Eläinten kehitys

Animal Development… Campbell 7e lukee – c46 p973-978; c47 p987-1010
Campbell 8e lukee – c46 p1008-1009;c47 p1021-1036
Embryologia – alkion kehityksen tutkimus
5 päävaihetta…
1. gametogeneesi – sukusolujen tuottaminen -(esim, MEIOSIS)
spermatogeneesi*- siemennesteen* tubuluksessa
spermatosyytit –meioosi 1 & 2 –> siittiösolut
ominaisuutena ”solujen erilaistuminen”
oogeneesi*- munasarjassa* (kuvio)
joka 28d FSH (aivolisäkkeestä) stimuloi lepotilassa olevaa follikkelia
oosyytit –meioosi–> tuottavat 2. munasolun & polaarirunko
LH (aivolisäkkeestä) käynnistää ovulaation
ominaista ”solujen kasvu – laajentuminen”

2. Hedelmöitys – siittiöiden & munasolun liitto –> 2n zygootti…
siittiöiden osat* – akrosomi, pää, mito, & aksonemi (flagellat) piirros* &SEM
sperman täytyy tunkeutua……. 1) munasolun ulomman, suojaavan, hyytelömäisen kuoren,
2) vitelliinikerroksen… (glykoproteiinit), &
valokuva* byLennart Nilsson 3) munasolun plasmakalvo
KANSAINVÄLISEN REAKTIIVISUUDEN KANSSA… vaatii spesifisyyttä – (invertti)*, (nisäkkäät)*,
monospermia: yksittäisen siittiön ja munasolun ytimen fuusio.
polyspermian estäminen:
plasmakalvo & vitelliinikerros depolarisoituu;
Ca++ vapautuu munasolun E.R:stä ja Ca*-aalto pyyhkäisee munasolun poikki;
korkea Ca johtaa kortikaaliseen reaktioon (= perivitellin tila)
hedelmöitymisen jälkeen ithyytyy ja erottuu.. muodostuu hedelmöityskalvo*
korkea Ca johtaa myös munasolun aktivoitumiseen = soluhengitys & proteiinisynteesi
tapahtumien aikajana*

3. Cleavage* – solunjakautumien nopea peräkkäisyys… ilman solukasvua
– ei koon kasvua, vain solujen määrän kasvu
(valomikroskooppi kuvat-1* – kuvat-2 video* & SEM-sammakko)
muodostuu ontto solupallo nimeltä BLASTULA alkio tai blastokysta*,
sisäistä nesteonteloa kutsutaan… blastokotelo
yleinen kuvio* pics merisiilin hajaantuminen blastula-alkioon*
riippuu sammakko* & pics sammakon hajaantuminen*
keltuainen keltuainen kananpoikanen* & pics kananpoikanen hajaantuminen*
eläimen napa* – – alkion osa, jossa on primaarisia kudoksia
kasviperäinen napa* – alkion osa, jossa on ”keltuainen” – joka muodostaa akselit

3 päivän ikäinenihmisen alkio (8-soluinen vaihe)
ihmisen blastula-alkion manipulointi
ihmiset, Inc. animaatio – Ihmisen alkion kantasolut

Embryogeneesi & Sukusolukerrokset

4. Gastrulaatio – solujen vaellusten ajanjakso blastoporan (organisoijan) ympärillä,
joka muuttaa alkion onttosta solupallosta
3-kerroksiseksi vaiheeksi nimeltään gastrula-alkio* & pic
(käänteinen*) & (sammakko*) & (kana*) & (poikanen*)
muodostuu 3 primaarista sukusolukerrosta :
ektodermi – elinten, ihon ulommat epidermaalikerrokset –> epiteeli & hermo
endodermi – ruoansulatuskanavan kudos –> suolisto & hormonirauhaset
mesodermi – täyttää välitilan –> notokord, lihakset &lihas-
kudokset, jotka ovat peräisin selkärankaisten 3 alkion itukerroksesta*
gastrulaatio hävittää blastokotelon – muodostaa uuden
ontelon, jota kutsutaan archenteroniksi – oletettu ruoansulatusontelo
► ajanjakso, jolloin alkion uudet diploidit geenit tulevat aktiivisiksi

5. Organogeneesi …. Elinmuodostus kautta – organisoivat keskukset*
soluryhmät, jotka ohjaavat (organisoivat) muiden solujen kohtaloa
ex: Neuralisaatio* sammakolla – hermoston muodostuminen hermoputken kautta
neuraalilevy (ektodermi) – litteä kudospinta, joka vaeltaa
sytoskeletaalielementtien välityksellä muodostaen putkia*
neuraaliputki*= aivot & selkäydin
notokordia (mesodermi) muodostavat rusto…kuten selkäranka
► lähes kaikki elimet muodostuvat litteistä levyistä putkiksi –> 3D-muoto
seurasi segmentoitunut kehitys somiittien kautta – somiitit*
ihmisen kehitys: 6 viikkoa* – 20 viikkoa*
Ihmisen kehitys -elokuva (dioja hedelmöityksestä sikiöön)
Robert J. Huskey, Virginian yliopistosta
kalan, poikasen, sian, & ihmisen alkion kehitysfilmejä (WGBH-Nova)
ihmisen kehityksen 23 vaihetta (Visible embryo & NIH)
moniulotteinen ihmisen alkio – U of Michigan

Joitakin keskeisimpiä eroavaisuuksia: eläimen ja kasvin kehityksen vertailu…
suurimmat erot esiintyvät
MORPHOGENEISSA: kehitysmekanismit, joilla luodaan
KUVA/MUOTO ja ORGANISAATIO (ruumiinrakenne)
SOLUJEN ERIYTYMINEN : prosessit, joiden avulla solut muuttuvat
erikoistuvat rakenteeltaan ja toiminnaltaan
eläimissä: solujen vaellukset – solut luovat uusia muotoja vaeltamalla
ja muodostavat levyjä &putkia kuva 21.4a
& alkion induktio – jossa yksi soluryhmä vaikuttaa
viereisen soluryhmän kehitykseen esim : linssin induktio silmässä
kasveissa: sytokinesis & solunjakautumisen taso* kuva 21.4b

Kehityksen geneettinen perusta – on erilaista geenien aktiivisuutta
soluista tulee rakenteellisesti, toiminnallisesti, & biokemiallisesti erilaisia
ilmaisemalla eri geenejä eri aikoina kehityksessä
1. on osoitettava, että kaikki organismin solut sisältävät täydellisen geneettisen komplementin
jne, erilaistuminen ei etene menettämällä geenejä ajan myötä
Genominen ekvivalenssi: kaikki solut sisältävät samat geenit: ydinsiirtokokeet –
1. F.C. Steward (1950) käyttää porkkanaa* kasvattaa koko kasvin yhdestä solusta
2. Briggs & King (1952) & J.B. Gurdon (1974) osoittaa sen infrogs*
3. John Wilmut (1997) kloonaaDolly – kloonaus*
Kantasolut: erikoistumattomat solut (muodoltaan & muoto), jotka voivat lisääntyä loputtomiin
sopivissa olosuhteissa –> erilaistuvat yhdeksi tai useammaksi solutyypiksi
hedelmöityneen munasolun solut ovat totipotentteja (= kaikki) alkion kantasoluja
vs. aikuisten kantasolut (pluripotentit = monet, mutta eivät kaikki)- kantasolut*
Transkriptiivinen säätely: johtaa kudosspesifisten proteiinien ilmentymiseen -kuvio 18.10*
avainkäsitteet*