Rozwój zwierząt
Rozwój zwierząt… Campbell 7e czyta – c46 p973-978; c47 p987-1010
Campbell 8e czyta – c46 p1008-1009;c47 p1021-1036
Embryologia – nauka o rozwoju zarodka
5 głównych etapów…
1. gametogeneza – wytwarzanie gamet -(czyli, MEIOSIS)
spermatogeneza*- w kanaliku nasiennym*
spermatocyty –meiosis 1 & 2 –>komórki plemnikowe
charakteryzowane przez „różnicowanie się komórek”
oogeneza*-. w jajniku* (fig)
co 28d FSH (z przysadki) pobudza uśpiony pęcherzyk
oocyty –mejoza–> wytwarzają 2. komórkę jajową &ciało polarne
LH (przysadka) wyzwala owulację
charakteryzującą się „wzrostem – powiększeniem komórek”
2. Zapłodnienie – połączenie plemnika & komórki jajowej –> zygota 2n….
części plemnika* – akrosom, główka, mito, &aksonem (flagella) rysunek* &SEM
plemnik musi wniknąć…… 1) zewnętrzną, ochronną, galaretowatą powłokę jaja,
2) warstwę witeliny… (glikoproteiny), &
photo* byLennart Nilsson 3) błona plazmatyczna jaja
poprzez REAKCJĘ AKROSOMOWĄ… wymaga specyficzności – (inwertor)*, (ssaki)*,
monospermia: fuzja pojedynczego plemnika i jądra jaja.
zapobieganie polispermii:
błona plazmatyczna &warstwa witeliny ulega depolaryzacji;
Ca++ jest uwalniany z E.R. jaja i fala Ca* przetacza się przez jajo;
wysokie Ca prowadzi do reakcji korowej (= przestrzeń perivitellinowa)
po zapłodnieniu, ithardens i separuje się.
wysokie Ca prowadzi również do aktywacji oddychania komórkowego &syntezy białekchronologia wydarzeń*
3. Rozszczepienie* – szybkie następowanie po sobie podziałów komórek… bez wzrostu komórek
– brak wzrostu wielkości, tylko wzrost liczby komórek
(mikroskop świetlny pics-1* – pics-2 video* & SEM-żaba)
formuje pustą kulę komórek zwaną BLASTULA zarodek lub blastocysta*,
z wewnętrzną płynną jamą jest nazywanythe… blastocoel
ogólny schemat* pics sea urchin cleavage to blastula embryo*
depends frog* & pics frog cleavage*
upon yolk chick* & pics chick cleavage*
animal pole* -. część embrionu zawierająca tkanki pierwotne
biegun wegetatywny* – część embrionu zawierająca „żółtko” – które ustanawia osie
3-dniowy embrion ludzki (stadium 8 komórek)
manipulacja ludzkim embrionem blastula
Sumanas, Inc. animacja – Ludzkie embrionalne komórki macierzyste
Embryogeneza &warstwy komórek zarodkowych
4. Gastrulacja – okres migracji komórek wokół blastoporu (organizatora),
który przekształca zarodek z pustej kulki komórek w
trzywarstwowe stadium zwane gastrulą zarodka* & pic
(inwert*) & (żaba*) & (kurczak*)
tworzy 3 pierwotne warstwy komórek zarodkowych :
ektoderma – zewnętrzne warstwy naskórka narządów, skóry –> nabłonkowa & nerwowa
endoderma – tkanka przewodu pokarmowego –> jelitowa & gruczoły dokrewne
mesoderma – wypełnia przestrzeń pomiędzy –> notochordem, tkanki mięśniowe &łączne
tkanki pochodzące z 3 warstw zarodkowych kręgowców*
gastrulacja zaciera blastocel – tworzy nową
jamę zwaną archenteron – przypuszczalną jamę pokarmową ► okres, w którym uaktywniają się nowe diploidalne geny zarodka
5. Organogeneza …. Formacja organów poprzez – ośrodki organizujące*
grupy komórek, które kontrolują losy (organizują) innych komórek
ex: neuralation* u żaby – powstawanie układu nerwowego przez neural tube
neural plate (ectoderm) – flat tissue surface thatmigrates
via cytoskeletal elements to to form tubes*
neural tube*= brain & spinal cord
notochord (mesoderm) form cartilage- like backbone
podobny kręgosłup
płytka chrzęstna (ectoderm) – flat tissue surface thatmigrates
via cytoskeletal elements to to form tubes.jak kręgosłup
► prawie wszystkie narządy przekształcają się z płaskich płytek w rurki –> kształt 3D
po czym następuje rozwój segmentowy poprzez somity – somity*
Rozwój człowieka: 6 tygodni* – 20 tygodni*
Film o rozwoju człowieka (slajdy od zapłodnienia do płodu)
od Roberta J. Huskey, of University of Virginia
fish, chick, pig, & human embryo development movies (WGBH-Nova)
the 23 stages of human development (Visible embryo & NIH)
themultidimensional human embryo – U of Michigan
Some key differences: comparing animalto plantdevelopment…
główne różnice występują w mechanizmach
MORPHOGENEIS: mechanizmy rozwojowe ustanawiające
KSZTAŁT/FORMĘ i ORGANIZACJĘ (plan ciała)
DYFERENCJONOWANIE KOMÓREK: procesy, dzięki którym komórki stają sięSPECJALIZOWANE w strukturze i funkcji
w zwierzętach: migracje komórek – gdzie komórki tworzą nowe kształty poprzez migrację
i tworzą płytki &rurki rys. 21.4a
& indukcja embrionalna – gdzie jedna grupa komórek wpływa na rozwój
przyległej grupy komórek ex : indukcja soczewki w oku
w roślinach: cytokineza &płaszczyzna podziału komórki* fig 21.4b
Genetyczne podstawy rozwoju – to zróżnicowana aktywność genów
komórki stają się strukturalnie, funkcjonalnie, &biochemicznie różne
poprzez ekspresję różnych genów w różnych momentach rozwoju
1. musi wykazać, że wszystkie komórki organizmu zawierają kompletny dopełniacz genetyczny
i.e., różnicowanie nie przebiega przez utratę genów z czasem
Równoważność genomiczna: wszystkie komórki zawierają te same geny: eksperymenty z przeszczepami jądrowymi –
1. F.C. Steward (1950) używając marchewki* hoduje całą roślinę z pojedynczej komórki
2. Briggs & King (1952) & J.B. Gurdon (1974) demonstruje to infrogs*
3. John Wilmut (1997) klonyDolly – klonowanie*
Komórki macierzyste: niewyspecjalizowane komórki (w formie &kształtu), które mogą rozmnażać się w nieskończoność
w odpowiednich warunkach –>różnicują się w jeden lub więcej typów komórek
zapłodnione komórki jajowe są totipotentne (= wszystkie) embrionalne komórki macierzyste
vs. dorosłe komórki macierzyste (pluripotentne = wiele, ale nie wszystkie)- komórki macierzyste*
Regulacja transkrypcyjna: prowadzi do ekspresji białek specyficznych dla danej tkanki – rys. 18.10*
kluczowe pojęcia*
.