Activitatea genei Differential în ontogenie 1

Genetica a constatat ca toate celulele somatice ale organismului transporta același set de gene, dar un organism multicelular celule sunt foarte diverse. Chiar și în aceeași rată de sinteză celulară și compoziția fracțiunii de proteină poate varia. Care reglementează activitatea genelor?

1961. Jacob și Monod investigat enzimele de sinteză în E. coli (aproximativ 800 sintetizeaza enzime, constante, dar numai constructive, inductibile numai sintetizate în prezența inductorilor specifici). E. coli au fost crescute pe mediu de glucoza, apoi transplantate la lactoza, întârzierea creșterii culturii a apărut recuperată în curând rata de creștere. Am constatat că pentru asimilarea enzimei lactoză necesită 2 # 946; -galaktozadaza (lactoză → galactoză + glukoza) și laktozopermiaza (permite sa absoarba lactoza din mediul rapid). Acesta este un exemplu de inducție enzimatică. Altă experiență: printre o mulțime de triptofan, în timp ce în E. coli au inhibat sinteza triptofansintetazy (un exemplu de represiune). Pentru a explica Zhakov și Monod a propus o ipoteză de „privind“ și gene „off“

reglementarea genetică de dezvoltare

animale multicelulare și plante umplute ciclul lor de viață, cu o singură celulă, urmată de mitoză, și toate celulele contin acelasi material genetic, dar au o anumită structură care să le permită să efectueze o serie de funcții specifice mai eficient. Procesul include dezvoltarea creșterii organismului și diferențierea. Motivele pentru această diversitate de celule nu este clar, dar este evident legat de inducerea și reprimarea genelor. Diferențierea asociate cu diferite reacționează 3-eh factori: nucleul și mediul citoplasmei.

Nucleul - magazia de informații genetice, aceasta este sursa principală de dezvoltare.

Rolul citoplasmă a fost studiată la embrioni. Unele organisme citoplasma de ou este deja un non-uniform și a diferitelor sale sunt în curs de dezvoltare diferite părți ale embrionului.

Spemann și Mangold au prezentat ipoteza de inducție embrionare în fașă, există grupuri de celule, care acționează asupra celorlalți organizatori. organizator primar determină o dezvoltare ulterioară (embrion axa definește, determină apariția organizatorilor secundare și terțiare), prin care toate organele și sistemele sunt diferențiate la normal pentru câmpul de jos. Acesta este doar unul dintre mecanismele (în ouă mozaic - alte mecanisme).

Diferențierea - apariția unor diferențe între celule, țesuturi, organe. Până la 7 zile zigot totipotent, și anume Aveți posibilitatea să crească un organism întreg sau un corp de oricare dintre celulele sale. După 7 zile totipotența se pierde din cauza diferențierii. Toate celulele structurale în mod convențional împărțite în 3 tipuri:

1) gene „acasă“ fermă - să lucreze în toate celulele corpului;

2) gene lucreaza in tesuturi specializate;

3) genele funcționează bine funcția îngustă-1. Cele mai multe dintre genele de organisme multicelulare funcționează numai în anumite etape ale ontogenezei, sau în anumite țesuturi.

Exemple convulsie gene:

1) inactivarea cromozomii „x“ la femei. În primul rând, în primele etape ale embriogenezei de 2 „x“ cromozomi, la întâmplare, pentru a alege una, mitelirovaniem atunci este inactivat - său starea inactivă este stabilizat, de exemplu, este păstrată pe toată durata de viață a organismului. Orice corp de sex feminin mozaic, adică, Patern 50%, 50% mamă "x" cromozomi. Activitatea inegala a patern si genele materne numite. inirintingom genomică.

2) zigot eucariotă înainte de etapa blastula târziu se dezvoltă datorită informațiilor în informosomah soderzhascheosya. Genele nuclee incep sa lucreze cu stadiul gastrula.

3) Activitatea de cromozomi gigant in glandele salivare ale larvelor de insecte. Acestea sunt genele activ.

4) o schimbare în starea de hemoglobinei la oameni și la animale cu vârsta.

Ooplazmaticheskaya ou segregare

Ooplazmaticheskaya redistribuirea segregarea moleculelor active biologic (determinanți locali) în citoplasmă oului, ca urmare a activării sale.

În mișcările complexe ale citoplasmei apar în timp ce se deplasează în pronuclei de sex masculin în ou. Ca urmare, devine mai eterogen. Aceste procese se numesc segregare ooplazmaticheskoi (separare). Ele sunt vizibile în acele cazuri, când diferite zone ale citoplasmei conțin granule colorate (gălbenușul, pigment de culoare închisă, și altele.). Un bine studiat în acest sens ascidii (animale marine sesile) și amfibienii muta citoplasmă duce la faptul că oul dobândește simetrie bilaterală.

Squirts ovocite de mare pot fi detectate și alte zone care diferă în compoziție și culoare incluziuni. Observațiile au arătat că aceste zone se încadrează în citoplasmă celulelor germinale strict definite care formeaza tesut bine definite

Mecanisme de mișcări citoplasmatice nu au fost studiate în detaliu. Este evident că rolul principal în aceste mișcări joacă citoscheletului. În special, un rol important poate să aparțină centrioles spermei și microtubuli care se extind de la ea. Utilizarea substanțelor colchicină care încalcă asamblare microtubulilor, ooplazmaticheskuyu segregarea poate fi suprimată.

Se poate presupune că diferitele părți ale citoplasmei ou care conțin diferite substanțe (adică, „calificative“ ele sunt numite determinanților locali.) Care definesc soarta celulelor.

Natura chimică a determinanților locale, în multe cazuri, nu a fost studiat, ca să le aloce în formă pură nu este posibilă. Cu toate acestea, mecanismele lor de acțiune au fost intens studiate prin metode moderne

Este cunoscut chtolokus T joacă un rol fundamental în stadii incipiente de dezvoltare. Deci, el ia parte la formarea de ectoderm de embrion de șoarece, precum și într-o serie de mecanisme morfogenetice în etapele ulterioare de dezvoltare a unui organism. Deși locul geometric al mutației T oferă, de obicei, alele recesive, cunoscute cinci mutații dominante. Rezultatul uneia dintre ele este dominant Brachiury alela.

Mai recent, o noua gena numita GRP54 a fost identificată de cercetători din Statele Unite ale Americii. Acești cercetători susțin că această genă nu este de a lua doar o parte, și are loc în conducerea procesului de pubertate, ambele fete și băieți. Mai mult decât atât, este responsabil nu numai pentru procesul în sine, ci și pentru dezvoltarea sexuală. Odată ce gena este activat, se declanseaza un fel de explozie hormonale în corpul uman. În cazul în care în cazul în care gena pentru orice motiv, va începe să evolueze, aceasta va duce la întreruperea procesului.

Cu toate acestea, după cum sa dovedit, îmbătrânirea celulelor nu depinde numai de scurtarea telomerelor. oamenii de știință chinezi condus de profesorul Academiei Medicale de la Universitatea Peking au descoperit o gena «P 16" , responsabilă de îmbătrânirea celulelor. Studiul a constatat nu numai o genă directă legătură «P 16" cu procesul de îmbătrânire, dar, de asemenea, capacitatea sa de a influența lungimea telomerilor.

Oamenii de stiinta chinezi au demonstrat că inhibarea activității genei «P 16" , nu numai că se poate prelungi durata de viață a celulelor, dar, de asemenea, pentru a reduce gradul de scurtare telomerilor. Din aceasta rezultă că procesul de îmbătrânire inerent în programul genetic al celulelor si de a face celulele nemuritoare, care au nevoie pentru a bloca gena „P 16“. Se presupune că oamenii de știință vor fi în măsură să blocheze genele organismului la dezvoltarea nanotehnologiei.

Legitime specifice speciei în special productive schimbări oameni componente de dezvoltare individuale de fază (constructivă) în timpul dezvoltării fenotip definitive. care cuprinde intrauterin (embriogeneza) și post-natale timpurie (copilărie, adolescență, tineri) de dezvoltare sunt în totalitate lor, fenomen elementar considerat nivel. Părțile componente biologice ale ontogenezei precum și alte animale, aceste modificări permit creșterea organismului și diferențierea histologică și morfogeneza părților sale (formarea de țesuturi și organe), și, în același timp, dezvoltarea integrării într-un proces integrat, structural și funcțional cytochemically specializare (diferențiere) a celulelor din multicelulare - reglarea cantității unei anumite celule tsitotipa (direcția de diferențiere). Specifice persoana este că el se naște, gata de gândire și de muncă, posibilitatea de a deveni membru al societății și cetățeanului.

Creștere - este de a crește masa totală a corpului și dimensiunea procesului de dezvoltare. Aceasta are loc la nivel celular, de țesuturi, organe și op-ganizmennom. Creșterea în greutate în întregul organism reflectă creșterea structurilor sale componente.

Două tipuri de creștere: delimitate și nemărginite. de creștere nelimitată continuă pe tot parcursul ontogenezei, până la moartea sa. Astfel tot mai posedă, în special pentru pești. Multe alte vertebrate caracterizate prin creștere limitată, și anume, vin repede la platou lor de biomasă

Creșterea este asigurată prin următoarele mecanisme:

• creșterea numărului de celule;

• o creștere a dimensiunii celulei;

• o creștere a volumului și greutății materialului noncellular (fig. 8.65).

Creștere - una dintre componentele ontogenie. Acesta este în strânsă legătură cu procesele de determinare, diferențierii și morfogenezei. Cea mai importantă caracteristică a creșterii, așa cum sa menționat mai sus - presiunea diferențială. O altă caracteristică importantă este creșterea proprietății, cum ar fi equifinality. Acest lucru înseamnă că, în ciuda factorilor care influențează, individul caută să atingă dimensiunea tipică a speciei. Ambele diferențiale și equifinality punct de creștere la manifestarea integrității organismului în curs de dezvoltare. În procesul de creștere celulară sunt realizate și mecanisme de dezvoltare a sistemului.

In dezvoltarea procesului are loc inițial și determinarea structurilor de marcare spațiale și apoi creșterea acesteia. Astfel, în pui de embrion la nivelul membrelor mugur de numărare este realizată atunci când dimensiunea sa este de numai câțiva milimetri în lungime. La început, toate elementele: umăr, cot și oasele încheietura mâinii sunt aceleași în dimensiune. Apoi, există o creștere a acestora diferențial. creșterea programului au fost deja identificate, atunci când sunt implementate la nivelul membrelor aspect spațial, fapt confirmat prin experimente pe transplantarea rudiment în poziția neutră a embrionului. După transplant, fiecare element al scheletului urmează propriul program de dezvoltare.

Creștere ca un proces de dezvoltare ontogenetică a acțiunii de reglementare au factori genetici umoral, cât și. Astfel, mioblaste musculare produc o proteină myostatin, are un efect inhibitor asupra creșterii. Mutația genei ce codifică proteina, având ca rezultat o creștere semnificativă a masei musculare. programate genetic marimea corpului si a structurilor sale individuale.

41. Fundamentals-VASTE procesele celulare în ontogeniei (proliferare, migrare, condensarea celulelor, sortarea celulelor selective, diferențierea, moartea celulelor supra-programate, adeziune). Intercelulare interacțiunea-Via (contactul și îndepărtat) în diferite stadii ale ontogenezei.

Proliferarea de creștere prin proliferarea celulelor țesutului corpului. Ea stă la baza dezvoltării tuturor organelor. Datorită ajunge la o anumită masă de țesut. In unele rudimente divizarea celulelor pot fi aranjate cu nici o ordine aparentă sau concentrate în anumite zone ale matricei.

Proliferarea (proliferatio ;. proles latine progenituri + Ferre pentru a transporta, aduce)

celulele tumorale si structuri intracelulare (mitocondrii, reticulului endoplasmatic, ribozomi, și altele.).

· Actualizarea continuă a structurilor corpului.

· Plagilor format in defectul tesutului deteriorat si functionarea normala este afectata.

pot apărea datorită

· Tulburări de efecte hormonale, care duc la creșterea corpului urât, de exemplu, în acromegalie.

· Duce la apariția tumorilor.

Unele organe și țesuturi au o capacitate foarte mare pentru celulele PA (conjunctiv, hematopoietic. Bone, ficat, epidermă, epiteliile ale membranelor mucoase),

altele - mai moderată (mușchi scheletici, pancreas, glande salivare, și altele.)

a treia - sau aproape lipsit de această capacitate (ts.ns miocard).

In recent stres functional lung si deteriorarea structurilor intracelulare după acțiunea de reparare patogen P. furnizate in celulele care au supraviețuit, care apoi cresc în volum, sunt supuse hipertrofie (hipertrofie).

migrarea celulelor, sau mișcarea celulară, împreună cu alte procese celulare sunt de o mare importanță, deoarece procesul de gastrulation și mai departe, procesele de morfogeneză. Celulele de tip mezenchimale migrează celulele epitelii individual și în grupuri, și în general în formarea concert. Mezenchim - un grup de celule fusiforme sau stelate încorporate în matricea extracelulară. Epiteliul - grupuri de celule, strans adiacente unul cu altul prin pereți laterali și având suprafețe apicale și bazale. Ca mezenchim și epiteliului poate fi format din oricare dintre cele trei straturi germinale. Celulele de tip mezenchimale cel mai mobil, deoarece nu formează contacte stabile cu unul pe altul.

Exemplul cel mai frapant al migrației celulelor mezenchimale asociate cu creasta neurală. La închiderea a rolelor de tub celule nervoase ieșire neuronale din structura sa și dispus între ectoderm dorsala și

Apoi, ei migrează în direcții diferite, care arată potență formative foarte larg. Grupul de celule creasta neuronale din porțiunea de corp a embrionului migrează la ectoderm și se transformă într-un pigment de celule primare - melanocite. Alții, se deplasează în direcția centrului, formează neuronilor din ganglionii spinali, chiar mai departe - ganglionul sistemelor simpatic și parasimpatic. A treia - transforma in membranele celulelor Schwann ale nervilor, a patra - în celulele cromafine ale medulosuprarenalei. In general, celulele neuronale creasta din regiunea trunchiului sunt diferențiate în funcție de locul în toamna.

Un astfel de mod, desigur, că pentru migrarea celulelor sunt importante pentru capacitatea lor de mișcare amoeboid și proprietăți ale membranelor celulare. Și apoi, și mai mult genetic determinat, astfel încât migrarea celulară foarte este sub control genetic, pe de o parte, și influența celulelor înconjurătoare și țesuturi - pe de altă parte.

Migrația - este asigurată prin intermediul mecanismului de mișcare amoeboid. Traiectoria este definită, aparent, trăsăturile de relief de suprafață, prin care un mișcări de celule prin așa-numitul contact de orientare # 8232; Activitatea motorie este obiective de livrare materialul celular în zona dorită a fătului # 8232; Exemplu: .. Celulele se deplasează din plăcile ganglion migrează în zona de dezvoltare senzorială și ganglionul autonom, glanda suprarenală, cartilagii arcele branhiale și derivații lor.

Ca urmare a încălcării migrării celulare pot dezvolta heterotopie, organisme subdezvoltare agenezii și alte vicii # 8232; sindroame Cu migrarea celulelor în încălcarea perioadei embrionare în dezvoltarea umană este asociată Robinou M.Robinow; nanism, hipoplazie a dinților și a organelor genitale, fata si alte anomalii. Di George fața despicătură mediană.

migrația celulară se efectuează pe baza interacțiunilor îndepărtate și de contact. Acesta poate fi atribuit în mișcare îndepărtată de-a lungul gradientului de concentrație a anumitor substanțe - circulația tip chemotaxis. Acest mecanism este destul de rar, cazuri confirmate au fost găsite în celule embrionare de animale multicelulare.

Baza de migrare a celulelor animale multicelulare în embriogeneza și în interacțiunile postnatale de contact de dezvoltare sunt în primul rând între substanță extracelulară și celulele migratoare. Ca un exemplu de astfel de interacțiuni, ia în considerare migrarea celulelor creasta neuronale