Принципы и механизмы регуляции онтогенеза. Лекция 4

Список основной литературы

Список дополнительной литературы

Уровни регуляции онтогенеза
Генный
Клеточный
Организменный
Клеточные
механизмы
Нейрогуморальная
регуляция
Гены, регулирующие
ход онтогенеза
Тканево-органный
Эмбриональная индукция,
детерминация, регуляция
Биоценотический
Тератогены и мутагены

Уровни регуляции онтогенеза
Генные механизмы
Клеточные механизмы
Гены с материнским
эффектом
из группы хроногенов
Сортировка
Дифференциация
Пролиферация
Сегментации
Адгезия
Перемещение
Компартментализации
Гомеозисные
Гены пространственной
организации:
Апоптоз

Гены, регулирующие ход онтогенеза
Хроногены –контролируют время наступления событий. Самые ранние из хроногенов – гены с материнским эффектом.
Образуются в яйцеклетке.
Некоторые из них транскрибируются и создается большое количество иРНК, которая начинает транслироваться сразу после оплодотворения.
В 1985 году были открыты гены, контролирующие ход онтогенеза
Регулируют все процессы дробления до гаструляции

Гены, регулирующие ход онтогенеза
На стадии гаструляции начинают действовать гены пространственной организации – это собственные гены организма, контролирующие формообразовательные процессы.
Они подразделяются на гены:
Сегментации - отвечают за образование сегментов. Действуют до стадии поздней гаструлы.
Компартментализации – отвечают за дифференцировку сегментов и образование компартментов
Гомеозисные гены – обеспечивают нормальное образование структур и расположение их в нужном месте.

Гены сегментации

Гены сегментации
Нобелевские лауреаты 1995г.:
Э.Льюис; К. Нюссляйн-Волхард; Э.Вишуас – за открытие генетиечкого контроля раннего эмбрионалного развития
Мутации генов сегментации у дрозофилы

Гомеозисные гены (HOM)
Обеспечивают развитие органов и тканей в определенном месте
В структуре гомеозисных генов обнаружены участки, так называемые ГОМЕОБОКСЫ. Они контролируют работу других генов.
Гомеобоксы кодируют последовательность аминокислот, которая называется ГОМЕОДОМЕН

Мутации гомеозисных генов

Клеточный уровень регуляции
Пролиферация
Дифференцировка
Сортировка
Перемещение
Адгезия
Апоптоз
Клеточные механизхмы:

Клеточные механизмы регуляции
Стадия дробления
Гены - с материнским
эффектом
Стадия гаструляции
Клеточные механизмы -
пролиферация
Гены – сегментации
Клеточные механизмы -
пролиферация, перемещение,
сортировка

Клеточные механизмы регуляции
Сортировка
Адгезия
Стадия нейруляции
Гены: компартментализации
Пролиферация
Дифференцировка
Перемещение
Клеточные механизмы:

Клеточные механизмы регуляции
Стадия гисто – и органогенез
Гены: гомеозисные
Клеточные механизмы:
Пролиферация
Дифференциация
Сортировка
Перемещение
Адгезия
Апоптоз

Тканево-огранный уровень регуляции

ЭМБРИОНАЛЬНАЯ ИНДУКЦИЯ
– это взаимодействие частей развивающегося зародыша, при котором один участок зародыша влияет на судьбу другого.
–влияние с помощью выделяемых клетками веществ-регуляторов
ВКЛЮЧАЮТ И ВЫКЛЮЧАЮТ БЛОКИ ГЕНОВ В РЯДОМ РАСПОЛОЖЕННЫХ КЛЕТКАХ

Первичная эмбриональная индукция
Опыты Г. Шпемана 1924г.
Ранняя гаструла донора
Ранняя гаструла реципиента

Хордо-мезодермальный зачаток - первичный эмбриональный организатор (индуктор)

Детерминация -
Возникновение качественных различий между частями развивающегося зародыша, которые предопределяют дальнейшую судьбу этих частей.
Тканево-органный уровень регуляции
Механизм:

Лабильная детерминация у зародыша бластомеры при пересадке имеют широкие возможности

Стабильная детерминация – зачатки зародыша детерминированы и дают начало
определенным органам

Потенции – возможности элементов зародыша, которые могли бы осуществиться. В норме реализуется одно из них, а остальные могут быть выявлены в эксперименте.
Тотипотентность –широкие потенции. Способность одной клетки создать целый организм. У человека тотипотентностью обладают клетки зародыша до стадии 4-8 бластомер. Пример: Монозиготные близнецы, и как осложнение - сиамские близнецы.

Процесс восстановления нормального развития целого зародыша или зачатка после его естественного или искусственного нарушения путем:
Удаления части материала
Добавления избыточного материала
3. Перемешивание с помощь центрифугирования или сдавления.
Опыты Тарковски и Минц
Г. Дриш (1891)- явление эмбриональной регуляции

Развитие организма определяют:
-генетические факторы
- клеточные механизмы
- взаимодействие частей зародыша
- факторы внешней среды
Онтогенез есть целостный процесс, а НЕ простая сумма однозначных причинно-следственных звеньев!

Влияние тератогенов