Jądrowe i molekularne podstawy różnicowania i rozwoju genów

Jądrowe i molekularne podstawy różnicowania i rozwoju genów!

Molekularne podstawy różnicowania i rozwoju:

Ilekroć następuje wzrost, następuje wzrost masy, wagi itp. Liczba komórek wzrasta z powodu podziału komórki. Czasami komórki rosną i nie dzielą się i nie prowadzą do wzrostu. Proste mnożenie komórek wytworzyłoby masę komórek, ale nie organizm.

Znajomość procesów rozwojowych, takich jak wzrost i różnicowanie, jest niezbędna do zrozumienia zdarzeń prowadzących do powstania zarodka lub płodu. Kiedy zygota się dzieli, komórki embrionalne na ogół pozostają totipotencjalne. Innymi słowy, każda zarodkowa komórka jest zdolna do powstania zarodka i stworzenia nowego dorosłego organizmu. Jednak stopniowo komórki tracą tę zdolność i już nie pozostają totipotencjalne. Obserwując i obserwując, możemy uzyskać sensowny pomysł, w jaki sposób jedna komórka produkuje całą osobnik.

Tkanki są wyspecjalizowane np. W mózgu, wątrobie, liściach itp. Proces, w którym totipotencjalne komórki embrionalne są przekształcane w wyspecjalizowane komórki stanowiące i dające początek określonym tkankom, nazywa się różnicowaniem. Kiedy komórki embrionalne dzielą się, po pewnym czasie potencjał rozwojowy zostaje ograniczony i nazywa się to określeniem.

Jest to dogmat współczesnej biologii i genetyki, że jądro większości komórek somatycznych wyższych organizmów, bez względu na to, jak zróżnicowana jest komórka, zawiera kopie wszystkich genów jądrowych danej osoby. Komórki różnicujące rozpoczynają nowe zestawy białek lub tracą zdolność do tworzenia zestawu białek.

Jakie są czynniki odpowiedzialne za takie zmiany? Uważa się, że różnicowanie komórek w różnych typach podczas rozwoju organizmu wymaga regulacji ekspresji genów, a nie jakiegoś innego mechanizmu, takiego jak mutacja.

Sydney Brener (brytyjski biolog molekularny) twierdzi, że podstawowym problemem biologii rozwojowej jest badanie zdarzeń i procesów zachodzących, gdy zarodek rozwija się w dorosłego.

Kilka późnych zmian embrionalnych obserwuje się pod mikroskopem. Ale zmiany na poziomie molekularnym rozpoczynają się na bardzo wczesnym etapie. Takie zmiany zachodzą dużo przed pojawieniem się zmian morfologicznych.

Różnicowanie obejmuje procesy takie jak mitoza, fuzja komórkowa, migracja komórek lub interakcje międzykomórkowe. Wszystkie te procesy działają niezależnie od siebie. Konieczna jest odpowiednia koordynacja i podejście, aby wiedzieć o określonym wzorze rozwoju.

Można wywnioskować, że:

(i) Różnicowanie i rozwój nie wymagają masowych trwałych zmian w jądrowym DNA.

(ii) Proces obejmuje samo- wzmacniające zmiany w cytoplazmie i selektywną transkrypcję genów.

Jądrowe i molekularne podstawy różnicowania i rozwoju:

Rośliny w przeciwieństwie do zwierząt są zazwyczaj zdolne do tworzenia nowej rośliny z części wegetatywnej. Jednak obecnie wiadomo, że częściowo zróżnicowane zwierzęce komórki somatyczne są pod tym względem podobne do roślinnych komórek somatycznych. Robert Briggs i Thomas King wykazali, że zarodki z komórek zarodków stadiów blastuli i żaby gastrycznej żaby (Rana pipiens) po przeszczepieniu do wyodrębnionych komórek jajowych mogą wytworzyć kompletny zarodek. Historia przeszczepu jądra (ryc. 6.67) jest przydatna w określaniu, kiedy jądro tkanki traci zdolność do generowania pełnego rozwoju dla formacji dorosłej.

Briggs i King używali żaby trawnej, Rana pipiens i afrykańskiej żaby Xenopus do wyrafinowanych eksperymentów. Usunęli / zniszczyli jądra komórek żaby lub ropuchy i przeszczepili świeże jądra z komórek embrionalnych i kijanek do wyłudzonych jaj. Wiele zarodków ze świeżo zasadzonymi jądrami rozwija się w normalne kijanki (ryc. 6.67). Ale jeśli jądra były ze zróżnicowanych komórek jelitowych, kijanki nie rozwijały się. Stwierdzono, że jądra z wczesnych stadiów cięcia (do 64 komórek) można łatwo przenieść do jaj wyłuszczonych i normalnie rozwiną się w kijanki i żaby.

Ale jądra z ostatnich stadiów zwykle powodują aborcję zarodków. Nie można w pełni zróżnicowanej dorosłej żabiej tkanki do wytwarzania żab klonalnych. Wyraźnie widać, że jądra ulegają pewnym zmianom podczas różnicowania. Proces różnicowania jest odwracalny we wczesnych fazach embrionalnych.

Jednak w roślinach nawet dojrzałe komórki mogą ulegać różnicowaniu w celu utworzenia kalusa, aby z powodzeniem podnieść całą roślinę. Główny proces różnicowania wynika ze zmienionej aktywności genów. Ta zmiana w aktywności genów wynika głównie z interakcji ze środowiskiem.

Najbliższym środowiskiem może być cytoplazma. Na cytoplazmę ma również wpływ wiele parametrów, takich jak temperatura, wilgotność, światło, interakcje komórka-komórka itd. Modulacja genu i jego cytoplazmy jest niezależna.