Головна
Реферати » Реферати по біології » диференціювання ембріональних клітин

Дифференцировка ембріональних клітин

Міністерство освіти РФ

Санкт-Петербурзький технологічний інститут

Кафедра молекулярної біотехнології

Реферат

Тема: Диференціація ембріональних клітин

Виконав: Шилов С.Д. гр.295 курс 3

С-Петербург

2003


Зміст:

Введення ... ..3
Детермінація і диференціювання ... ... ... .3
Дроблення яйцеклітини та освіта бластули ... ..4
Організаційні центри розвиваються зародків. Індукція ... ..6
Феномен «мертвих організаторів» ... .7
Хімічний аспект вивчення та диференціації клітин і тканин ... ... 8
Теорія полів .. ... ... .10
Висновок ... ... 12
Список використаної літератури ... ..13
Додаток ... ... ..14

Вступ:

Організм будь-якого багатоклітинного тварини можна розглядати як клон клітин, які утворилися з однієї єдиної клітини - заплідненого яйця. Тому клітини тіла, як правило, генетично ідентичні, але різняться за фенотипом: одні стають м'язовими клітинами, інші - нейронами, треті - клітинами крові і т.д. В організмі клітини різного типу розташовані строго певним впорядкованим чином, і завдяки цьому тіло має характерною формою. Всі ознаки організму визначаються послідовністю нуклеотидів в геномної ДНК, яка відтворюється в кожній клітині. Всі клітини отримують одні й ті ж генетичні «інструкції» , але інтерпретують їх з належним урахуванням часу і обставин - так, щоб кожна клітина виконувала свою певну специфічну функцію в многоклеточном співтоваристві.
Багатоклітинні організми часто бувають дуже складними, але їх побудова здійснюється за допомогою вельми обмеженого набору різних форм клітинної активності. Клітини ростуть і діляться. Вони відмирають, з'єднуються механічно, створюють сили, що дозволяють їм пересуватися і змінювати свою форму, вони диференціюються, тобто починають або припиняють синтез певних речовин, кодованих геномом, вони виділяють в навколишнє середовище або утворюють на своїй поверхні речовини, що впливають на активність сусідніх клітин. У цьому рефераті я спробую пояснити, яким чином реалізація різних форм клітинної активності в потрібний час і потрібному місці призводять до утворення цілісного організму.

Детермінація і диференціювання:

Найважливіші поняття в експериментальне ембріології - поняття диференціація і детермінації, що відображають основні явища наступності, послідовності процесів розвитку організму. В онтогенезі безперервно відбуваються процеси диференціації, тобто з'являються нові й нові зміни між різними ділянками зародка, між клітинами і тканинами, виникають різні органи. Порівняно з вихідною у розвитку яйцеклітиною організм здається надзвичайно складним. Диференціація - це такий структурний, біохімічне або інша зміна розвитку організму, при якому відносно однорідне перетворюється у все більш різне, чи стосується це клітин (цитологічна дмференціація), тканин
(гістологічна диференціація) або органів і і організму в цілому, йде мова про морфологічних або про фізіологічні зміни. При виявленні причин механізму тих чи інших дифференцировок вживається термін детермінація. Детермінацірованной називають частину зародка з того моменту, коли вона несе в собі специфічні причини свого подальшого розвитку, коли вона може розвиватися шляхом самодіфференціровке відповідно до свого проспективним розвитком. Згідно Б.І. Балинскому детерминацией треба називати стійкість що почалися процесів диференціації, їх тенденцію розвиватися в наміченому напрямку, не дивлячись на зміну умов, незворотність минулих змін.
Тіло тварини побудовано з порівняно невеликої кількості легкоразлічімих типів клітин - приблизно з 200. Відмінності між ними настільки ясні бо, на додаток до численних білкам, необхідним будь-якій клітині організму, клітини різних типів синтезують свій власний набір спеціалізіровнних білків. У клітинах епідермісу утворюється Керотин, в еритроцитах - гемоглобін, в клітинах кишечника - травні ферменти і т.д. Може виникнути питання: чи не пояснюється це просто тим, що клітини мають різними наборами генів? Клітини кришталика могли б, наприклад, втратити гени кератину, гемоглобіну і тд, але зберегти гени Крісталлін; або ж в них могло б вибірково збільшуватися число копій крісталлінових генів шляхом апліфікацій. Однак це не так, цілий ряд досліджень показує що клітини майже всіх типів містять один і той же повний геном, який був в заплідненому яйці. Мабуть, клітини розрізняються не тому що містять різні гени, а тому що вони експресують різні гени. Активність генів схильна регуляції: вони можуть включатися і виключатися.
Наболее переконливі дані від тому, що незважаючи на видима зміна клітин при їх диференціюванні, сам геном залишається у них незмінним, були одержані в дослідах з пересадкою ядер в яйця амфібій. Ядро яйця попередньо руйнують, опромінюючи ультрафіолетом, і мікропіпеткою пересаджують ядро ??диференційованої клітини, наприклад, з кишечника, в запліднене яйце. Таким чином можна перевірити, чи містить ядро ??диференційованої клітини повний геном, рівноцінний геному заплідненого яйця і здатний забезпечити нормальний розвиток зародка. Відповідь виявилася позитивною; в цих дослідах вдавалося виростити нормальну жабу, здатну виробляти потомство.

Дроблення яйцеклітини та освіта бластули:

Багатьма шляхами відбувалася еволюція тварин. Дуже різноманітні і специфічні зв'язку розвиваються організмів із середовищем. Незважаючи на це і незважаючи на великі особливості в морфології і фізіології дроблення у різних видів тварин, дроблення яйцеклітини у більшості організмів вчиняється подібним періодом розвитку, що має назву бластулою (від грецького blaste, blastos - паросток, зачаток). Це один з численних показників спільності походження тваринного світу і один з прикладів паралелізму в еволюційному розвитку структур. Але це не означає, що зародки всіх тварин абсолютно однаково влаштовані на стадії бластули; навпаки, поряд з основними загальними рисами є й істотні відмінності бластул різних тварин. В завісімотсі від багатьох причин яйце, що дробиться в загальному зберігає свою первісну сферичну форму, а бластомери можуть надавати дуже великий тиск один на одного, набувати багатогранну форму і не залишати між собою ніяких щілин; при цьому утворюється морула - сукупність клітин, які діляться, що нагадує Ожинову ягоду з більшою чи меншою порожниною всередині, заповненої продуктами життєдіяльності клітин.
(Рис. 1) Ця порожнину називається порожниною дроблення або в честь вченого Бера в перші її описала - беровской порожниною. У міру ділення клітин порожнину поступово збільшується і превращаяется в порожнину бластули, званої бластоцелем. Клітини обмежують бластоцелем утворюють епітеліальний шар.

Рис.1

Після того як клітини бластули сформували епітеліальний шар, настає час для координованих рухів - гаструляции. Ця радикальна перебудова веде до перетворення полого клітинного кульки в багатошарову структуру, що володіє центральною віссю і двосторонньою симетрією. У міру розвитку у тварини повинні визначитися передній і задній кінці тіла, черевна і спинна сторони і серединна площина симетрії, що розділяє тіло на праву і ліву половини. Така полярність складається на дуже ранній стадії розвитку зародка. В результаті складного процесу інвагінації
(впячивания) (рис.1) значну ділянку епітелію переміщається із зовнішньої поверхні всередину зародка, утворюючи первинну кишку. Наступний розвиток визначатиметься взаємодіями внутрішнього, зовнішнього та середнього шарів, що створюються при гаструляции. Після процесу гаструляції настає процес органогенезу - це локальне зміна певних ділянок того чи іншого зародкових пластів, і освіта зачатка. При цьому часом неможливо виділити якийсь главенсьвующій вид клітинного матеріалу, від якого б залежав механізм розвитку органа.

Організаційні центри розвиваються зародків. Індукція.

У своїх питах Шпеман зрізав у зародка тритона на стадії ранньої гаструли всю верхню половину (анімальне півкуля) і перевертав її на 180 ° і знову зрощують. В результаті утворювалася нервова пластинка на тому ж місці де й повинна була бути, але не з нормального клітинного матеріалу, а з ектодермального шару. Шпеман вирішив, що в цьому районі поширюється якийсь вплив, яке змушує клітини ектодермального шару розвиватися по шляху розвитку нервової пластинки, тобто індукує її освіту. Цю область він назвав організаційним центром, а сам матеріал, з якого виходить вплив - організатором або індукторм. Надалі
Шпеман пересаджував так звані індуктори в різні ділянки інших зародків на стадії бластули або ранньої гаструли. В не залежності від місця у зародка индуцировалась вторинна нервова пластинка з усіма атрибутами, але не з трансплантата, а з клітин господаря, сам же трансплантат в більшості випадків рухався по шляху свого нормального розвитку. Для аналізу даних явищ в 1938 році Гольтфетер культивував з стандартних середовищах маленькі шматочки, вирізані з гаструли тритонів. Виявилося що шматочки, вирізані з різних областей зародка, тобто різною мірою детерміновані, в залежності від цього чи розпадаються на різні окремі клітини (менше детерміновані), або можуть формувати різні тканинні структури (більш локально детерміновані). Ці структури, висловлюючись мовою школи Шпемана, розвивалися у відсутності організатора.
Повною переконливий висновок з цих фактів зробили в 1955 році Ж.Гольтфретер і В.Гамбургер: всі ділянки крайової зони продукують в умовах експлантаціі більш широке розмаїття тканин, ніж вони дали б, перебуваючи в системі зародка . Пізніше ці вчені аналізуючи дані дослідів зробили дуже важливий висновок, що неправильно було б розглядати поля і організатори як верховну владу у визначенні долі інших менш специфічно детермінованих частин зародка. Цінні результати численних дослідів і досліджень школи Шпемана і його послідовників з інших лабораторій, які дали ембріології блискучі докази взаємозалежності частин зародка, його інтеграції на будь-якій стадії розвитку, стали трактуватися все більш односторонньо, як дія організаторів на нібито індіференцірованний клітинний матеріал. Ця була смуга в розвитку ембріології, коли здавалося було знайдено основне пояснення процесів формоутворення і критичні зауваження окремих вчених проти односторонніх захоплень, розглядалося кк щось заважає розвитку науки. Створена в той час теорія організаційних центрів, безсумнівно, містила в собі односторонні і навіть фанатичні вдивіться, котороие зазнали поразки перед обличчям нових, не менш захоплюючих фактів, виявлених згодом самій же шпемановской школою.


Феномен

Сторінки: 1 2 3