Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Даму үдерісіндегі дифференциация мен реттелу деңгейлері - Coggle Diagram
Даму үдерісіндегі дифференциация мен реттелу деңгейлері
Дифференциация ұғымы және оның биологиялық маңызы
Дифференциация (жіктелу) – даму барысында бастапқы біртекті жасушалардың құрылысы, қызметі және биохимиялық қасиеттері жағынан бір-бірінен ерекшеленетін маманданған жасушаларға айналу үдерісі.
Мысалы, адам эмбрионының бастапқы жасушалары кейін:
жүйке жасушаларына (нейрондарға);
бұлшықет жасушаларына;
қан жасушаларына;
эпителий жасушаларына;
сүйек және шеміршек жасушаларына айналады.
Дифференциацияның негізгі ерекшеліктері:
Маңызды мысал: нейрон мен бұлшықет жасушасының ДНҚ-сы негізінен бірдей, бірақ олардың гендік белсенділігі әртүрлі. Сондықтан нейрон жүйке импульсін өткізсе, бұлшықет жасушасы жиырылады.
Генетикалық ақпараттың басым бөлігі барлық сомалық жасушаларда бірдей сақталады.
Әртүрлі жасушаларда әртүрлі гендер белсенді жұмыс істейді.
Жасушалардың пішіні мен құрылысы өзгереді.
Әр жасуша белгілі бір қызмет атқаруға маманданады.
Дифференциация ұлпалар мен мүшелердің қалыптасуына негіз болады.
Даму кезіндегі дифференциацияның негізгі кезеңдері
Зигота Барлық ағзаның дамуына бастама беретін жасуша
Бөлшектену Жасушалар саны көбейеді
Бластула Бластомерлерден тұратын құрылым қалыптасады
Гаструляция Үш ұрық жапырақшасы түзіледі
Нейруляция Жүйке түтігі қалыптасады
Органогенез Ұлпалар мен мүшелер дамиды
Мамандану Жасушалар нақты қызмет атқаруға бейімделеді
Үш ұрық жапырақшасының дифференциациясы:
Эктодерма: жүйке жүйесі, терінің эпидермисі, сезім мүшелерінің кейбір құрылымдары.
Мезодерма: бұлшықет, сүйек, дәнекер ұлпа, жүрек-қантамыр жүйесі.
Энтодерма: асқорыту және тыныс алу жолдарының эпителийі, бауыр мен ұйқыбездің паренхимасы.
Даму үдерісіндегі реттелудің негізгі деңгейлері
Даму кезіндегі реттелу – жасушалардың қашан бөлінетінін, қай бағытта дамитынын, қандай қызмет атқаратынын және мүшелердің қалай қалыптасатынын басқаратын механизмдер жиынтығы.
Молекулалық-генетикалық деңгей
Бұл – дамуды реттеудің ең негізгі деңгейі. Мұнда ДНҚ, гендер, РНҚ және ақуыздар қатысады.
Негізгі механизмдері:
Ген экспрессиясы – генетикалық ақпараттың іске асуы.
Транскрипция – ДНҚ негізінде РНҚ түзілуі.
Трансляция – ақпараттық РНҚ негізінде ақуыз синтезі.
Транскрипциялық факторлар – белгілі гендердің белсенділігін қосатын немесе тежейтін ақуыздар.
Гендік реттеуші желілер – көптеген гендердің бірлесіп жұмыс істеуі.
Мысалы, OCT4, SOX2 және NANOG гендері эмбриондық дің жасушаларының плюрипотентті күйін сақтауға қатысады. Ал жасушалар маманданған сайын олардың белсенділігі өзгеріп, басқа ұлпаға тән гендер іске қосылады.
Эпигенетикалық деңгей
Эпигенетикалық реттелу – ДНҚ нуклеотидтерінің ретін өзгертпей, гендердің белсенділігін басқару механизмі.
Негізгі механизмдері:
ДНҚ метилденуі – ДНҚ-ға метил топтарының қосылуы арқылы ген белсенділігінің өзгеруі.
Гистондардың модификациясы – ДНҚ оралған ақуыздардың химиялық өзгеруі.
Хроматиннің қайта құрылуы – гендердің оқылуына қолжетімділіктің өзгеруі.
МикроРНҚ (miRNA) – белгілі бір ақпараттық РНҚ молекулаларының белсенділігін реттеу.
Зерттеудің маңызы: 2025 жылы FEBS Journal журналында жарияланған зерттеу шолуында эмбриондық даму кезінде эпигенетикалық өзгерістердің жасуша тағдырын анықтаудағы рөлі қарастырылған. Ғалымдар ДНҚ метилденуі, хроматиннің қолжетімділігі және гистон модификациялары ұрық жапырақшаларының қалыптасуына қатысатынын көрсетеді. 
Жасушалық деңгей
Бұл деңгейде жасушалардың бөлінуі, өсуі, қозғалысы, мамандануы және бағдарламаланған өлімі реттеледі.
Негізгі үдерістер:
Митоз – жасушалар санының артуы.
Дифференциация – жасушалардың мамандануы.
Апоптоз – бағдарламаланған жасушалық өлім.
Жасушалық миграция – жасушалардың бір орыннан екінші орынға ауысуы.
Жасушааралық байланыс – көрші жасушалардың ақпарат алмасуы.
Мысал: адамның қол-аяғы қалыптасқан кезде саусақтардың арасындағы жасушалардың бір бөлігі апоптозға ұшырайды. Соның нәтижесінде саусақтар бір-бірінен ажырайды.
Ұлпалық және мүшелік деңгей
Бұл деңгейде жеке жасушалар бірігіп, белгілі бір қызмет атқаратын ұлпалар мен мүшелерді қалыптастырады.
Мысалы:
Жүйке ұлпасында нейрондар мен глия жасушалары қалыптасады.
Бұлшықет ұлпасында бұлшықет талшықтары дамиды.
Жүректің қалыптасуында кардиомиоциттер маманданады.
Бауырда гепатоциттер қалыптасып, зат алмасу қызметін атқарады.
Бұл процесте индукция ерекше рөл атқарады.
Индукция – бір жасушалар тобының басқа жасушалардың даму бағытына әсер етуі.
Мысалы, хорда мен жүйке тақтасының арасындағы сигналдық әрекеттесу жүйке жүйесінің қалыптасуына ықпал етеді.
Ағзалық деңгей
Ағзалық деңгейде барлық мүшелер мен жүйелердің дамуы өзара үйлестіріледі.
Оған:
гормондық реттелу;
жүйке жүйесінің реттеуі;
иммундық жүйенің қатысуы;
зат алмасу;
сыртқы орта факторларының әсері жатады.
Мысалы, өсу гормоны сүйек пен бұлшықеттің өсуіне ықпал етеді. Қалқанша без гормондары ағзаның өсуі мен жүйке жүйесінің қалыпты дамуы үшін маңызды.
Ханс Шпеман (Hans Spemann)Эмбриондық индукция құбылысын зерттеді. Саламандра ұрығының алғашқы даму кезеңінде болашақ хорда аймағын басқа ұрыққа ауыстырып, екінші жүйке жүйесінің қалыптасуын бақылаған.
Нәтижесі: жасушалар өздігінен ғана дамымайды, көрші ұлпалардың сигналдары да олардың тағдырын анықтайды.
Конрад Уоддингтон (C. H. Waddington)Эпигенетикалық ландшафт тұжырымдамасын ұсынды.
Нәтижесі: жасушаның даму жолын таудан төмен қарай домалаған шарға ұқсатты. Бастапқыда даму мүмкіндіктері көп болса, уақыт өте келе жасуша белгілі бір бағытқа маманданады.
Қазақстандық ғалымдардың зерттеулері
Қазақстанда да жасушалық дифференциация, дің жасушалары, регенеративті медицина, өсімдік жасушаларының дамуы және генетикалық реттелу бағыттарында зерттеулер жүргізілуде.Маңыздысы: төмендегі жұмыстардың барлығы эмбриондық дифференциацияны тікелей зерттейді деп айтуға болмайды. Олардың бір бөлігі – дифференциация механизмдерін түсінуге және қолдануға мүмкіндік беретін жасушалық биотехнология мен регенеративті медицина зерттеулері.
Вячеслав Огай (Vyacheslav Ogay)
Дің жасушалары, экзосомалар, тіндік инженерия және регенеративті медицина бағытында зерттеулер жүргізеді.
Негізгі зерттеу бағыттары:
3D-жасушалық сфероидтар алу;
тіндерді қалпына келтіруге арналған биоматериалдар;
жасушалық өнімдер мен экзосомаларды зерттеу;
регенеративті медицинаға арналған технологиялар.
Тақырыппен байланысы: жасушалардың тіршілік етуі, өсуі және тіндердің қалпына келуі механизмдерін зерттеуге мүмкіндік береді.
Шолпан Аскарова (Sholpan Askarova)
Биоинженерия және регенеративті медицина зертханасының жетекшісі.
Зерттеу бағыттары:
мезенхималық дің жасушаларының қартаю механизмдері;
жасушаларды қалпына келтіру және жаңарту;
нейрондық жасушаларды өсіру;
тіндерді қалпына келтіруге арналған биоматериалдар.
Тақырыппен байланысы: жасушалардың функционалдық ерекшеліктері мен қартаю кезіндегі молекулалық өзгерістерін зерттейді.