral, tubul neural se formează pe partea ventrală. Dacă adăugați un alt buza fat, cei doi vor forma tubul neural.

Din experimentele efectuate pe care buza superioară blastopore direcționează ectoderm de dezvoltare care formează calea tubului neural. Porțiune a blastopore buza superioara Spemann numit centru de organizare, sau o bobină de inducție, iar fenomenul a fost numit - inducerea embrionare. Tissue răspunde la acțiunea inductorului - țesut competent. În exemplele următoare au fost stabilite numeroase interferențe primordia în timpul embriogenezei. Mai mult decât atât, divizarea germenilor pe inductoare și țesut competent este relativă. Astfel, în ochii creșterea celulelor creierului file cu bule determină dezvoltarea germenilor ectoderm a cristalinului, și germenul a cristalinului - dezvoltarea rudiment corneei.

Pe baza învățăturilor Spemann, cursul embriogenezei poate fi reprezentat ca un lanț format din perechile:

inductor țesut competent (inductor) țesut competent, etc.

nivel celular. În embriogenezei, există cinci tipuri de răspunsuri celulare:

2. deplasament celulară.

3. Moartea celulelor.

4. sortarea selectivă.

Proliferarea - proliferarea celulară mitozei. Aceasta are loc în timpul formării oricărui organ.

mișcarea celulară - migrarea celulelor individuale ale organismului in curs de dezvoltare. De exemplu, mutarea celulele ganglionare nervoase ale plăcii pentru a plasa un receptor de marcaj simțurile sistem.

Moartea celulelor - un proces programat în etapa finală a corpului de formare. De exemplu, moartea celulelor din spațiile interdigitale ale mâinilor omenești. Dacă nu, atunci copilul se va naște cu degetele fuzionate (sindactilie).

sortarea selectiva - alocarea unui amestec de celule similare și formarea de solid de contact între ele.

diferențierea celulară - procesul de formare de tipuri de celule specializate. pot fi identificate trei etape pe calea de diferențiere celulară:

1) totipotența (ravnonasledstvennost) - dezvoltarea de celule fel nu au fost încă determinate. Aceasta este etapa a zigotului și începutul fragmentării sale (2-8 blastomere). La celulele gidromeduzy blastomeres totipotent la pasul 32;

2) transdetermination - redefinirea calea intenționată de diferențiere. celula totipotența pierde, dar este capabil de a schimba direcția căii destinate dezvoltării (experimente Spemann);

3) Determinarea - celula are o cale bine definită a dezvoltării sale.

Astfel, în cursul embriogenezei numărul de posibile căi ale fiecărei celule este redusă în cele din urmă la unul.

nivel genetic molecular. Etapele timpurii ale embriogenezei (sfărâmare) sunt substanțe (ARN, proteine), ou acumulate în timpul oogenesis controlate. Ele se găsesc în citoplasmă. Dovadă sunt experiențele savantul britanic D. Gerdon a petrecut în 1962-1972 gg. El a luat oul broasca este scos din miez și a pus-o la un nucleu de celule epiteliale intestinale de specialitate. Ulterior, celulele au fost dezvoltate de la o astfel de broască normală. Această experiență a fost dovedit la:

1) Toate celulele specializate au un set complet de gene;

2) stadiile timpurii ale embriogenezei care nu sunt controlate nucleu și citoplasmă.

Pentru a explica mecanismele de reglementare a embriogenezei la nivel genetic molecular, ipoteza activității genei diferențiale a fost propusă: în timpul embriogenezei observat o succesiune de activitate genei, adică, gene functioneaza alternativ. Pornirea și oprirea produselor genetice se datorează activității genelor în sine, adică prin auto-reglementare.

Exprimarea genelor individuale este reglementata la proteinele non-histonice nivel transcripțional și hormoni. Distinge hormoni peptida (insulina) si steroizi (androgeni și estrogeni). Moleculele de hormoni peptidici de mari dimensiuni nu pot penetra în celulă și, prin urmare, efectul lor prin proteine ​​receptor, care sunt localizate în membranele celulelor țintă. hormonii steroidieni penetrează membrana si sunt asociate cu proteine ​​receptor, formând un complex: + proteină receptor al hormonului. Apoi, acest complex se leagă de proteinele non-histone, care sunt conectate cu regiunile promotor ale genelor specifice. Astfel, promotorul eliberat pentru acțiunea ARN polimerazei și începe procesul de transcriere.

Dovedirea validitatea ipotezelor activitatii genei diferentiale:

1) în timpul embriogenezei (ontogenie) există o schimbare de localizare cromozomi Puff politeni in Diptera. Puff - regiunea de sinteză intensă a ARNm;

2) în ontogeneza umană este o modificare a mai multor tipuri de hemoglobina: