Доц М Н Максимова Онтогенез и его регуляция

Доц. М. Н. Максимова Онтогенез и его регуляция Вопросы: 1. Периодизация онтогенеза 2. Генетическая регуляция онтогенеза 3. Современные теории

Онтогенез – это совокупность взаимосвязанных и детерминированных хронологических событий в процессе осуществления организмом жизненного цикла. На каждом этапе индивидуального развития происходит реализация наследственной информации в тесном взаимодействии с окружающей средой.

Теории онтогенеза 1. Преформизма – а) развитие отсутствует б) в яйце в теле матери находится маленький организм 2. Эпигенеза – организм развивается из бесструктурной массы 3. Современная теория развития

Онтогенез Периоды Проэмбриональный - гаметогенез Эмбриональный Постэмбриональный

Постэмбриональный период Прямое развитие С метаморфозом неполным

Эмбриогенез хордовых Ру и Гертвиг, экспереминтируя на земноводных, показали зависимость хода развития от механичских повреждений зародыша. Нейрула Шпеман открыл центры регуляции развития зародыша в экспериментах на лягушках

Эмбриональная индукция - взаимодействие частей развивающегося зародыша, при этом один участок зародыша влияет на судьбу другого.

Молекулярная эра Установлены механизмы процессов развития – самого загадочного явления в природе. В 1985 г. открыты две группы генов, контролирующих время и пространственную организацию организма в ходе его нормального развития Хроногены Гены пространственной организации

Классификация генов онтогенеза Гены, контролирующие ход онтогенеза Хроногены Lin 14 Гены с материнским эффектом bicoid Гены сегментации Gap - гены Гены пространственной организации Гены компартментализации Peir – rul гены Fushi tarazu Гомеозисные гены

Хроногены Определяют время событий Самые ранние из них – гены с материнским эффектом начинают эксрессироваться в яйцеклетке еще до оплодотвория, функционируют до стадии гаструлы. Caenorhabditis elegans (959 клеток) Мутация гена lin 14 приводит к 2 дополнительным линькам кутикулы – онтогенез пролонгируется Схема клонирования овечки Долли в эксперименте Я. Вилмата (1997 г. )

Хроногены t 12 t 13 t 0 t 5 t 9 t 1 T

Гены пространственной организации • Гены сегментации • Гены компартментализации

Гены простанственной организации а) Экспрессия Gap генов у дрозофилы б) Мутация Fushi Tarazu у дрозофилы в) Экспрессия гена Еngrailed (компартмент)

Гены компартментализации На стадии зиготы белки считываются с 24 000 и. РНК, на стадии гаструлы с 11000, а у взрослого животного (морской еж) с 2000 -4000

Гомеозисные гены Отвечают за развитие органа в соответствующем месте организма Мутация Antennapedia Мутация Nazapedia Мутация Aristapedia Мутация Behaed

Гомеозисные гены

Гомеозисные гены «Включают до 100 тыс. п. н. , состоят из множества экзонов и интронов, гомеобокс содержат – общий для всех генов участок, отвечающий за гомеодомен» Геринг 1985 г. Выявлены у кольчатых червей, насекомых, позвоночных животных и человека Гомеозисные гены дрозофилы и мыши

Гомеозисные гены Эволюционно «древними» являются НОХ гены, структура которых строго законсервирована, отвечают за главные различия в строении видов от плоских червей до человека. Продукты этих генов – транскиптазы. У человека и мышей 39 НОХ генов собранных в 4 бокса (длина 120 к. Б). Эти гены работают со стадии гаструлы до периода полового созревания. Находятся во 2, 7, 12 и 17 хромосомах.

Эпигенетический контроль По принципу цинковых пальцев В основании белка «цинковый палец» находится молекулярная структура, в центре которой расположен цинк. С - цистеин Н - гистидин Zn - цинк

Эпигенетический контроль В Внешний индуктор E H А Внешний индуктор С F G D Схема гипотетических переключателей, образующих замкнутый контур