Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Дамудағы дифференциация мен реттелу деңгейлері, Дифференциация мен дамудың…
Дамудағы дифференциация мен реттелу деңгейлері
Дифференциация (жіктелу)
организмнің жеке жасушаларының, ұлпалары мен мүшелерінің құрылымдық және функционалдық жағынан мамандануы. Бұл үдеріс барысында бастапқыда бір-біріне ұқсас жасушалар белгілі бір қызмет атқаруға бейімделіп, жүйке, бұлшықет, эпителий, дәнекер және басқа да ұлпа жасушаларына айналады.
Дифференциация – эмбриондық дамудың негізгі үдерістерінің бірі. Ол ұрықтанған жұмыртқа жасушасынан (зиготадан) бастап, толық қалыптасқан организмге дейінгі даму барысында жүреді.
Дифференциацияның негізгі ерекшеліктері:
Жасушалардың морфологиялық құрылымының өзгеруі.
Белгілі бір қызметті атқаруға мамандануы.
Гендердің таңдамалы экспрессиясының қалыптасуы.
Жасушааралық байланыстардың өзгеруі.
Ұлпалар мен мүшелердің қалыптасуы.
Дамудың реттелуі
организмнің эмбриондық және постэмбриондық даму кезеңдерінде жасушалардың көбеюін, орын ауыстыруын, дифференциациясын және мүшелердің қалыптасуын басқаратын молекулалық, генетикалық және жасушалық механизмдер жиынтығы.
Дамуды реттеуге қатысатын негізгі факторлар:
Генетикалық реттелу – гендердің белсенділігі мен экспрессиясын басқару.
Эпигенетикалық реттелу – ДНҚ метилденуі, гистондардың модификациясы арқылы ген белсенділігін өзгерту.
Гормондық реттелу – гормондардың жасушалардың өсуі мен жетілуіне әсері.
Жасушааралық сигналдық реттелу – көршілес жасушалардың химиялық сигналдар арқылы бір-біріне әсер етуі.
Морфогендік реттелу – морфогендердің концентрациялық градиенттері арқылы ұрық құрылымдарының қалыптасуы.
3.1. Молекулалық-генетикалық деңгей
Бұл деңгейде жасушаның болашақ даму бағыты гендердің белсенділігі арқылы анықталады.
Негізгі механизмдері:
Ген экспрессиясы – генетикалық ақпараттың РНҚ және ақуыз синтезі арқылы жүзеге асуы.
Транскрипциялық реттелу – транскрипциялық факторлардың белгілі гендерді белсендіруі немесе тежеуі.
Эпигенетикалық өзгерістер – ДНҚ метилденуі мен гистон модификациялары.
МикроРНҚ (miRNA) – ген экспрессиясын посттранскрипциялық деңгейде реттеу.
Мысалы, OCT4, SOX2 және NANOG гендері эмбриондық дің жасушаларының плюрипотентті күйін сақтауға қатысады. Ал жасуша белгілі бір бағытта маманданғанда осы гендердің белсенділігі өзгеріп, ұлпаға тән гендер белсендіріледі.
3.2. Жасушалық деңгей
Жасушалық деңгейде дифференциация, пролиферация, миграция және апоптоз үдерістері жүзеге асады.
Негізгі үдерістер:
Пролиферация – жасушалардың бөліну арқылы көбеюі.
Дифференциация – жасушалардың мамандануы.
Миграция – жасушалардың ұрықтың белгілі бір аймағына орын ауыстыруы.
Апоптоз – бағдарламаланған жасушалық өлім.
Жасушалық индукция – бір жасушалар тобының екінші жасушалардың даму бағытына әсер етуі.
Мысалы, жүйке жүйесінің қалыптасуы кезінде нейроэктодерма жасушалары нейрондар мен глия жасушаларының бастамаларына жіктеледі.
Дифференциация мен дамудың реттелуін зерттеген ғалымдар және олардың ғылыми еңбектері
Ганс Шпеман (1869–1941)
Эмбриондық индукция құбылысын зерттеген. Хильда Мангольдпен бірге жүргізген тәжірибесінде тритон ұрығының алғашқы ұйымдастырушы аймағын анықтады. Бұл құрылым кейін Шпеман ұйымдастырушысы деп аталды.
Маңызы: жасушалардың даму бағыты басқа жасушалардан келетін сигналдарға тәуелді екенін дәлелдеді.
. Синъя Яманака (1962–)
2006 жылы тышқанның ересек соматикалық жасушаларын төрт транскрипциялық фактордың (Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc) көмегімен индукцияланған плюрипотентті дің жасушаларына айналдырды.
Маңызы: дифференциацияланған жасушалардың қайта бағдарламалануы мүмкін екенін дәлелдеді.
Анна Кичева және Джеймс Бриско
2023 жылы Control of Tissue Development by Morphogens атты ғылыми шолу мақаласын жариялады.
Маңызы: морфогендердің концентрациясы, таралуы және сигналдық желілердің ұлпалардың қалыптасуына әсерін талдады
Дамуды реттейтін негізгі сигналдық жолдар
Қазіргі даму биологиясында жасушалардың тағдырын анықтайтын бірнеше маңызды сигналдық жолдар зерттеледі.
Дамудағы реттелудің негізгі механизмдері
1. Индукция. Бір жасушалар тобының екінші жасушалар тобының даму бағытын өзгертуі. Мысалы, хорда жүйке тақташасының қалыптасуына ықпал етеді.
2. Морфогендік градиент. Морфогендердің ұрық ұлпаларында әртүрлі концентрацияда таралуы нәтижесінде жасушалардың даму тағдыры анықталады. Мысалы, Sonic Hedgehog (Shh) сигналы жүйке түтігіндегі жасушалардың орналасуына қарай әртүрлі типтерге жіктелуіне әсер етеді.
3. Кері байланыс механизмі. Сигналдық жүйелердің өз белсенділігін күшейтуі немесе төмендетуі. Бұл даму үдерісінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді.
4. Эпигенетикалық реттелу. Жасушаның белгілі бір даму бағытына мамандануын және сол ерекшеліктің сақталуын қамтамасыз етеді.
