Органогенез
Органогенез — фаза эмбрионального развития , начинающаяся в конце гаструляции и продолжающаяся до рождения . В ходе органогенеза три зародышевых листка, образовавшиеся в результате гаструляции ( эктодерма , энтодерма и мезодерма ), образуют внутренние органы организма. [1]
Клетки каждого из трех зародышевых листков подвергаются дифференцировке — процессу, при котором менее специализированные клетки становятся более специализированными посредством экспрессии определенного набора генов. Дифференцировка клеток управляется клеточными сигнальными каскадами. [2] На дифференцировку влияют внеклеточные сигналы, такие как факторы роста, которые передаются соседним клеткам, что называется юкстракринной передачей сигналов, или соседним клеткам на коротких расстояниях, что называется паракринной передачей сигналов . [3] Внутриклеточные сигналы – сама передача сигналов клетками ( аутокринная передача сигналов ) – также играют роль в формировании органов. Эти сигнальные пути позволяют перестраивать клетки и обеспечивают формирование органов в определенных участках организма. [1] Процесс органогенеза можно изучать с помощью эмбрионов и органоидов. [4]
Органы, образующиеся из зародышевых листков
[ редактировать ]
Энтодерма — это самый внутренний зародышевый листок эмбриона, который дает начало желудочно-кишечным и дыхательным органам путем формирования эпителиальных выстилок и таких органов, как печень, легкие и поджелудочная железа. [5] Мезодерма или средний зародышевый листок эмбриона образуют кровь, сердце, почки, мышцы и соединительные ткани. [5] Эктодерма или самый внешний зародышевый листок развивающегося эмбриона образует эпидермис, мозг и нервную систему. [5]
Механизм образования органов
[ редактировать ]Хотя каждый зародышевый листок образует определенные органы, в 1820-х годах эмбриолог Хайнц Кристиан Пандер обнаружил, что зародышевые листки не могут формировать соответствующие органы без клеточного взаимодействия с другими тканями. [1] У человека внутренние органы начинают развиваться через 3–8 недель после оплодотворения. Зародышевые листки образуют органы тремя процессами: складками, расщеплениями и конденсацией. [6] Складки образуются в зародышевом листке клеток и обычно образуют закрытую трубку, которую можно увидеть при развитии нервной трубки позвоночных. В зародышевом листке клеток могут образовываться расщепления или карманы, образующие везикулы или удлинения. Таким путем могут развиваться легкие и железы организма. [6]
Первичным этапом органогенеза хордовых является развитие хорды , которая индуцирует формирование нервной пластинки и, в конечном итоге, нервной трубки в развитии позвоночных. Развитие нервной трубки приведет к развитию головного и спинного мозга. [1] У позвоночных развивается нервный гребень , который дифференцируется во многие структуры, включая кости, мышцы и компоненты центральной нервной системы . Дифференцировку эктодермы на нервный гребень, нервную трубку и поверхностную эктодерму иногда называют нейруляцией, а эмбрион на этой стадии - нейрулой. Целом . тела образуется из расщепления мезодермы по оси сомитов [1]
Органогенез растений
[ редактировать ]У растений органогенез происходит непрерывно и прекращается только тогда, когда растение отмирает. В побеге регулярно апикальные меристемы побега производят новые боковые органы ( листья или цветки ) и боковые ветви. В корне новые боковые корни формируются из слабо дифференцированной внутренней ткани (например, ксилемного полюса перицикла у модельного растения Arabidopsis thaliana ). In vitro и в ответ на специфические смеси гормонов (в основном ауксины и цитокинины ) большинство растительных тканей могут дедифференцироваться и образовывать массу делящихся тотипотентных стволовых клеток, называемую каллусом . Затем из этих клеток может происходить органогенез. Тип образующегося органа зависит от относительной концентрации гормонов в среде. Органогенез растений можно индуцировать в культуре тканей и использовать для регенерации растений. [7]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Гилберт, Сан-Франциско; Барреси, MJF (01 мая 2017 г.). «Биология развития, 11-е издание 2016 г.». Американский журнал медицинской генетики, часть A. 173 (5): 1430. doi : 10.1002/ajmg.a.38166 . ISSN 1552-4833 .
- ^ Рэнкин, Скотт (2018). «Время решает все: повторяющаяся передача сигналов Wnt, BMP и RA регулирует компетентность развития во время органогенеза энтодермы» . Биология развития . 434 (1): 121–132. дои : 10.1016/j.ydbio.2017.11.018 . ПМЦ 5785443 . PMID 29217200 – через NCBI.
- ^ Эдлунд, Хелена (июль 2002 г.). «Органогенез: Органогенез поджелудочной железы - механизмы развития и значение для терапии». Обзоры природы Генетика . 3 (7): 524–532. дои : 10.1038/nrg841 . ISSN 1471-0064 . ПМИД 12094230 . S2CID 2436869 .
- ^ Адер, Мариус; Танака, Элли М (2014). «Моделирование человеческого развития в 3D-культуре». Современное мнение в области клеточной биологии . 31 : 23–28. дои : 10.1016/j.ceb.2014.06.013 . ПМИД 25033469 .
- ^ Jump up to: а б с Кикер, Клеменс; Бейтс, Томас; Белл, Эстер (01 марта 2016 г.). «Молекулярная спецификация зародышевых листков эмбрионов позвоночных» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 73 (5): 923–947. дои : 10.1007/s00018-015-2092-y . ISSN 1420-682X . ПМЦ 4744249 . ПМИД 26667903 .
- ^ Jump up to: а б «Развитие животных – Эмбриональная индукция» . Британская энциклопедия . Проверено 4 апреля 2018 г.
- ^ «Электронная библиотека наук о растениях и почве» . passel.unl.edu . Проверено 4 апреля 2018 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
Словарное определение органогенеза в Викисловаре
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
