Молекулярные основы механизмов эмбрионального развития. Понятие о морфогенах и гомеозисных генах

Основными компонентами эмбрионального развития являются следующие.
1. Клеточный рост, приводящий к увеличению количества клеток и их размеров.
2. Клеточ дифференц – появл специфич черт строен кл-ки, след-но одинак кл-ки в проц дифференц приобрет спец различ.
3. Детерминация – выбор путей дифференцировки.
4. Эмбриональная индукция.
5. Клеточные перемещения.
6. Межклеточные взаимодействия – сегрегация (избирательная сортировка), адгезия.
7. Апоптоз, или запрограммированная гибель клеток.

Гомеозисные гены — гены, опред процессы роста и дифференц в орг-ме, кодируют транскрипционные факторы, контролир программы формир органов и тканей. Мутации в гомеозисных генах могут вызвать превращ одной части тела в другую. Гомеозисными мутантами называются такие организмы, у которых на месте органа развивается орган другого типа.
Гомеозисные гены контролируют работу других генов и определяют превращение внешне неразличимых участков зародыша или определённого органа (ткани, участка тела). У насекомых-роль в определении особенностей строения эмбриональных сегментов и структур на них (ноги, антенны, крылья, глаза).
У растительных орг-мов процессы-филлотаксис, развитие цветков и соцветий.
или
Гомеозисные гены — семейство родственных генов, содержащих гомеобокс и определяющих форму тела. У млекопитающих это семейство представлено 38 генами, сгруппированными в 4 комплекса — Hox (Homeobox). Эти группы генов расположены в хромосомах 2, 7, 12, 17. Гены экспрессируются в эмбриогенезе и определяют организацию общего плана тела. Экспрессия генов контролирует разделение тела эмбриона по координатным осям на морфогенетические поля. Транскрипты гомеозисных генов присутствуют в головном и спинном мозге, в почках конечностей и сердце с 5 по 9 неделю развития. Так, региональная специализация структур позвоночного столба направляется гомеозисными генами. Они контролируют пролиферацию и дифференцировку кроветворных клеток.

Морфоген — сигнальная молекула позиционную информацию и оказывает влияние на клетки. Это белок, кот действует как транскрипционный фактор. К морфогенам относят многие секретируемые клетками белки, включая представителей различных семейств, в том числе у бескрылых и трансформирующего фактора роста. Подобные белки связываются со своими рецепторами и активируют сигнальные каскады в клетках-мишенях, изменяя в них экспрессию специфических генов. Среди морфогенов, участвующих в индукции и спецификации, например мезодермы, упоминают активины, морфогенетические белки кости (BMP), факторы роста фибробластов (FGF). Представление о концентрационном градиенте морфогена предполагает, во-первых, прямое действие морфогена на клетку-мишень и, во-вторых, зависимость ответа данной клетки от концентрации морфогена.