Основные понятия биологии развития
«Эмбриология» от греческих слов еm bгуо — в оболочках. В предмет эмбриологии входит весь онтогенез, т. е. индивидуальное развитие особи. Эмбриология исследует ациклические процессы. В онтогенезе выделяют три категории: рост, формообразование (морфогенез) и клеточная дифференцировка. Рост - ациклический процесс увеличения массы или размеров целого организма или какой-либо его части; формообразование — ациклическое изменение формы организма или его части; клеточная дифференцировка — ациклические изменения химического состава и внутренней структуры организма, в результате возникают различия между любыми частями, ранее по этому признаку неразличимыми.
Важнейшим событием онтогенеза является возможность осуществления полового размножения. Онтогенез можно разделить на три периода: дорепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный. Дорепродуктивный период подразделяют еще на четыре периода эмбриональный, личиночный, метаморфоз и ювенильный Эмбриональному периоду предшествуют процессы гаметогенеза и оплодотворения. Эти процессы называют прогенезом, предшествующим собственно онотогенезу. Эмбриональный, или зародышевый, период онтогенеза начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. У большинства позвоночных он включает стадии (фазы) дробления, гаструляции, а также гисто- и органогенеза.
Личиночный период наличие временных (провизорных) органов, раннее начало функционирования ряда органов, дающее возможность самостоятельного существования. Метаморфоз В процессе метаморфоза происходит частичное разрушение, перестройка и новообразование органов. Степень преобразований тем больше, чем больше различия между средой обитания личинки и взрослого организма, что хорошо иллюстрирует пример развития бесхвостных амфибий. Ювенильный период начинается с момента завершения метаморфоза и заканчивается половым созреванием и началом размножения.
Механизмы онтогенеза: деление клеток, миграции и перераспределение клеток. Апоптоз- это генетически обусловленный процесс отмирания клеток, некроз- это незапрограммированная, случайная гибель клеток, связанная с внешними воздействиями или патологическими процессами. Гибель клеток при апоптозе контролируется не только геномом этих клеток, но и окружающими их клетками, путем клеточных взаимодействий. Клеточная дифференцировка. Процесс дифференцировки, в результате которого клетки приобретают специфические для них признаки, называется гистогенезом. В организме человека насчитывается 220 различных типов дифференцированных клеток. Пути дифференцировки различаются по уровню контроля на пути от ДНК к специфическому для клетки белку.
1. Контроль на уровне генома. Неравнозначность наследственного материала: Диминуция хроматина, политения(неравное число раз увеличиваются участки эу- и гетерохроматина), амплификация генов(рибосомальных), перестройка генов (иммуноглобулиновых в лимфоцитах). 2. Контроль на генном уровне. Дифференциальная экспрессия генов- основной механизм цитодифференцировки. Альтернативный процессинг, избирательные превращения я. РНК в м. РНК ( в разных тканях процессинг отличается), Избирательные посттрансляционные процессы связаны с «достройкой» (домены образуют четвертичную структуру) или активизацией ферментов синтезированных ранее. 3. Влияние межклеточных взаимодействий в ходе гистогенеза.
Информация об эмбриональном развитии накапливается еще при созревании ооцитов форме различных РНК. Затем молекулы РНК распределяются в ооците образуя определенные градиенты концентрации. Это распределение контролируется другими генами. После того, как такие градиенты созданы, начинается эмбриональное развитие, а градиенты обуславливают в дальнейшем тот или иной путь развития клеток. Эмбриональная индукция – это взаимодействие частей развивающегося зародыша. Все процессы индукции представляют собой каскадные взаимодействия, которые определены работой генов.
Белки репрессоры или активаторы тех или иных генов присоединяются к регуляторным частям других генов и осуществляют свою функцию в зависимости от концентрации. До стадии бластодермы развитие у дрозофилы обеспечивается матрицами яйцеклетки. После образования бластодермы включаются зиготические гены и начинается формирование сегментального плана строения. В бластодерме сегментация выявляется только по продуктам генов и носит название парасегментации. Далее вступают в действие гомеозисные гены – класс генов контролирующих развитие какой-то части тела из определенного сегмента. Таким образом развитие – это процесс последовательного включения генных систем, осуществляемое последовательным включением и выключением генов.
Скачать презентацию Основные понятия биологии развития Эмбриология от
Онтогенез Дубна 2014.ppt