Genlerin Farklılaşması ve Gelişiminin Nükleer ve Moleküler Temelleri

Genlerin Farklılaşmasının ve Gelişmesinin Nükleer ve Moleküler Temelleri!

Farklılaşma ve Gelişmenin Moleküler Temelleri:

Büyüme gerçekleştiğinde, kütle, ağırlık vs. artar. Hücre bölünmesi nedeniyle hücre sayısı artar. Bazen, hücreler büyür ve bölünmez ve büyümeye yol açmazlar. Hücrelerin basit bir şekilde çoğaltılması, hücre kütleleri üretecektir ancak bir organizmayı üretmeyecektir.

Gelişimsel süreçlerin büyüme ve farklılaşma olarak bilinmesi, bir embriyo veya fetüsün oluşumuna yol açan olayları anlamak için önemlidir. Zigot bölündüğünde, embriyonik hücreler genellikle totipotent kalır. Başka bir deyişle, her embriyonik hücre, embriyoya neden olabilir ve yeni bir yetişkin organizma oluşturabilir. Bununla birlikte, yavaş yavaş hücreler bu yeteneği kaybeder ve artık totipotent kalmaz. İzleyerek ve gözlemleyerek, bir hücrenin bütün bir bireyi nasıl ürettiği hakkında makul bir fikir edinebiliriz.

Dokular örneğin beyin, karaciğer, yaprak vb. Konusunda uzmanlaşır. Tokatlayıcı embriyonik hücrelerin özel dokuları oluşturan ve spesifik dokulara yol açan özel hücrelere dönüştürüldüğü sürece farklılaşma denir. Embriyonik hücreler bölündüğünde, bir süre sonra gelişim potansiyeli kısıtlanır ve buna tayin denir.

Hücrenin ne kadar farklılaştırıldığına bakılmaksızın, bireyin tüm nükleer genlerinin kopyalarını içeren, yüksek organizmaların somatik hücrelerinin çoğunun çekirdeği, modem biyoloji ve genetiğin dogmasıdır. Farklılaşan hücreler yeni protein kümelerini başlatır veya bir dizi protein oluşturma yeteneğini kaybeder.

Bu değişikliklerden sorumlu faktörler nelerdir? Bir organizmanın gelişimi sırasında hücrelerin farklı tiplerdeki farklılaşmasının, mutasyon gibi başka bir mekanizmadan ziyade, genlerin ekspresyonunun düzenlenmesini içerdiği düşünülmektedir.

Sydney Brener (İngiliz moleküler biyolog), gelişimsel biyolojideki temel sorunun, bir embriyo yetişkin haline geldiğinde ortaya çıkan olayları ve süreçleri incelemek olduğunu söylüyor.

Mikroskop altında geç embriyonik değişimin çok az olduğu görülmektedir. Ancak moleküler seviye başlangıcındaki değişiklikler çok erken aşamadadır - Bu değişiklikler morfolojik değişikliklerin ortaya çıkmasından çok önce gerçekleşir.

Farklılaşma, mitoz, hücre füzyonu, hücre göçü veya hücreler arası etkileşimler gibi işlemleri içerir. Bütün bu işlemler birbirinden bağımsız olarak çalışır. Kesin gelişim modelini bilmek için uygun bir koordinasyon ve yaklaşım gerekmektedir.

Sonuç olarak denebilir ki:

(i) Farklılaşma ve gelişme, nükleer DNA'da büyük kalıcı değişiklikler gerektirmez.

(ii) Proses, sitoplazmada ve seçici gen transkripsiyonunda kendi kendini güçlendiren değişiklikleri içerir.

Farklılaşma ve Gelişmenin Nükleer ve Moleküler Temelleri:

Hayvanlara karşı olan bitkiler genellikle bitkisel bir bölümden yeni bir bitki oluşturabilirler. Bununla birlikte, şimdi kısmen farklılaşmış hayvan somatik hücrelerinin bu bağlamda bitki somatik hücreleri gibi olduğu bilinen bir gerçektir. Robert Briggs ve Thomas King, kurbağaların blastula ve gastrula kurbağa evrelerinin (Rana pipiens) embriyolarının çekirdeklenmiş yumurtalara nakledildiklerinde embriyoların tam bir embriyo üretebileceğini göstermiştir. Nükleer transplantasyon öyküsü (Şekil 6.67), bir dokunun çekirdeğinin bir yetişkin oluşumu için tam bir gelişim üretme kapasitesini ne zaman kaybettiğini belirlemede faydalıdır.

Briggs ve King, sofistike deneyler için çim kurbağası, Rana pipiens ve Afrika kurbağası Xenopus'u kullandılar. Kurbağa veya kurbağa hücrelerinin çekirdeğini çıkardılar / yok ettiler ve embriyonik ve iribaş hücresinden taze çekirdeği tohumlanmış yumurtalara naklediyorlardı. Taze ekilmiş çekirdeklere sahip birçok embriyo normal kurbağa yavrularına dönüşür (Şekil 6.67). Fakat çekirdekler farklılaşmış bağırsak hücrelerinden geldiyse yavru kurbağalar gelişmedi. Erken ayrılma aşamalarından (64 hücreye kadar) çekirdeklerin kolayca çekirdeklenmiş yumurtalara nakledildiği ve normal olarak yavru kurbağa ve kurbağalara dönüşeceği tespit edildi.

Ancak sonraki aşamalardan gelen çekirdekler genellikle embriyoların iptal etmesine neden olur. Klonal kurbağa yapmak için tamamen farklılaşmış yetişkin kurbağa dokusu kullanılamaz. Açıkça, çekirdeklerin farklılaşma sırasında bazı değişiklikler geçirdiğini açıkça göstermektedir. Farklılaşma süreci erken embriyonik aşamalarda geri dönüşümlüdür.

Bununla birlikte, bitkilerde, olgun hücreler bile bütün bitkiyi başarıyla büyütmek için kallus oluşturmak için farklılaşmaya maruz kalabilir. Ana farklılaşma süreci, değişmiş gen aktivitesinden kaynaklanır. Gen aktivitesindeki bu değişiklik esas olarak çevre ile etkileşimi ile gerçekleşir.

Yakın çevre sitoplazma olabilir. Sitoplazma, sıcaklık, nem, ışık, hücre-hücre etkileşimi gibi birçok parametreden daha fazla etkilenir. Gen ve sitoplazmasının modülasyonu bağımsızdır.