Диференциална генна активност в онтогенезата 1

Genetics установено, че всички соматични клетки на тялото носят същия набор от гени, но многоклетъчен организъм клетки са много разнообразни. Дори и в същата скорост синтез клетка и състава на протеин фракция може да варира. Това регулира дейността на гените?

1961. Джейкъб и Моно изследва ензимите синтез в E.coli (приблизително 800 синтезира ензими, постоянни но само конструктивни, индуцируеми синтезират само в присъствието на специфични индуктори). E.coli, се култивират върху глюкозна среда, след трансплантация на лактоза, забавяне на растежа на културата се появи веднага след възстановяване растеж. Открихме, че за усвояването на лактозата ензим изисква 2 # 946; -galaktozadaza (лактоза → галактоза + glukoza) и laktozopermiaza (позволява да абсорбира лактоза от средата бързо). Това е пример на ензимна индукция. Друг опит: сред много триптофан, докато в E.coli инхибира синтеза triptofansintetazy (пример на репресия). За да се обясни Zhakov и Моно предложената хипотеза на "On" и "OFF" гени

Генетични регулиране на развитие

Многоклетъчните животни и растения пълнени им жизнен цикъл с една клетка, следван от митозата, и всички клетки съдържат един и същ генетичен материал, но имат определен структура, за да им се даде възможност да извършват редица специфични функции по-ефективно. Процесът включва развитие на растежа на организма и диференциацията. Причините за това разнообразие от клетки, не е ясна, но е очевидно, свързани с индукцията и потушаването на гени. Диференциацията свързан с различен взаимодействие на 3-EH фактори: ядрото и цитоплазмата среда.

Ядрото - хранилище на генетичната информация, той е основният източник на развитие.

Ролята на цитоплазмата е проучен при ембриони. Някои организми цитоплазма на яйцето е вече не са единни и на отделните му части се развиват различни части на ембриона.

Шпеманн и Манголд предложиха хипотезата на ембрионални индукция в зародиш, има групи от клетки, действащи върху другите организатори. Основно организатор определя по-нататъшното развитие (ембриони ос определя, причинява появата на вторични и третични организаторите), при което всички органи и системи са диференцирани в нормално областта на дъното. Това е само един от механизмите (в мозаечни яйца - други механизми).

Диференциацията - появата на разлики между клетки, тъкани, органи. До 7 дни тотопотентен зигота, т.е. Можете да расте цяло организъм или орган на някоя от нейните клетки. След 7 дни totipotency се губи поради диференциацията. Всички структурни клетки обикновено се разделят на 3 вида:

1) гени "дом" ферма - да работи във всички клетки на тялото;

2) гени работят в специализирани тъкани;

3) гени функционират добре тясна една функция. Повечето от гените на многоклетъчни организми работят само на определени етапи на онтогенезата, или в някои тъкани.

Примери резки гени:

1) инактивиране на "Х" хромозоми при жените. На първо място, в ранните етапи на ембриогенезата на две "Х" хромозоми на случаен принцип, да изберат един, а след това се инактивира mitelirovaniem - нейната му неактивно състояние се стабилизира, т.е., се запазва през целия живот на организма. Всяка мозайка женско тяло, т.е. Бащина 50%, 50% майки "х" хромозоми. Неравномерното активност на бащиния и майчините гени наречен. геномна inirintingom.

2) еукариотната зигота преди етапа на покойния бластула се развива в резултат на информация в soderzhascheosya informosomah. Гени ядра започват да работят с етапа на гаструлата.

3) Работата на гигантските хромозоми в слюнчените жлези на ларви на насекоми. Те са активни гени.

4) промяна в състоянието на хемоглобина при хора и животни с възрастта.

Ooplazmaticheskaya сегрегация яйце

Ooplazmaticheskaya сегрегация преразпределение на биологично активни молекули (местни детерминанти) в цитоплазмата на яйцето в резултат на неговото активиране.

В сложните движения на цитоплазмата се случи по време на движение мъжките клетъчно ядро ​​в яйцето. В резултат на това тя става все по-разнородни. Тези процеси се наричат ​​ooplazmaticheskoi сегрегацията (разделянето). Те са добре видими в случаите, когато различни области на цитоплазмата съдържат оцветени гранули (жълтък, тъмен пигмент, и др.). Добре проучен в това отношение асцидии (неподвижни морски животни) и земноводни се премести на цитоплазма доведе до факта, че яйцето придобива двустранна симетрия.

струята яйцеклетките морски могат да бъдат открити и други области, които се различават по състав и цветни включвания. Наблюденията показват, че тези области попадат в цитоплазмата строго определени зародишни клетки, които образуват добре дефинирана тъкан

Механизми на цитоплазмени движения не са изследвани в детайли. Очевидно е, че главната роля в тези движения играе цитоскелет. По-специално, важна роля могат да принадлежат към центриола сперматозоиди и микротубулите, излизащи от него. Използване вещества колхицин което нарушава микротубули, ooplazmaticheskuyu сегрегация може да бъде потиснато.

Може да се предположи, че различните части на цитоплазмата на яйцата, съдържащи различни вещества (т.е., "квалификации" те се наричат ​​местни детерминанти.), Които определят съдбата на клетки.

Химичната природа на местните фактори в много случаи не е проучен, както да ги разпредели в чист вид не е възможно. Въпреки това, техните механизми на действие са били интензивно изучавани от съвременни методи

Известно е chtolokus T играе основна роля в ранните етапи на развитие. Така че, той участва във формирането на ектодермата на мишката ембриони, както и в редица морфогенетичните механизми в по-късните етапи на развитие на даден организъм. Въпреки, че мястото на мутацията на T дава обикновено рецесивни алели, известни пет доминиращи мутации. В резултат на един от тях е доминантен алел Brachiury.

Съвсем наскоро, на нов ген, наречен GRP54 е бил идентифициран от изследователи на Съединените американски щати. Тези изследователи твърдят, че този ген не е просто участие, и се провежда в ръководството на процеса на пубертета, момичетата, така и момчетата. Освен това, той е отговорен не само за самия процес, но и за сексуалното развитие. След гена е активирана, то предизвиква вид хормонално експлозия в човешкото тяло. В случай, че генът, по някаква причина ще започне да се развива, това ще доведе до прекъсване на процеса.

Въпреки това, както се оказа, че застаряването на клетките зависи не само от скъсяването на теломерите. Китайските учени, водени от професор по медицинска академия на Пекинския университет са открили ген, «Р 16", отговорен за стареенето на клетките. Проучването установява не само пряка връзка ген «Р 16" с процеса на стареене, но също така и способността му да влияе на продължителността на теломерите.

Китайските учени са показали, че инхибирането на активността на гените «Р 16" не може само да удължи живота на клетките, но също така да се намали степента на скъсяване на теломерите. От това следва, че процесът на стареене, присъщи на генетичен програмата на клетките и да направи клетки безсмъртен, те трябва да се блокира гена "P 16". Предполага се, че учените ще могат да блокират гените на организма за развитието на нанотехнологиите.

Легитимните особено продуктивни видово-специфични промени (конструктивно) фаза отделните съставни развитие хора по време на развитието на окончателно фенотип. състоящ се вътрематочна (ембриогенезата) и началото на постнаталната (детство, юношество, младост) развитие са в своята съвкупност елементарни явление счита ниво. Частите на биологични компоненти на онтогенезата както и други животни, тези промени позволяват растеж на организма, и хистологично диференциация и морфогенеза на неговите части (образуването на тъкани и органи), и, едновременно, развитието на интеграция в интегриран процес, структурно и функционално cytochemically специализация (диференциация) от клетки в многоклетъчен - регулиране на количеството на определен tsitotipa клетки (посока диференциация). Специфична за лицето, е, че той е роден, готов за мисленето и работата, може да стане член на обществото и гражданите.

Растеж - е да се повиши общата маса на тялото и размера на процеса на развитие. Той се среща в нивата на клетъчен, тъкан, орган и оп-ganizmennom. Увеличаването на теглото на целия организъм се отразява на растежа на неговите съставни структури.

Два вида на растеж: обградени и неограничени. Неограничен растеж продължава през онтогенезата, до смъртта си. По този начин се увеличава притежават, по-специално риба. Много други гръбначни животни, характеризиращи се с ограничен растеж, т.е. бързо да им се притече плато биомаса

Растеж се осигурява от следните механизми:

• увеличаване на броя на клетките;

• увеличаване на размера на клетката;

• увеличаване на обема и теглото на noncellular материал (фиг. 8.65).

Растеж - един от компонентите на онтогенезата. Той е тясно свързан с процеса на определяне, диференциация и морфогенеза. Най-важната характеристика на растеж, както е споменато по-горе - диференциална. Друга важна характеристика е ръстът на такава собственост като equifinality. Това означава, че въпреки, влияещи фактори, индивидът се стреми да постигне типичен размер на вида. И двете диференциал и equifinality точка ръст до проява на целостта на развиващия се организъм. В процеса на клетъчен растеж се реализират и механизми за развитие система.

При разработването процес се извършва първоначално и определяне на структурите на водно маркиране в пространствената и след неговия растеж. По този начин, в пилешки ембриони крайник пъпка броене се извършва, когато размерът му е само на няколко милиметра дължина. В първите всички елементи: на рамото, лакътя и костите на китката са еднакви по размер. Тогава там е тяхната диференциал растеж. растежа на програмата вече са идентифицирани, когато се прилагат оформление крайник пространствен, което се потвърждава от експерименти на трансплантацията на зачатък в неутрално положение на ембриона. След трансплантация, всеки елемент на скелета следва своя собствена програма за развитие.

Растеж като процес на онтогенетичната развитие на регулаторната дейност имат хормонални и генетични фактори. Така, мускулни миобласти произвеждат протеин миостатина, има инхибиращ ефект върху растежа. Мутация на гена, кодиращ протеина, което води до значително увеличаване на мускулната маса. Генетично програмирани размера на тялото и неговите отделни структури.

41. Основи целия клетъчни процеси в онтогенезата (пролиферация, миграция, клетъчна кондензация, селективен сортиране на клетките, диференциация над програмирана клетъчна смърт, адхезия). Междуклетъчните на взаимодействие-Via (контакта и далечното) на различни етапи от онтогенезата.

Пролиферацията на растежа от тъкан клетъчна пролиферация тяло. Той е в основата на развитието на всички органи. Благодарение на нея достигне определена маса от тъкан. В някои зачатък делящите се клетки могат да бъдат подредени без видима цел или се концентрират в определени области на матрицата.

Оръжие (proliferatio ;. Латинска Пролес потомство + Ferre за носене, донеси)

туморни клетки и вътреклетъчни структури (митохондрии, ендоплазмения ретикулум, рибозоми, и др.).

· Непрекъснато актуализиране на структурите на тялото.

· Рани оформен в тъкан дефект увредената и нормалната функция е нарушена.

може да се дължи на

· Нарушения на хормонални ефекти, което води до увеличение грозни тялото, например в акромегалия.

· Води до появата на тумори.

Някои от органи и тъкани имат много голям капацитет за PA клетки (съединителната, хемопоетични. Костите, черния дроб, епидермиса, епитела на лигавицата),

други - по-умерен (скелетните мускули, панкреаса, слюнчена жлеза и др.)

трето - или почти лишена от тази способност (ts.ns миокарда).

През последните дълго функционален стрес и увреждане след ремонт действие патоген P. вътреклетъчни структури, предвидени в оцелелите клетки, които след това увеличаване на обема, подложи хипертрофия (хипертрофия).

клетъчна миграция, или движение клетка, заедно с други клетъчни процеси са от голямо значение, тъй като процесът на gastrulation и по-нататък, Морфогенезата процеси. мезенхимни тип клетки мигрират поединично и в групи, и епителни клетки обикновено в образуването концерт. Мезенхим - клъстер на вретеновиден или звездовидни клетки вградени в извънклетъчната матрица. Епител - групи от клетки, плътно един до друг от странични стени и с апикална и базални повърхности. Както мезенхим и епител може да бъде образуван от всеки от трите зародишни слоеве. Клетките на видове мезенхимни най-мобилни, тъй като тя не образува стабилни контакти с един друг.

Най-ярък пример на миграция на мезенхимни клетки, свързани с неврална гребен. При затваряне на тръба ролки нервните клетки изхода невронната от неговата структура и разположена между си гръбната ектодерма и

Тогава те мигрират в различни посоки, показва много широк формираща активност. Група на невралната тръба клетки в частта на тялото на ембриона мигрира към ектодермата и го превръща в първични пигментни клетки - меланоцити. Други, движещи се по посока на центъра, образуват невроните на гръбначния ганглий, още повече - от ганглии на симпатикови и парасимпатикови системи. Трето - да се превърне в Шван клетъчните мембрани на нерви, четвъртият - в хромафинови клетките на сърцевината на надбъбречната жлеза. Като цяло, невралната тръба клетки от региона на багажника са диференцирани в зависимост от това къде есента.

Такъв начин, разбира се, че за миграцията на клетки са важни за тяхната способност да amoeboid движение и свойства на клетъчните мембрани. И след това, и повече генетично определена, така че много клетъчна миграция е под генетичен контрол, от една страна, и влиянието на околните клетки и тъкани - от друга.

Миграцията - се осигурява чрез механизма на amoeboid движение. Траекторията е дефиниран, както изглежда, функции на повърхностен релеф, чрез която клетъчни движи през така наречения контакт ориентация # 8232; Motor дейност е доставка цели клетъчен материал в желаната област на фетуса # 8232; Пример: .. Клетките се движат от ганглий плочи мигрират в зона развитие сензорни и автономна ганглии, надбъбречната жлеза, хрилете арки хрущял и техни производни.

В резултат на нарушения на клетъчната миграция могат да се развиват хетеротопия, изостаналост органи агенезия и други пороци # 8232; С клетъчната миграция в нарушение на ембрионални период на човешкото развитие е свързано синдроми Robinou M.Robinow; нанизъм, хипоплазия на зъбите и гениталиите, лицето и други аномалии. Ди Джордж средната пукнатина лице.

Cell миграция се извършва въз основа на отдалечени и контактни взаимодействия. Това може да се дължи далечен движат по градиента на концентрация на определени вещества - движението на тип хемотаксис. Този механизъм е доста рядко, той потвърди, са открити случаи на ембрионални клетки на многоклетъчни животни.

В основата на миграция на многоклетъчни животински клетки в ембриогенезата и в постнатални взаимодействия контакт развитие са предимно между извънклетъчната вещество и мигриращи клетки. Като пример за това взаимодействие, помисли за миграцията на невралната тръба клетки