Работа 2. Генетическая регуляция развития организма

На всех этапах онтогенеза гены регулируют и контролируют развитие организма.

В овогенезе в клетках синтезируется большое количество разных видов мРНК и рРНК, которые активируются после оплодотворения и контролируют развитие зародыша до стадии бластулы. Гены самого зародыша начинают функционировать у разных видов позвоночных на разных этапах дробления (у человека – на стадии двух бластомеров), и продукты их деятельности начинают регулировать развитие зародыша.

Таким образом, ранние этапы развития регулируются материнскими и зародышевыми генами.

Начиная со стадии гаструляции, у большинства видов позвоночных развитие организма регулируется только собственными генами. Формообразовательные процессы в ходе эмбриогенеза требуют сложнейших взаимодействий как генов, так и их продуктов друг с другом. На основе этих взаимодействий направляются перемещения клеточных масс, складывающихся, в конечном итоге, в органы и ткани. Форма возникает за счет распределения химических веществ, образуемых под контролем генных «каскадов». Поскольку дифференциальная транскрипция структурных генов обеспечивается взаимодействием продуктов многих регуляторных генов, было выдвинуто предположение о существовании «супер»-регуляторных генов, способных запускать каскады генов, последовательно реализующих программу специфической клеточной дифференцировки. Для таких генов шведский цитолог Ян-Эрик Эдстрем еще в начале 60-х годов предложил термин «Master Genes» (Гены — господа), а для контролируемых ими структурных генов соответственно — «Slaves-Genes» (Гены — рабы). Сложнейшая морфогенетическая реакция, завершающаяся формированием целого органа, может быть запущена одним «главным» геном, который, следовательно, является ответственным за процессы формообразования, разрешая или запрещая (в случае мутации) целый сложный комплекс событий. Например, у человека ген pdf-1 является «триггером» программы, запускающей развитие поджелудочной железы, а ген НОХ-11 «отвечает» за развитие селезенки. Известны гены-господа и для развития отдельных зародышевых листков. Так, мутация гена casanova блокирует развитие всей энтодермы, а генов Brachiury и zeta-globin - всей мезодермы.

На рис. 1 представлена одна из моделей генетической регуляции развития организма. Эта модель объясняет определенную смену стадий онтогенеза путем последовательной активации соответствующих стадиоспецифических генов. Так, сенсорный («главный») ген (С) взаимодействует с геном-интегратором (И), продукт деятельности которого является индуктором структурных генов СГ₁ и СГ₂. В свою очередь, продукт деятельности структурного гена СГ₂ через промотор П₂ индуцирует структурные гены СГ₃ и СГ₄ и т.д.

Индуктор 1 Индуктор 2 Индуктор 3

Рис. 1.Модель генетической каскадной регуляции развития организма.

Разберите схему и зарисуйте модель каскадной генетической регуляции развития в альбом.

Date: 2015-09-02; view: 856; Нарушение авторских прав