Основные этапы экспрессии генов и методы, с помощью которых их можно изучать

Этапы экспресии генов	Методы их изучения
Активность генов   Транскрипция, первичный РНК-транскрипт (ядерные РНК)   мРНК цитоплазмы   Трансляция (белки — продукты генной активности)   Морфологическая дифференцировка   Строение и жизнеспособность зародыша	Визуальное наблюдение строения соответствующих участков хромосомы (электронная и световая микроскопия)   Метод двумерного гельэлектрофореза     Биохимический метод   Биохимический метод     Цитологический метод, цитохимический метод   Гибридологический и сравнительно эмбриологический методы

Генетическая регуляция развития.

Процессы дифференцировки клетки происходят в соответствии с имеющейся в клетке ген. Информацией.

Оплодотворённая яйцеклетка содержит полный набор генов, полученных от родителей. Она обладает всеми потенциями будущего организма. Она тотипотентна, т.е имеет потенциальную возможность для дифференцировки в различных направлениях. Но во время норм. Развития многоклеточного организма, она дифференцируется в одном направлении.

Из каждого бластомера затем развивается организм.

Причина различия в св-вах кл-к заключена не в обладании различными наборами генов, а в их деффиринцированной экспрессии. Они могут включаться и выключаться.

Видимые изменения в кл-х при дифференцировке, собственно геном в их остаётся неизменным, были получены в опытах с пересадкой ядер в яйцеклетках амфибий- Дж.Гердом,1968г.

Основой кл-ой диффер. явл-ся регуляторные механизмы, обеспечивающие дифференцирующую активность генов на определённых этапах индивидуального развития.

Геном чел-ка включает:

Гены доминантного хозяйства

Гены. участвующие в детерминации, дифференц. и морфогенезе.

Они формировались в определённые промежутки онтогенеза и могут оказывать плейтропное действие.

Исследования по гибридизации ДНК, в дифференциир. кл-к в синтезе РНК участвует 10% ДНК генома.

Представление о дифференцировке экспрессии генов позволило решить вопрос о цитоплазматической локализации морфогенетических потенций.

Открытие цитоплазматич локализаций морфологич потенций, назван цитоплазматической сегрегацией- 1948г. Р.Аncel, P. Vinterbenger.

Эмбриональное развитие можно представить как постепенное ограничение потенций. Вначале для групп кл-к открыто много путей для дифференцировки. По мере развития происходит ограничение.

Механизмы лежащие в основе онтогенеза. Клеточные процессы в онтогенезе: пролиферация, миграция, клеточные сгущения, адгезия, избирательная сортировка кл-к, дифференцировка, запрограммированная гибель клеток.

Основные процессы в онтогенезе:

-Пролиферация (деление)

- Миграция кл-к

-Сортировка кл-к

- Апоптоз (структуры возникновения)

- Дифференцировка

-Детерминация (развитие)

Пролиферация-деление клеток имеет важнейшую роль в процессе роста и развития, в процессе регенерации и онтогенеза. Благодаря пролиферации организм из одноклет превр в многоклет., обеспечиваются рост и морфогенез организма.

Деление кл-к регулируется тканево-специфическими факторами.

- стимуляторы (гормоны)

- ингибиторные (кейлоны)

Число клеточных цыклов в процессе онтогенеза предопределено.

Нарушение процессов пролиферации может привести к уродствам ( недоразвитию и чрезмерному развитию отдельных органов и частей организма.

Миграция кл-к- начинается со стадии гаструлы, продолжается на протяжении всего морфогенеза.

Кл-ки мигрируют одиночно или группами ( мезонхориально), пластами (эпителий).

Способы клеточной миграции. Миграция клеток подвержена генетическому контролю и осуществляется благодаря дистантному взаимодействию и контактному взаимодействию между соседними клетками.

Дистантное взаимодействие по типу хемотаксиса.

Контактное ориентирование клеток со структурированным субстратом.

Контактное взаимодействие между соседними клетками-контактное ингибирование движения

Нарушение процессов миграции клеток приводит к врожденным порокам развития- недоразвитию органа или или развитие органа или ткани в другом месте.

Бластулa -> начало гаструляции à образ гаструляции à кл-ки предшественники мезодермы инволируют через бластопор à гаструляция заканчивается с образованием зародышевого листка.

Сортировка клеток находиться процессе гаструляции образуя зародышевые листки.

Условия сортировки:

- степень подвижности кл-к

- особенности их мембран

- кл-ки будущей эктодермы слипаются и образуют сплошной слой под мезодермой и эктодермой находящейся поблизости комок кл-к.

- Кл-ки эктодермы относительно неподвижны

- агрегацию кл-к зародышевого листка объясняют способностью к избирательному слипанию (адгезии) кл-к одного типа между собой на основе их определённых св-в или различия в подвижности зарядке их мембран.

- нарушения процесса сортировки и избирательности смешанных кл-к может быть причиной злокачественной опухоли.

Апоптоз- запрограммированная избирательная гибель клетки- естественно эволюционно обусловленный и генетически контролируемый механизм морфогенеза.

Апоптоз способствует достижению характерных для определенного вида черт его морфофизиологической организации.

Генетический контроль апоптоза геном Р53. Белок, контролируемый этим геном, обладает способностью при определенных условиях блокировать клеточное деление и запустить механизм апоптоза. Мутации в этом гене приводят к развитию опухоли.

Дифференцировка называется процесс развития специализированных клеточных типов из 1-ого оплодотворённого яйца.

Детерминация– определение пути дифференцировки той или иной клетки.

Она может быть:

- генетически запрограммированной

- может определять взаимодействие соседних кл-к

- взаимодействие гормонов или различных внешних факторов

Детерминация:

-Окончательная (стабильная)

- Изменяться в ходе эхмбриогенеза (лабильная)