Ontogenezės diferenciacijos reguliavimas. Individuali raida (ontogenezė), ontogenezės periodizacija

Biologijos katedra su ekologija ir kursu
farmakognozija
Paskaita
PRINCIPAI IR
MECHANIZMAI
REGLAMENTAS
ONTOGENEZĖ
Docentas DEGERMENDZHI N.N.

Klausimai:
Reguliavimo lygiai
ontogeniškumas
Ontogeniškumo nustatymas,
embriono indukcija
Genų ir ląstelių mechanizmai
ontogenezės reguliavimas

Ontogenezės reguliavimo lygiai

Ontogenija yra rinkinys
tarpusavyje susiję ir chronologiškai
deterministiniai proceso įvykiai
kūno gyvenimą
ciklas. Kiekviename individo etape
plėtra įgyvendinama
paveldima informacija arti
sąveika su aplinka

Ontogenezės reguliavimo lygiai

Genetinė
Ląstelinis
Organinis
genai,
reguliuojantys
ontogenijos eiga
Ląstelinis
mechanizmai
Neurohumoralinis
reglamentas

Ontogenezės reguliavimo lygiai

ikiembrioninis laikotarpis
Genų amplifikacija -
genų kopijų darymas
kad veda prie
atsiradimas
pasikartojantys skyriai
DNR ir tūrio plėtra
genomo.

Ontogenezės reguliavimo lygiai

ikiembrioninis laikotarpis
Ooplazminė segregacija -
specialus kiaušinio organizavimas,
kuriame kiaušiniuose prieš
įvyksta apvaisinimas
citoplazmos judėjimas. Ir į
skirtingos citoplazmos dalys
įvairių: ant gyvulio stulpo
RNR koncentracijos padidėjimas
glikogenas, palei pusiaują -
askorbo rūgštis
Formavimasis ir kaupimasis citoplazmoje
maistinių medžiagų

Ontogenezės reguliavimo lygiai

Embrioninis laikotarpis
Pasiryžimas yra įvykis
kokybiniai skirtumai tarp dalių
besivystantis organizmas, iš anksto nulemia
tolesnis likimasšios dalys anksčiau
tarp jų yra morfologinių skirtumų
juos
Potencijos – didžiausios elementų galimybės
gemalas. Paprastai vienas iš jų

ryžtas

Embrioninis laikotarpis
Totipotencija -
vienodai paveldimas
ness. gemalas
turi platų
potencija
Labilus ryžtas
embrionas turi blastomerus
elgtis transplantacijos metu
pagal vietą
transplantacijos

ryžtas

Labilus ryžtas
Tarkovskio ir Mintzo eksperimentai

ryžtas

Stabilus ryžtas -
embriono užuomazgos
pasiryžusi ir sukelti
valdžios institucijos, nepriklausomai nuo vietos.
transplantacijos

ryžtas

Stabilus ryžtas

ryžtas

Kanalizacijos plėtra

Embrioninė indukcija

Ši dalių sąveika
besivystantis embrionas, o
pažeidžia vieną embriono vietą
kito likimas
Spemann patirtis

EMBRIONAS
INDUKCIJA
yra embrioninių ląstelių grupės poveikis
skirtumui šalia
esančios ląstelės
yra kai kurių užuomazgų įtaka
kiti su paskirta
medžiagų-reguliatorių ląstelės

G. Driesch (1891) – fenomenas
embriono reguliavimas
Ontogenija yra holistinė
procesas, NĖRA paprastas
vienženklė suma
priežastinis
nuorodos!

Chodomesoderminis
gemalas – pirminis
embrioninis
organizatorius

EMBRIONAS
INDUKCIJA dėl
SPECIALUS
INDUKTORIAI
ĮJUNGIMAS IR IŠJUNGIMAS
GENŲ BLOKAI NETOLIAME
ESAMOS LĄSTELĖS

Embrioninis laikotarpis

Taigi, pagrindinis
embrioniniai metodai
plėtra
yra: diferenciacija,
ryžtas ir visa tai
vyksta kartu su visais
embriono dalys, t.y. integracija

1985 metais genai, kurie kontroliuoja eigą
ontogeniškumas
Chronogenai – kontrolė
Valdykite visus procesus
skilimas iki gastruliacijos
įvykių atsiradimo laikas.
Ankstyviausias iš chronogenų
genai, turintys motininį poveikį.
Gaminamas kiaušialąstėje
genų amplifikacija.
Kaip rezultatas, atsiranda
daug kopijų
genai. Kai kurie iš jų
perrašyti ir sukurti
daug mRNR
kuris prasideda
transliuoti iškart po to
apvaisinimas.

Genai su motinišku poveikiu

ankstyvieji genai embriono vystymasis Drosophila
Messenger RNR paskirstymas

Genai, reguliuojantys ontogeniškumo eigą

Gastruliacijos stadijoje pradeda veikti genai
erdvinė organizacija yra jų pačių
organizmo genai.
Jie skirstomi į genus:
Segmentavimas – atsakingas už segmentų susidarymą.
Veikti iki vėlyvosios gastrulės stadijos.
Skirstymai yra atsakingi už
segmentų diferenciacija ir išsilavinimas
skyriai
Homeotiniai genai – užtikrina normalų
konstrukcijų formavimas ir jų išdėstymas tinkamoje vietoje.

Segmentacijos genai

Segmentacijos genai

Segmentacijos genai

Drosophila segmentacijos genų mutacijos
Nobelio
1995 metų laureatai:
E. Lewisas; KAM.
Nüsslein-Wolhard;
E. Višuas – už
atidarymas
genetinė kontrolė
anksti
embrioninis
plėtra

Homeotiniai genai (HOM)

Palaiko organų vystymąsi
audinių tam tikroje vietoje
Homeotinių genų struktūroje
regionai, turintys panašų nukleotidą
seka yra vadinamoji
NAMŲ DĖŽĖS
Homeoboxes užkoduoja seką
aminorūgštys, vadinamos homeodomenu

Homeotiniai genai (HOM)

Homeodomenas
Pelė
Varlė
ANTENAPEDIJA
FUSHITARASU
ULTRABITORAKSAS
Tri, glu, arg, gli, ile, liz, ile, tri, fen, gli, asn, arg, arg, met, liz, tyr, liz, liz, asp, glu

Tri,glu,arg,gli,ile,liz,ile,tri,phen,gli,asn,arg,arg,met,liz,tri,liz,liz,glu,asp
Ser, glu, arg, gli, ile, liz, ile, tri, fen, gli, asn, arg, arg, met, lys, ser, liz, liz, asp, arg
Tri, glu, arg, gli, ile, liz, ile, tri, fen, glu, asn, arg, arg, met, liz, ley, liz, liz, glu, ile
Homeodomenas yra panašesnis,
nei homeobox
Homeobox atpažįstamas pagal homeodomeną

Homeotiniai genai (HOM)

Homeotinių genų mutacijos

Homeotinių genų mutacijos

Šilkaverpių lerva

Homeotinių genų mutacijos

Homeotiniai genai žmonėms

- PAX grupės genai (vaidina svarbų vaidmenį
plėtros nervų sistema).
- MSX genai (kai mutuoja, per anksti perauga siūlai
kaukolė).
- EMX (su mutacija – smegenų skilimu
vienas arba abu pusrutuliai).
- SOX (vaidmuo pirminiame lyties nustatymo procese
ir kt.

ryžtas

Genetinis lyties nustatymas
Cinko pirštų reguliavimas

Genų jungiklių rinkinio diagrama

morfogenas
B
E
G
A
C
morfogenas
F
H
D
Kaufmanas, 1972 m

Ankstyvą vystymąsi kontroliuojančių genų homologija

Ontogenezės reguliavimo lygiai

Genų mechanizmai
Ląstelių mechanizmai
Su motinišku poveikiu
Platinimas
segmentavimas
Diferencijavimas
Skirstymas
homeotiškas
Rūšiavimas
juda
Sukibimas

Platinimas
Diferencijavimas
Rūšiavimas
juda
Sukibimas
apoptozė

Ląstelių reguliavimo mechanizmai

Išsiskyrimas
Genai – su motinine
poveikis
Ląstelių dauginimosi mechanizmai
gastruliacija
Genai – segmentacija
Ląstelių proliferacijos mechanizmai,
juda,
rūšiavimas

Ląstelių reguliavimo mechanizmai

Genai: suskaidymai
Korinio ryšio mechanizmai:
Platinimas
Diferencijavimas
Rūšiavimas
juda
Sukibimas

Ląstelių reguliavimo mechanizmai

1987 m. juos atrado Edelmanas
kelios baltymų grupės, kurios lemia
ląstelių sąveika embrione.
CAM - nustatyti ląstelių sąveiką
embrionas. Randamas ląstelių paviršiuje
sąveikauja su tomis pačiomis molekulėmis
kaimyninės ląstelės. Dalyvauti formuojant
sandarūs ir tarpiniai kontaktai.
SAM- nustatyti ląstelių ryšį su
substratas
CJM – ląstelių kontaktinės molekulės

Ląstelių reguliavimo mechanizmai

Histo- ir organogenezė
Genai: homeotiniai
Korinio ryšio mechanizmai:
Platinimas
Diferencijavimas
Rūšiavimas
juda
Sukibimas
apoptozė

Epigenetinė kontrolė

Epigenetinė insulto kontrolė
atliekama ontogenezė
šiuos mechanizmus:
Nukleosominė organizacija
DNR – baltymas
sąveikos
Alternatyvus sujungimas
DNR metilinimas
Imprinting

Epigenetinė kontrolė

Nustatyta morfogenezė
genetiškai, bet
dėka
epigenetinis
ląstelių tarpusavio priklausomybė ir
jų kompleksai.
Nereguliuojamas iškraipymas
morfogenezė sukelia
raidos anomalijos
(teratoma).

Įgimtos populiacijos defektai
žmogaus (1-2 proc.) skirstomi į
-
aplazija, agenezė
atrezija
hipoplazija
hiperplazija
heterotopijos
plyšęs
atkaklumas
stenozės
gametopatijos
embriopatijos

Organizmo vystymasis
nustatyti:
- genetiniai veiksniai
- dalių sąveika
gemalas
- išoriniai veiksniai
aplinkos

Ontogenija – individo individualios raidos pavadinimas (E. Haeckel, 1866).

Pagrindinis biologijos klausimas: kiek skirtingų tipų ląstelių atsiranda iš vieno kiaušinėlio! O iš vieno genotipo – keli tūkstančiai skirtingų fenotipų? Žinduolių organizme iš vienos zigotos susidaro daugiau nei 1000 skirtingų tipų ląstelių.

Plėtra- nuolatinis pokyčių procesas, dažniausiai lydimas svorio, dydžio padidėjimo, funkcijų pasikeitimo. Beveik visada susijęs su augimu, kuris gali būti dėl ląstelių dydžio ar skaičiaus padidėjimo. Kiaušinio svoris 1*10x(-5)g, spermatozoidas 5x10(-9)g. Naujagimiui - 3200 g.

Vienu masės padidėjimu neįmanoma užtikrinti kūnui būdingų požymių susidarymo.

Vystymosi etapai.

Ląstelių nustatymas

Ląstelių diferenciacija

Naujos formos susidarymas, morfogenezė.

Bet kurio etapo pažeidimas gali sukelti apsigimimus ir deformacijas.

ryžtas- ribojimas, apibrėžimas - laipsniškas embrioninių ląstelių ontogenetinių galimybių ribojimas. Tai reiškia, kad nustatymo stadijoje ląstelės savo morfologiniais požymiais skiriasi nuo embrioninių ląstelių, tačiau funkcijas vis tiek atlieka embrioninės ląstelės. Tie. nustatytos ląstelės dar nepajėgios atlikti specialių funkcijų. Žinduolių organizme nustatytos ląstelės atsiranda aštuonių blastomerų stadijoje. Chimeriniai, aloferiniai organizmai. Kaip pelės tyrimo objektas. Pelių embrionai 8 blastomerų stadijoje ekstrahuojami fermento pronazės pagalba ir suskaidomi į atskirus blastomerus, skirtingų gyvūnų blastomerai sumaišomi mėgintuvėlyje, o po to susiuvami į gimdą. Rezultatas - normalūs gyvūnai, bet dalių spalva skiriasi, nes. pradinės formos buvo skirtingų spalvų. Jei tokia operacija atliekama vėlesniuose embriogenezės etapuose, gyvūnų mirtis, o tai įrodo ląstelių nustatymą šiame etape.

Nustatymo procesas yra genetiškai kontroliuojamas. Tai laipsniškas, kelių etapų procesas, kuris dar nebuvo gerai ištirtas. Matyt, nustatymo pagrindas yra tam tikrų genų aktyvinimas ir įvairių mRNR, o gal ir baltymų sintezė.

Pasiryžimas gali būti pažeistas, o tai sukelia mutacijas. Klasikinis pavyzdys yra Drosophila mutantų vystymasis vietoj burnos aparato - galūnių - antenų. Galūnių formavimasis nebūdingose ​​vietose.

Diferencijavimas. Deterministinės ląstelės palaipsniui patenka į vystymosi kelią (nespecializuotos embrioninės ląstelės virsta diferencijuotomis kūno ląstelėmis). Diferencijuotos ląstelės, skirtingai nei deterministinės, turi ypatingas morfologines ir funkcines organizacijas. Juose vyksta griežtai apibrėžtos biocheminės reakcijos ir specialių baltymų sintezė.

Kepenų ląstelės – albuminas.

Odos epidermio ląstelės yra keratinas.

Raumenys – aktinas, miozinas, mielinas, mioglobinas.

Pieno liaukos – kazeinas, laktoglobulinas.

Skydliaukė yra tiroglobulinas.

Skrandžio gleivinė yra pepsinas.

Kasa – tripsinas, chimotripsinas, amilazė, insulinas.

Paprastai diferenciacija vyksta embriono laikotarpiu ir sukelia negrįžtamus pokyčius pluripotentinėse embriono ląstelėse.

Specialių baltymų sintezė prasideda labai ankstyvose vystymosi stadijose. Dėl smulkinimo stadijos: blastomerai skiriasi viena nuo kitos citoplazmoje. Įvairių blastomerų citoplazmoje yra skirtingų medžiagų. Visų blastomerų branduoliai turi tą pačią genetinę informaciją, nes turi tą patį DNR kiekį ir tą pačią bazių porų tvarką. Į specializacijos klausimą dar neatsakyta.

1939 Tomas Morganas iškėlė hipotezę: „Ląstelių diferenciacija yra susijusi su skirtingų genų veikla tame pačiame genome“. Šiuo metu žinoma, kad apie 10% genų veikia diferencijuotose ląstelėse, o likusieji yra neaktyvūs. Dėl šios priežasties specifiniai genai veikia įvairių tipų specializuotose ląstelėse. Specialūs eksperimentai, susiję su buožgalvio žarnyno ląstelių branduolių persodinimu į kiaušialąstę be branduolio, parodė, kad diferencijuotose ląstelėse išsaugoma genetinė medžiaga, o tam tikrų genų funkcionavimo nutrūkimas yra grįžtamas. Iš varlės kiaušinėlio išimtas branduolys, iš buožgalvio žarnyno ląstelės. Vystymasis neįvyko, kartais embriogenezė vyko normaliai. Suaugusios varlės struktūrą visiškai nulėmė branduolys.

Genų funkcionavimą daugialąsčio organizmo vystymosi metu įtakoja sudėtinga ir nuolatinė branduolio ir citoplazmos bei tarpląstelinė sąveika.

Diferencijavimas reguliuojamas transkripcijos ir vertimo lygiu.

Ląstelių diferenciacijos reguliavimo lygiai .

1. 
   transkripcijos lygyje.

- operono sistema

Dalyvauja baltymai - histonai, kurie sudaro kompleksą su DNR.

DNR sritys, padengtos histonu, nepajėgios transkripuoti, o sritys, kuriose nėra histono baltymų, yra transkribuojamos. Taigi, baltymai dalyvauja kontroliuojant skaitomus genus.

Hipotezė apie skirtingą genų aktyvumą: „Prielaida, kad skirtinguose diferencijuotų ląstelių genuose yra represuojami (uždaromi skaitymui) skirtingi DNR regionai, todėl sintetinami skirtingi mRNR tipai.

1. 
   transliacijos lygiu.

Ankstyvosiose embriono vystymosi stadijose visą baltymų sintezę užtikrina matricos, sukurtos kiaušinyje prieš apvaisinimą, kontroliuojant jo genomą. I-RNR sintezė nevyksta, keičiasi baltymų sintezės pobūdis. Skirtingiems gyvūnams sintezė įjungiama skirtingai. Varliagyviuose iRNR sintezė po 10-ojo padalijimo, tRNR sintezė blastulės stadijoje. Žmonėms mRNR sintezė po 2-ojo padalijimo. Ne visos kiaušinyje esančios i-RNR molekulės vienu metu naudojamos polipeptidų ir baltymų sintezei. Kai kurie iš jų kurį laiką tyli.

Yra žinoma, kad vystantis organizmui, organų klojimas vyksta vienu metu.

heterochronija- modelis, kuris reiškia, kad vystymasis vyksta ne vienu metu.

Ląstelių diferenciacijos procesas yra susijęs su tam tikrų ląstelių depresija. Gastruliacijos procese genų depresija priklauso nuo nevienodos citoplazmos įtakos embrioninėse ląstelėse. Organogenezėje svarbiausią reikšmę turi tarpląstelinė sąveika. Vėliau genų veiklos reguliavimas vykdomas per hormoninius ryšius.

Embrione skirtingi regionai veikia vienas kitą.

Jei tritono embrionas blastulės stadijoje yra padalintas per pusę, tada iš kiekvienos pusės išsivysto normalus tritonas. Jei tas pats daroma prasidėjus gastruliacijai, iš vienos pusės susidaro normalus organizmas, o kita pusė išsigimsta. Normalus embrionas susidaro iš pusės, kurioje buvo blastoporos nugarinė lūpa. Tai įrodo

1. 
   nugarinės lūpos ląstelės turi galimybę organizuoti embriono vystymosi programą
2. 
   jokios kitos ląstelės negali to padaryti.

Nugarinė lūpa skatina smegenų ir nugaros smegenų susidarymą ektodermoje. Ji pati skiriasi į nugaros stygas ir somites. Ateityje daugelis gretimų audinių keičiasi indukciniais signalais, todėl formuojasi nauji audiniai ir organai. Indukcinio signalo funkciją atlieka vietiniai hormonai, skatinantys augimą. Diferenciacija, tarnauja kaip chemotaksės veiksniai, stabdo augimą. Kiekviena ląstelė gamina vietinio veikimo hormoną – kaloną, kuris slopina ląstelių patekimą į sintetinę mitozės fazę ir laikinai slopina šio audinio ląstelių mitozinį aktyvumą bei kartu su antikeilonu nukreipia ląsteles diferenciacijos keliu.

Morfogenezė- formos formavimas, naujos formos priėmimas. Formos formavimasis dažniausiai atsiranda dėl diferencinio augimo. Morfogogenezė pagrįsta organizuotu ląstelių ir ląstelių grupių judėjimu. Dėl judėjimo ląstelės patenka į naują aplinką. Procesas vyksta laike ir erdvėje.

Diferencijuotos ląstelės negali egzistuoti savarankiškai, jos bendradarbiauja su kitomis ląstelėmis, formuoja audinius ir organus. Formuojantis organams svarbi ląstelių elgsena, kuri priklauso nuo ląstelių membranų.

Ląstelės membrana vaidina svarbų vaidmenį įgyvendinant

ląstelių kontaktai

Sukibimas

Agregacijos.

Tarpląstelinis kontaktas– mobiliosios ląstelės susiliečia ir išsiskiria neprarasdamos mobilumo.

Sukibimas- besiliečiančios ląstelės ilgas laikas prispausti vienas prie kito.

Apibendrinimas – tarp prilipusių ląstelių atsiranda specialių jungiamojo audinio ar kraujagyslių darinių, t.y. paprastų ląstelinių audinių ar organų agregatų susidarymas.

Organui susidaryti būtina, kad tam tikrame kiekyje būtų visų ląstelių, turinčių bendrą organo savybę.

Eksperimentuokite su išskaidytomis varliagyvių ląstelėmis. Buvo paimti 3 audiniai - nervinės plokštelės epidermis, nervinių raukšlių plotas, žarnyno ektodermos ląstelės. Ląstelės atsitiktinai suskaidomos ir sumaišomos. Ląstelės pradeda palaipsniui rūšiuoti. Be to, rūšiavimo procesas tęsiasi tol, kol susidaro 3 audiniai: viršuje yra epidermio audinio sluoksnis, tada nervinis vamzdelis, o apačioje yra endoderminių ląstelių sankaupa. Šis reiškinys vadinamas ląstelių segregacija – selektyviu rūšiavimu.

Akių rudimentų ir kremzlių ląstelės buvo sumaišytos. Vėžio ląstelės nesugeba atsiskirti ir yra neatskiriamos nuo normalių ląstelių. Likusios ląstelės yra atskiriamos.

Kritiniai vystymosi laikotarpiai.

Kritinis laikotarpis yra laikotarpis, susijęs su medžiagų apykaitos pokyčiais (genomo keitimu).

Žmogaus ontogenezėje yra:

1. lytinių ląstelių vystymasis

2. tręšimas

3. implantacija (7-8 sav.)

4. ašinių organų vystymasis ir placentos formavimasis (3-8 sav.)

5. smegenų augimo stadija (15-20 sav.).

6. pagrindinių organizmo funkcinių sistemų formavimas ir reprodukcinio aparato diferenciacija (10-14 sav.).

7. gimimas (0-10 dienų)

8. kūdikystės laikotarpis - didžiausias augimo intensyvumas, energijos gamybos sistemos funkcionavimas ir kt.

9. ikimokyklinis (6-9 m.)

10. brendimas - mergaitėms 12. berniukams 13 metų.

11. reprodukcinio laikotarpio pabaiga, moterims - 55, vyrams - 60 metų.

Kritiniais vystymosi laikotarpiais atsiranda mutacijų, todėl reikia būti atidiems šiems laikotarpiams.

Įgimtų ydų KILMĖS LŪSTELINIAI MECHANIZMAI.
Įgimtų apsigimimų susidarymas yra nukrypimų nuo įprasto individo vystymosi rezultatas. Šis vystymasis vyksta ilgą laiką ir vyksta per nuoseklių ir tarpusavyje susijusių įvykių grandinę. Vieną individualaus vystymosi procesą galima pavaizduoti pagrindiniais etapais:

gametogenezė,

tręšimas,

embriono morfogenezė,

poembrioninis vystymasis.

Pagrindinis gametogenezės (gemalinių ląstelių susidarymo) turinys, vaizdine S. Raven išsireiškimu, yra „morfogenetinės informacijos kodavimas“, kurį įgyvendinant iš vienaląsčio embriono (zigotos) išsivysto daugialąstelis organizmas. Morfogenetinę informaciją neša branduoliniai genai, lokalizuoti gametų chromosomose (genotipinė informacija), o citoplazminiai faktoriai – citoplazminiai baltymai (citoplazminė informacija). Abiejų tipų informacija sudaro vieną branduolio-citoplazmos sistemą, kuri lemia organizmo vystymąsi.

Embrioninė morfogenezė , t.y. embriono morfologinių struktūrų susidarymas apima embriono histogenezę - specializuotų audinių atsiradimą iš prastai diferencijuotų embriono gemalo ląstelių ir organogenezę - organų ir kūno sistemų vystymąsi. Embriono morfogenezė vyksta sąveikaujant embriono genomui ir motinos organizmui, ypač jo hormoninei ir imuninei sistemoms, ir yra susijusi su dauginimosi, augimo, migracijos, diferenciacijos ir ląstelių žūties procesais bei organų formavimusi ir audinių.

Šiuos procesus valdo sudėtinga genetinių, epigenominių ir aplinkos veiksnių sąveika, kuri galiausiai lemia genų ekspresijos laikinąją ir erdvinę seką, taigi ir citodiferenciaciją bei morfogenezę. Vienų genų įtraukimas ir kitų genų pašalinimas vyksta per visą embriogenezę. Atitinkamai, šie procesai keičia laikinąsias embriono struktūras, kurių embriogenezės metu yra šimtai ir jos susidaro tarpląsteliniame, ląsteliniame, tarpląsteliniame, audinių, tarpaudinių, organų ir tarporganinių lygių. Bet kurio iš pirmiau minėtų mechanizmų pažeidimas atskirame embriogenezės procese reiškia nukrypimą nuo normalaus vystymosi ir todėl gali būti realizuotas esant įgimtam defektui. Tarpląsteliniame lygmenyje raidos sutrikimų „suveikiantys“ mechanizmai apima replikacijoje dalyvaujančių molekulinių procesų pokyčius, embrionų biosintezės ir baltymų mitybos takų pokyčius, energijos apykaitos ir kitus intymius mechanizmus, lemiančius gyvybinę ląstelių veiklą.

Į pagrindinius teratogenezės ląstelių mechanizmus reprodukcijos, migracijos ir diferenciacijos pokyčius.

Dauginimosi sutrikimai daugiausia susiję su ląstelių mitozinio aktyvumo sumažėjimu ir pasireiškia pirminio ląstelių aktyvumo slopinimu iki visiško jo sustabdymo. Tokių pokyčių rezultatas gali būti bet kurio organo ar jo dalies hipoplazija ar aplazija, taip pat atskirų embrioninių struktūrų, sudarančių organą, susiliejimo vienas su kitu pažeidimas, nes susiliejimas vyksta griežtai apibrėžtais laikotarpiais.

Dėl mažo proliferacinio aktyvumo kontaktas tarp embrioninių struktūrų nutrūksta (vėlyva). Akivaizdu, kad toks mechanizmas yra daugelio disrafijos (kai kurios lūpos, gomurio, stuburo išvaržos) pagrindas. Taigi, bet koks veiksnys (genetinis ar aplinkos), galintis sumažinti mitozinį aktyvumą embriogenezės metu (pavyzdžiui, DNR sintezės inhibitoriai, chloridinas, deguonies trūkumas ląstelėse ir audiniuose, raudonukės virusas, chromosomų skaičiaus aberacijos), gali sukelti įgimtą formavimosi ydą. Dėl sutrikusios ląstelių migracijos gali išsivystyti heterotopijos, agenezės ir kiti defektai. Eksperimento, atlikto su žiurkėmis, įvedus perteklinį vitamino A kiekį, metu buvo įrodyta, kad dėl peiroektoderminės keteros ląstelių migracijos į embrioninius žandikaulio procesus pažeidimo susidaro sunkūs simetriški veido plyšiai. Daugumoje chromosomų ligų neuronų heterotopija randama smegenų baltojoje medžiagoje dėl migracijos procesų pažeidimo. Robinovo ir DiGeorge sindromų kilmė yra susijusi su sutrikusia migracija.

Diferenciacija, ty nevienalyčių ląstelių, audinių ir organų susidarymas iš homogeninio embriono prado, nuosekliai vyksta per visą embriogenezę. Tokia diferenciacija gali sustoti bet kuriame vystymosi etape, o tai lems beformės nediferencijuotų ląstelių masės augimą (kaip pastebima ankstyvųjų abortų metu), organo ar organų sistemos agenezę, jų morfologinį ir funkcinį nebrandumą ir išlikimą. embrioninės struktūros. Ląstelių specializacijoje pagrindines pozicijas užima diferencinis genų aktyvumas, dėl kurio skirtingose ​​embriogenezės fazėse sintetinami kiekvienai stadijai būdingi izofermentai, kuriais vyksta ląstelių ir audinių indukcija tam tikra kryptimi. daugiausia susiję. Šiame procese dalyvauja mažiausiai du objektai – fermento ar hormono donoras ir jų recipientas. Vystymosi sutrikimai gali atsirasti tiek esant nepakankamai funkcijai ar nesant genų ir ląstelių, gaminančių šias medžiagas, tiek pasikeitus tikslinėms ląstelėms. Pavyzdžiui, androgenų aktyvumo trūkumas vyriškų lytinių organų užuomazgų tikslinėse ląstelėse dėl receptorių, galinčių „atpažinti“ atitinkamą hormoną, sukelia įvairius šių organų defektus. Sėklidžių hormonų nebuvimas vaisiams, turintiems genetinę vyrišką lytį, lemia lytinių organų vystymąsi pagal moterišką tipą.

Tarpląsteliniai veiksniai, reguliuojantys embriogenezę, apima tarpląstelinės matricos komponentus – glikozaminoglikanus, proteoglikanus, kolageno baltymus, fibroektiną, kurie dalyvauja visuose organogenezės procesuose. Tarpląstelinės matricos komponentų normalios veiklos pažeidimai gali būti dėl genetinių ir teratogeninių veiksnių. Pavyzdžiui, tokie cheminiai teratogenai kaip salicilatai ir aminonikotinas, talidomidas ir dilantinas, sutrikdantys proteoglikanų ir kolageno sintezę ir apdorojimą, sukelia daugybę galūnių, širdies, akių ir gomurio defektų.

Pagrindiniai teratogenezės mechanizmai audinių lygmenyje apima atskirų ląstelių masių mirtį, ląstelių, kurios miršta normalios embriogenezės metu, skilimo ir rezorbcijos sulėtėjimą, taip pat audinių sukibimo sutrikimą. Fiziologinė ląstelių mirtis įvyksta veikiant lizosomų fermentams daugelyje organų jų galutinio formavimosi procese. Tokia „užprogramuota“ (pirminė) ląstelių mirtis įvyksta susiliejus pirminėms anatominėms struktūroms (pvz., gomurinių procesų, raumenų endokardo išsikišimų), žarnyno vamzdelių rekanalizacijai, natūralių angų atsivėrimui ar, pavyzdžiui, tarppirštinių membranų regresijai formuojantis pirštams. Kai kuriais atvejais stebimas per didelis ląstelių irimas, dėl kurio gali atsirasti tam tikra dismelija, širdies pertvaros defektai, fistulės. Antrinė ląstelių ir audinių žūtis siejama su kraujotakos sutrikimais (kraujagyslių trombozė, jų suspaudimas, kraujosruvos) arba tiesioginiu citolitiniu žalingo faktoriaus, pavyzdžiui, raudonukės viruso, poveikiu.

Ląstelių fiziologinio skilimo vėlavimas arba jų rezorbcijos sulėtėjimas dėl nepakankamo makrofagų atsako arba tarpląstelinės matricos komponentų disfunkcijos gali sukelti sindaktiliją, atreziją, aortos angos poslinkį kartu su skilvelio pertvaros defektu. Panašus mechanizmas yra uždelsta kai kurių embrioninių struktūrų involiucija, pavyzdžiui, pailgėja viršūninės ektoderminės keteros funkcionavimas, dėl kurio išsivysto preaksialinė polidaktilija.

Sukibimo mechanizmo pažeidimas, t.y. embrioninių struktūrų "sulipimo", "laikymo" ir "augimo" procesai, gali sukelti defekto vystymąsi net ir tais atvejais, kai audinių dauginimasis ir embrioninių organų struktūrų augimas buvo normalus. Sukibimo mechanizmo pažeidimas, taip pat nepakankamai aktyvus proliferacija yra daugelio defektų, tokių kaip disrafija (pavyzdžiui, defektai, susiję su nervinio vamzdelio neuždarymu), pagrindas.

Įgimtos anomalijos pasibaigus pagrindinei organogenezei daugiausia yra vystymosi sustojimas (pavyzdžiui, hipoplazija), organo judėjimo vėlavimas į jo galutinės lokalizacijos vietą (dubens inkstas, kriptorchizmas), antriniai pokyčiai, susiję su suspaudimu (pvz. , galūnių deformacija su oligohidramnionu, amniono susiaurėjimas).

Pažangų vaidmenį patogenezės supratimui ir įgimtų apsigimimų priežasčių nustatymui atliko S. Stockard ir P. G. Svetlov (1937, 1960) mokymai apie kritinius laikotarpius, taip pat E. Schwalbe mokymai apie teratogenetinius nutraukimo laikotarpius. Šie laikotarpiai dažnai nustatomi, o tai netiesa. Sąvoka „kritiniai periodai“, kurią 1897 m. mokslinėje literatūroje pristatė P. I. Brounovas, suprantama kaip embriogenezės periodai, kuriems būdingas padidėjęs embriono jautrumas žalingam veiksnių poveikiui. išorinė aplinka. Žinduolių kritiniai laikotarpiai sutampa su implantacijos ir placentos laikotarpiais. Pirmasis kritinis laikotarpis žmonėms atsiranda 1-osios nėštumo savaitės pabaigoje – 2-osios nėštumo savaitės pradžioje. Šiuo metu žalingo veiksnio poveikis daugiausia lemia embriono mirtį. Antrasis laikotarpis apima 3-6 savaites, kai panašus veiksnys dažnai sukelia apsigimimą.

Kritiniai laikotarpiai sutampa su intensyviausio organų formavimosi laikotarpiais ir daugiausia susiję su branduolių morfologinio aktyvumo pasireiškimų dažnumu.

Terminas teratogenetinis nutraukimo laikotarpis suprantamas kaip terminas (iš lotyniško termino - riba, riba), per kurį žalingi veiksniai gali sukelti apsigimimą. Kadangi teratogeninis veiksnys gali lemti defekto išsivystymą tik tuo atveju, jei jis veikė iki organo formavimosi pabaigos, o organų formavimasis (ypač įvairūs defektai) nesutampa laike, kiekvienas defektas turi savo nutraukimo laikotarpį. Pavyzdžiui, šis laikotarpis nedalintiems dvyniams ribojamas pirmosiomis dviem savaitėmis po apvaisinimo, dviejų kamerų širdžiai - iki 34 dienos, tarpskilvelinės pertvaros aplazijai - iki 44 dienos, prieširdžių pertvaros defektui - iki 34 dienos. iki 55 nėštumo dienos. Dėl arterinio latako arba angos ovalios angos išlikimo, kriptorchizmo, daugelio dantų apsigimimų šio laikotarpio trukmė neapsiriboja nėštumu.

Žinios apie apsigimimų nutraukimo periodus klinikinėje teratologijoje yra išskirtinai svarbūs, nes gali padėti nustatyti įgimto apsigimimo išsivystymo priežastį. Jeigu nustatyto žalingo veiksnio veikimo laikas sutampa su kito laikotarpio terminais, tai šis veiksnys gali būti pripažintas tikėtina įgimto defekto priežastimi. Jei žalingas veiksnys veikia vėliau nei nutraukimo terminas, tai tikrai negali būti defekto priežastis. Tačiau reikia atsiminti, kad nutraukimo terminai yra svarbūs tik nustatant teratogeninių veiksnių sukeltų įgimtų apsigimimų priežastis, nes paveldimi apsigimimai yra susiję su mutacijomis, kurios, kaip taisyklė, pasireiškė tėvams ar tolimesniems protėviams, o ne vaikas su įgimtu apsigimimu. Jei dėl įgimtų apsigimimų atsiranda antrinių organo pakitimų (pavyzdžiui, hidroureteris dėl raumenų sluoksnio aplazijos arba šlapimtakio nervinis aparatas), pirminio apsigimimo nutraukimo laikotarpis turėtų būti nustatytas (šiuo atveju 12-oji savaitė). embriono vystymosi), o ne antriniam - pateiktame pavyzdyje hidroureteriui, kurio nutraukimo laikotarpis gali trukti iki antrojo nėštumo trimestro pabaigos.

Eksperimentinėje teratologijoje žinoma, kad defekto tipas priklauso ne tik nuo teratogeno pobūdžio, bet ir nuo jo poveikio laiko. Taigi, to paties teratogeninio faktoriaus poveikis skirtingais embriogenezės laikotarpiais gali sukelti įvairius defektus ir, priešingai, įvairūs teratogenai (pavyzdžiui, talidomidas ir aminopterinas), naudojami vienu metu, gali sukelti to paties tipo defektus. Žmonėms taip pat žinomas tam tikras teratogeninių veiksnių specifiškumas. Pavyzdžiui, talidomidas veikia vyraujančios mezoderminės kilmės užuomazgas, sukelia įvairią dismeliją, prieštraukuliniai vaistai dažniau – gomurio plyšį ir širdies ydas, antikoaguliantas varfarinas pažeidžia epifizes. vamzdiniai kaulai, alkoholis daugiausia kenkia 11HC ir veido struktūroms.

Pažymėtina, kad kaip nebūna periodų, kai embrionas būtų vienodai jautrus įvairiems veiksniams, taip nėra ir stadijų, kai embrionas būtų atsparus visiems žalingiems poveikiams.
TERATOGENEZĖ

Teratogenezė yra apsigimimų atsiradimas veikiant aplinkos veiksniams (teratogeniniams veiksniams) arba dėl paveldimų ligų.

Teratogeniniai veiksniai apima vaistai, vaistai ir daugelis kitų medžiagų. Išsamiau jie aprašyti skyriuje apie teratogeninius veiksnius. Išskiriami šie teratogeninių veiksnių įtakos požymiai.

1. Teratogeninių veiksnių poveikis priklauso nuo dozės. Skirtingoms biologinėms rūšims teratogeninio poveikio priklausomybė nuo dozės gali skirtis.

2. Kiekvienam teratogeniniam veiksniui yra nustatyta tam tikra teratogeninio poveikio slenkstinė dozė. Paprastai jis yra 1-3 eilėmis mažesnis už mirtiną.

3. Teratogeninio poveikio skirtumai skirtingoms biologinėms rūšims, taip pat skirtingiems tos pačios rūšies atstovams, siejami su absorbcijos, metabolizmo, medžiagos gebėjimo plisti organizme ir prasiskverbti pro placentą savybėmis.

4. Jautrumas įvairiems teratogeniniams veiksniams vaisiaus vystymosi metu gali skirtis. Išskiriami šie intrauterinio žmogaus vystymosi laikotarpiai.

Pradinis intrauterinio vystymosi laikotarpis trunka nuo apvaisinimo momento iki blastocistos implantacijos. Blastocista yra ląstelių, vadinamų blastomerais, rinkinys. Išskirtinis bruožas pradinis laikotarpis – puikios besivystančio embriono kompensacinės-adaptacinės galimybės. Jei pažeidžiama daug ląstelių, embrionas žūva, o pavieniai blastomerai – tolimesnis vystymosi ciklas nepažeidžiamas („viskas arba nieko“ principas).

Antrasis intrauterinio vystymosi laikotarpis yra embrioninis (18-60 dienų po apvaisinimo). Šiuo metu, kai embrionas yra jautriausias teratogeniniams veiksniams, susidaro stambūs apsigimimai. Po 36-osios intrauterinio vystymosi dienos didelių apsigimimų (išskyrus kietojo gomurio, šlapimo takų ir lytinių organų apsigimimus) susidaro retai.

Trečiasis laikotarpis yra vaisiaus. Šio laikotarpio apsigimimai nėra būdingi. Veikiant aplinkos veiksniams, sulėtėja vaisiaus ląstelių augimas ir žūva, o tai toliau pasireiškia nepakankamu organų išsivystymu arba funkciniu nesubrendimu.

5. Tais atvejais, kai infekcijos sukėlėjai turi teratogeninį poveikį, negalima įvertinti slenkstinės dozės ir nuo dozės priklausomo teratogeninio faktoriaus veikimo pobūdžio.

Literatūra
1. Ayala F., Kyger J. Šiuolaikinė genetika. M., 2004 m

2. Alikhanyan S.I., Akifiev A.P., Chernin L.S. Bendroji genetika. M.,

3. Bočkovas N.P. Klinikinė genetika. M., 2011 m

4. Įvadas į molekulinę mediciną. Red. Paltseva M.A. M., Žimulevas I.F. – 2011 m

5. Bendroji ir molekulinė genetika. Novosibirskas, genetika. Red. Ivanova V.I. M., 2010 m

6. Įvadas į raidos genetiką. M., Nurtazinas S.T., Vsevolodovas E.B. Individualios raidos biologija. A., 2005 m.

Ontogenezė(iš graikų kalbos. antos- esamas ir genezė- raida) - kiekvieno individo individualus vystymasis. Tai vienas po kito einančių tarpusavyje susijusių įvykių, kurie natūraliai vyksta kiekvieno organizmo gyvavimo ciklo procese, visuma.

Vienaląsčių gyvavimo ciklas prasideda nuo motininės ląstelės dalijimosi ir tęsiasi iki kito dukters dalijimosi.

Daugialąsčių organizmų gyvenimo ciklas prasideda nuo vienos ar grupės ląstelių (vegetatyvinio dauginimosi metu), nuo zigotos (lytinio dauginimosi metu) ir baigiasi mirtimi.

Daugialąsčių organizmų, turinčių lytinį dauginimąsi, ontogenezėje išskiriami trys periodai.

1. Progenezė(prezigotinis) – lytinių ląstelių formavimosi ir apvaisinimo laikotarpis.

2. Embriogenezė(embrioninis) - laikotarpis nuo zigotos iki gimimo arba išėjimo iš kiaušinių membranų.

3. Postembrioninis(po embriono), įskaitant laikotarpius:

Ikireprodukcinis - iki brendimo;

reprodukcinis - pilnametystė, kuriame organizmas atlieka savo pagrindinę biologinę užduotį – naujos kartos individų dauginimąsi; šiuo laikotarpiu prasideda palikuonių gyvenimo ciklai;

Poreprodukcinis - kūno senėjimas ir mirtis. Proceso metu susiformavo kiekvienos rūšies individų ontogeniškumo ypatybės

rūšies istorinė raida – filogenezės procese.

Tačiau kiekvieno daugialąsčio organizmo ontogeniškumas grindžiamas bendrais augimo ir vystymosi mechanizmais, kurie vykdomi per ląstelių dalijimosi, jų diferenciacijos ir morfogenetinio judėjimo procesus.

Du pagrindiniai ontogenezės principai yra diferenciacija (jo atskirų dalių specializacija) ir integracija – individo suvienijimas.

dalys ir jų pavaldumas vienam organizmui, pasireiškia visose ontogenezės stadijose ir visuose organizmo lygmenyse.

Remiantis šiuolaikinėmis koncepcijomis, ląstelėje, kurioje atsiranda naujas organizmas, yra visa vieno (nelytinio dauginimosi) arba dviejų tėvų (lytinio dauginimosi) genetinė programa.

Ontogeniškumas – tai nuoseklus genetinės programos įgyvendinimas konkrečiomis aplinkos sąlygomis, todėl galutinis rezultatas priklauso ne tik nuo genotipo, kuris lemia bendrą morfogenetinių procesų kryptį, bet ir nuo aplinkos veiksnių.

Ontogenetinius procesus valdo daugelio veiksnių sąveika: genetinė, indukcinė ląstelių, audinių, embriono organų, endokrininės, nervų ir imuninės sistemos sąveika.

3.1 tema. Ontogenezė. Bendrieji modeliai

progenesis

Tikslas.Žinoti žmogaus gametogenezės ypatumus, mejozės biologinę reikšmę ir esmę, lytinių ląstelių sandarą, apvaisinimo stadijas.

Užduotis mokiniams

Darbas 1. Gametogenezė

Išardykite gametogenezės schemą, atkreipdami dėmesį į vyriškų ir moteriškų lytinių ląstelių brendimo procesų panašumus ir skirtumus. Užpildykite ir perrašykite lentelę, kiekviename gametogenezės periode nurodydami dalijimosi tipą, ląstelių pavadinimą, chromosomų rinkinį ir DNR kiekį jose.

Gametogenezė. Savybės ir skirtumai

Darbas 2. Kiaušialąstės ir spermatogenezė žmonėms

Išstudijuokite ir perrašykite lentelę, atkreipdami dėmesį į vyrų ir moterų lytinių ląstelių brendimo ypatybes žmonėms.

Žmonių ovo- ir spermatogenezės ypatybės

Laikotarpis	spermatogenezė	Ovogenezė
dauginimasis	Spermatogonijų dauginimasis prasideda ankstyvuoju embrioniniu periodu, intensyviausias - nuo brendimo periodo, periodinės mitozės bangos vyksta per visą reprodukcinį laikotarpį.	Oogonijų dauginimasis prasideda ankstyvuoju embrioniniu periodu, intensyviausias – tarp 2 ir 5 embriogenezės mėnesių. Iki 7 mėnesio embriono kiaušidėse yra apie 7 milijonai ovogonijų. Vėliau dalis oogonijos išsigimsta
	Pasiruošimas mejozei – autosintetinė tarpfazė gali būti atsekama per visą reprodukcinį laikotarpį	Pasiruošimas mejozei – autosintetinė interfazė prasideda 3 embriogenezės mėnesį, baigiasi gimus – praėjus 3 metams po gimimo. Iki gimimo mergaitės kiaušidėse yra apie 100 000 pirmosios eilės oocitų
brendimas (mejozė) 1 - redukcijos padalijimas	1-asis mejozinis dalijimasis prasideda brendimo metu, trunka 7-8 savaites, baigiasi 2-os eilės spermatocitų susidarymu.	1-asis mejozinis dalijimasis prasideda 7-tą embriogenezės mėnesį, jam būdinga ilga fazė su „mažo“ ir „didelio“ augimo laikotarpiais. „Smulkaus“ ​​augimo laikotarpiu chromosomos įgauna „lempų šepetėlių“ struktūrą, genų ekstrakopiją (amplifikaciją), padidina mRNR, tRNR, baltymų, fermentų, vitaminų, ribosomų, membranų, mitochondrijų sintezę, kaupiasi endogeninis trynys. stebimi oocitų gaminami.

Lentelės pabaiga.

Laikotarpis	spermatogenezė	Ovogenezė
2 - lygtis	Trunka 8 valandas, baigiasi 4 spermatidų susidarymu	„Didžiojo“ augimo laikotarpiu intensyviai kaupiasi kepenyse gaminamas egzogeninis trynys, kuris patenka per folikulines ląsteles. Diakinezės stadijoje dalijimasis blokuojamas - blokas-1. Brendimo metu (veikiant lytiniams hormonams) blokas-1 pašalinamas. 1-asis mejozinis dalijimasis baigiasi susidarius dideliam II eilės oocitui ir pirmajam redukcijos kūnui. Prasideda 2-asis mejozinis padalijimas, kuris blokuojamas metafazės stadijoje - blokas-2, vyksta ovuliacija. Procesas kartojamas kas mėnesį su kiekvienu sekančiu oocitu iki menopauzės pradžios. Per visą produktyvų laikotarpį ovuliuoja 300-400 oocitų. 2-asis mejozinis dalijimasis baigiasi po apvaisinimo, kai susidaro ovotid ir antrasis redukcinis kūnas
Formavimas	Tai trunka 10 dienų, vyksta ląstelių diferenciacija, formuojasi galva, kaklas, uodega, akrosomos, mitochondrijų koncentracija vidurinėje dalyje

3 darbas. Spermatogenezė žiurkių sėklidėse

Dideliu padidinimo mikroskopu ištirkite žiurkių sėklinių kanalėlių skerspjūvį. Palyginkite preparatą su pridedamu piešiniu, suraskite ląsteles skirtingose ​​spermatogenezės stadijose.

Ryžiai. 1.Žiurkės sėklinių kanalėlių skerspjūvis: 1 - ribojanti membrana; 2 - spermatogonio tipas (A) - "ilgalaikis rezervas"; 3 - spermatogonijos tipas (B) - "mitotiškai aktyvios ląstelės"; 4 - pirmosios eilės spermatocitai; 5 - antros eilės spermatocitai; 6 - spermatidai ankstyvoje vystymosi stadijoje; 7 - spermatidai vėlyvoje vystymosi stadijoje; 8 - spermatozoidai; 9 - Sertoli ląstelė

4 darbas. Įvairių stuburinių gyvūnų spermatozoidų sandara

Ištirkite spermatozoidų išorinę struktūrą didelio padidinimo mikroskopu:

b) jūrų kiaulytė;

c) gaidys.

Darbas 5. Ultramikroskopinė spermos struktūra

Nubraižykite spermatozoidų sandarą (2 pav.). Pažymėkite pagrindines struktūras.

Ryžiai. 2.Žmogaus spermatozoidas pagal elektroninę mikroskopiją (schema): 1 - galva; 2 - akrosoma; 3 - išorinė akrosomos membrana; 4 - vidinė akrosomos membrana; 5 - branduolys (chromatinas); 6 - uodega (pluoštinis apvalkalas; 7 - kaklas (pereinamoji dalis); 8 - proksimalinė centriolė; 9 - vidurinė dalis; 10 - mitochondrijų spiralė; 11 - distalinė centriolė (galinis žiedas); 12 - ašiniai uodegos siūlai)

6 darbas. Žinduolių kiaušinėlio sandara

Ištirkite katės kiaušides po didelio padidinimo mikroskopu. Raskite subrendusį folikulą su pirmos eilės oocitu. Palyginkite pavyzdį su pridedamu brėžiniu. Nubraižykite žinduolių kiaušinėlio struktūrą, atkreipkite dėmesį į pagrindines struktūras.

Ryžiai. 3.Žinduolių kiaušialąstės struktūra:

1 - šerdis; 2 - branduolys; 3 - citoplazminė membrana (ovolemma); 4 - citoplazminės membranos mikrovileliai - mikrovileliai; 5 - citoplazma; 6 - žievės sluoksnis; 7 - folikulinės ląstelės; 8 - folikulinių ląstelių procesai; 9 - blizgus apvalkalas; 10 - trynių intarpai

7 darbas. Chordų ir stuburinių gyvūnų kiaušinėlių rūšys

Užpildykite chordatų ir stuburinių kiaušinių tipų lentelę, nurodydami trynio kiekį ir pasiskirstymą citoplazmoje.

Oocitų tipai chordatuose ir stuburiniuose gyvūnuose

Darbas 8. Tręšimas

Apsvarstykite ir nubraižykite diagramą (4 pav.) apie gyvūnų apvaisinimo etapus. Atkreipkite dėmesį į akrosomines ir žievės reakcijas, į apvaisinimo membranos susidarymą.

Ryžiai. 4. Tręšimo etapai:

1 - spermos branduolys; 2 - proksimalinė centriolė; 3 - akrosomas; 4 - akrosomų fermentai; 5 - blizgus apvalkalas; 6 - citoplazminė membrana; 7 - žievės sluoksnis; 8 - trynio membrana; 9 - akrosominis siūlas; 10 - tręšimo apvalkalas; 11 - hialino apvalkalas; 12 - perivitelinė erdvė; 13 - spermatozoidai

Darbas 9. Vidinė tręšimo fazė

Dideliu mikroskopu ištirkite preparatą - apvaliosios kirmėlės kiaušinėlio apvaisinimą, suraskite, pavėsinkite ir pažymėkite:

a) dviejų branduolių stadija;

b) sinkariono stadija.

Ryžiai. 5. Tręšimo fazės:

1 - kiaušinio lukštas; 2 - citoplazma; 3 - vyriškas probranduolis; 4 - moteriškas probranduolis; 5 - probranduoliai sinkariono stadijoje; 6 - redukcijos kūnai

1 priedas

Lempos šepetėlio chromosomos

(pagal Alberta, Bray, Lewis, 1994)

Ilgajame oocito mejozės diplotene išskiriama ypatinga diktioteno fazė, kurioje chromosomos įgauna „lempų šepetėlio“ struktūrą. Kiekviena dvivalentė susideda iš 4 chromatidžių, sudarančių simetriškas įvairaus dydžio 50-100 tūkst. bp ilgio chromatino kilpas, išilgai kilpų vyksta RNR sintezė. Lempos šepetėlio chromosomos aktyviai transkribuojamos siekiant kaupti genų produktus oocitų citoplazmoje. Šios chromosomos randamos žuvų, varliagyvių, roplių ir paukščių oocituose.

2 priedas

Kiaušinio citoplazmos diferenciacija po apvaisinimo

Numanomų kiaušinėlio organų žemėlapis:

žuvis; b - ropliai ir paukščiai; in - varliagyviai

Varliagyvių embriono organų anlagų topografija iki gastruliacijos pradžios:

1 - ektoderma; 2 - nervinė plokštelė; 3 - styga; 4 - žarnyno ektoderma; 5 - mezoderma

Varliagyvių embriono organų topografija vėlesniuose vystymosi etapuose: 1 - vidinis audinys (epidermis); 2 - nervinis vamzdelis su smegenimis; 3 - styga; 4 - žarnynas su žiaunų plyšiais; 5 - akordo apvalkalas; 6 - širdis

Klausimai savarankiškam mokymuisi

1. Kas yra ontogeniškumas? Idėjos apie ontogenezę: epigenezė, preformizmas, modernus.

2. Įvardykite pagrindinius žmogaus ontogenezės laikotarpius.

3. Kokia yra prezigotinio periodo – progezės – esmė ir reikšmė?

4. Įvardykite gametogenezės laikotarpius.

5. Kuo skiriasi spermatogenezė ir oogenezė?

6. Kokios yra kiaušinių rūšys pagal trynių skaičių ir pasiskirstymą?

7. Dėl ko stuburinių gyvūnų filogenezės procese kinta trynio kiekis kiaušiniuose?

8. Tręšimas. biologinis subjektas. Partenogenezė. Ginogenezė. Androgenezė.

9. Biologinė akrosominių ir žievės reakcijų reikšmė apvaisinimo procese.

10. Genetiniai procesai vidinės apvaisinimo stadijos probranduoluose.

11. Kas yra ooplazminė segregacija? Koks jo vaidmuo tolesniam kiaušinėlio vystymuisi?

12. Kokios pagrindinės problemos būdingos žmogaus progenezei? Kokios yra dabartinės jų sprendimo galimybės?

Testo užduotys

1. MEJOZĖ ATITINKA GAMETOGENEZĖS ETAPĄ:

1. Veisimas

3. Brandinimas

4. Dariniai

2. OVULIACIJA VYKDOMA STADIJOJE:

1. Ovogonija

2. I eilės kiaušialąstė

3. II eilės kiaušialąstė

4. Kiaušidės

5. Diferencijuota kiaušialąstė

3. ŽINDULIAMS IR ŽMONĖMS TRĖSIMAS VYKSTA ETAPIJE:

1. Ovogonija

2. I eilės kiaušialąstė

3. II eilės kiaušialąstė

4. Kiaušidės

5. Subrendusi diferencijuota kiaušialąstė

4. BAIGIASI SPERMATOGENEZĖS AUGIMO ETAPAS

IŠSILAVINIMAS:

1. Spermatogonija

2. I eilės spermatocitai

3. II eilės spermatocitai

4. Spermatidai

5. Sperma

5. BIOLOGINĖ žievės reakcijos prasmė:

1. Tos pačios rūšies organizmų lytinių ląstelių kontaktas

2. Spermatozoidų įsiskverbimas į kiaušinėlį

3. Probranduolių suartėjimas

4. Tręšimo membranos formavimas, monospermijos užtikrinimas

5. Nauji paveldimos medžiagos deriniai

6. ŽINDUOLIŲ MOTERIŲ GYDYMO SAVYBĖS:

1. Mobilumas

2. Ryškus žievės sluoksnis

3. Aukštas branduolio citoplazminis indeksas

4. Akrosomas

5. Trynys citoplazmoje

6. Blizgus apvalkalas

7. LYTINIO REPRODUKCIJOS FORMOS BE apvaisinimo:

1. Kopuliacija

2. Konjugacija

3. Ginogenezė

4. Poliembrionija

5. Androgenezė

Nustatykite atitikmenį.

8. KIAUŠINIŲ RŪŠYS:

1. Izolecitalinis

2. Telolecitalinis vidutiniškai

3. Telolecithal staigiai

Akordai IR stuburiniai gyvūnai:

a) Placentiniai žinduoliai ir žmonės

b) Kiaušidės žinduoliai

c) Ropliai

d) varliagyviai

e) Kremzlinės žuvys

f) Kauluota žuvis

9. ĮVAIRIUOSE OVOGENEZĖS ETAPŲ LĄSTELĖSE:

1. Ovogonija

2. I eilės kiaušialąstės

3. II eilės kiaušialąstės

4. Kiaušidės

CHROMOSOMŲ RINKINYS IR DNR kiekis:

10. CHROMOSOMŲ RINKINYS IR DNR KIEKIS:

LĄSTELĖSE ĮVAIRIUOSE SPERMATOGENEZĖS ETAPUOSE

a) Spermatogonija po mitozės

b) I eilės spermatocitai

c) 2 eilės spermatocitai

d) Spermatogonija prieš mitozę

e) spermatozoidai

Literatūra

Pagrindinis

Praktinių biologijos pratimų vadovas / Red.

V.V. Markina. - M.: Medicina, 2006. - S. 96-104.

Biologija / Red. N.V. Čebyševas. - M.: VUNMTs, 2000 m.

Biologija / Red. V.N. Jaryginas. - M.: Aukštoji mokykla, 2007 m.

Papildomas

Gilbertas S. Raidos biologija: 3 tomuose - M.: Mir, 1998 m.

Vogelis F, Matulskis A.Žmogaus genetika: 3 tomuose - M .: Mir,

3.2 tema. Bendrieji embriogenezės modeliai

Tikslas. Ištirti gyvūnų ir žmogaus embriogenezės stadijas, skilimo ir gastruliacijos būdus, gemalo sluoksnių susidarymą, audinių ir organų formavimąsi, laikinuosius organus anamnijoje ir vaisiaus vandenis bei jų funkcijas.

Užduotis mokiniams

Darbas 1. Pagrindiniai chordatų ir žmonių embriogenezės etapai

Naudodami manekenus, mikropreparatus, lenteles, ištirkite pagrindinius gyvūnų embriogenezės etapus. Atkreipkite dėmesį į akordų raidos ypatybes. Lancetinio embriono pavyzdžiu nubrėžkite pagrindinius embriogenezės etapus (1 pav.), pažymėkite embriono dalis skirtingose ​​vystymosi stadijose.

Ryžiai. 2.Žmogaus vystymosi etapai (iš įvairių šaltinių):

a - smulkinimas; b - blastocistas; c - 8 dienų embrionas; d - 13-14 dienų embrionas; e - 30 dienų embrionas; e - embrionas 5 savaites (gimdos ertmėje); g - vaisius gimdos ertmėje;

1 - dideli blastomerai; 2 - maži blastomerai; 3 - embrioblastas; 4 - blastokoelis; 5 - trofoblastas; 6 - endodermas; 7 - amniono ertmė; 8 - amnionas; 9 - embrionas; 10 - trynio maišelis; 11 - stiebas; 12 - choriono gaureliai; 13 - placenta; 14 - alantoisas; 15 - virkštelė; 16 - vaisiai; 17 - gimdos kaklelis

3 darbas. Histo- ir organogenezė. Gemalų sluoksnių dariniai

Išstudijuokite ir perrašykite lentelę.

Gemalų sluoksnių dariniai

Darbas 4. Organogenezė virškinimo sistemos pradinės sekcijos raidos pavyzdžiu

Naudodamiesi brėžiniais, paskaitų medžiaga ir vadovėliu, išstudijuokite pradinės žmogaus virškinimo sistemos dalies vystymosi ypatybes.

Burnos ertmės vystymasis

Pirmasis gemalas burnos ertmė yra ektoderminė ertmė – burnos duobė (stomodeum, stomodaeum). Iš pradžių jį nuo ryklės ertmės skiria burnos ir ryklės membrana, kuri vėliau prasiskverbia. Burnos duobė yra ne tik burnos ertmės, bet ir nosies ertmės žymė. Burnos ertmę ir nosies ertmę skiria kietasis ir minkštasis gomurys, tai įvyksta 7 embriogenezės savaitę.

Stomodeumo stogo epitelis formuoja invaginaciją link diencefalono - Rathke maišelio - būsimos priekinės hipofizės skilties. Vėliau Rathke maišelis yra visiškai atskirtas nuo stomodeumo ir sudaro priekinę (adenohipofizę) ir tarpinę hipofizės skilteles (endokrininę liauką).

Ryžiai. 3. Veido sritis žmogaus embrionuose:

a - keturių savaičių embrionas; b - penkių savaičių embrionas; c - embrionas 5,5 savaičių amžiaus;

1 - išsikišimas dėl vidurinės smegenų pūslės; 2 - uoslės plakatas; 3 - priekinis procesas; 4 - žandikaulio procesas; 5 - pirminė burnos anga; 6 - apatinio žandikaulio procesas; 7 - poliežuvinis žiaunų lankas; 8 - trečioji žiaunų arka; 9 - nosies angos klojimas; 10 - akių skirtukas

Dantų vystymasis

Priekyje burnos ertmę riboja burnos anga, išilgai jos kraštų klojama pasagos formos epitelio sustorėjimo juostelė - labio-dantenų juostelė. Jame susidaro griovelis, kuris atskiria lūpų sritį nuo dantenų srities. Iš šio griovelio ertmės suformuotas burnos prieangis. Antroji (taip pat pasagos pavidalo) sustorėjusi epitelio juostelė - periodontas (dantų plokštelė) pradeda augti į dantenų srities mezenchimą, iš kurio ir atsiranda dantų epitelio elementai.

Dantų plokštelės epitelis įauga į žandikaulio angų mezenchimą (dažniausiai 7 savaitę). Jos vidiniame paviršiuje atsiranda kolbos formos ataugos, iš kurių vėliau atsiranda emalio organai (kiekvienas emalio organas yra atskiro danties gemalas). Mezenchiminė dantų papilė įauga į emalio organą.

Emalio organo ląstelės sudaro emalį, o dantų papilės – dentiną ir pulpą.

Pirmiausia suformuojamas danties vainikas. Šaknų vystymasis prasideda po gimimo.

Kaip ir pieninių dantų, nuolatinių dantų užuomazgos klojasi embriogenezės metu.

Plėtra seilių liaukos

Didžiosios seilių liaukos (paausinės, submandibulinės, poliežuvinės), atsiveriančios į burnos ertmę, dedamos 2 embriono vystymosi mėnesį, mažosios burnos liaukos – 3 mėn., yra ektoderminės kilmės. Iš pradžių jie klojami epitelio virvelių pavidalu, kurie įauga į mezenchimą, kur pradeda šakotis. Visiška liaukų diferenciacija įvyksta netrukus po vaiko gimimo.

Kalbos raida

Liežuvio skirtukas susideda iš trijų gumbų. Du iš jų - dešinysis ir kairysis gyslų gumbai - išsidėstę poromis, trečiasis - vidurinis liežuvinis gumbas - yra neporinis. Tarp atskirų kalbos užuomazgų prasideda procesas, vedantis į jų susiliejimą.

Ryžiai. 4. Danties pjūviai įvairiuose vystymosi etapuose (pagal Kollmaną): 1 - emalis; 2 - dentinas; 3 - mezenchimas; 4 - danties juostelės likučiai; 5 - emalio minkštimas; 6 - dantų papilė; 7 - dantų alveolių žymės; 8 - dantų minkštimas; 9 - epitelio perlai; 10 - žymė apatinis žandikaulis su alveoliniu procesu; 11 - galutinio danties klojimas; 12 - dantų maišelis; 13 - burnos ertmės epitelis; 14 - danties juostelė; 15 - kalbos skirtukas; 16 - emalio organas

Ryžiai. 5. Kalbos raida. Ryklės srities pagrindo vaizdas iš vidaus: a - šešių savaičių embrionas; b - septynių savaičių embrionas; in - suaugusiam žmogui; 1 - liežuvinis šoninis gumbas; 2 - kalbinis vidurinis gumbas (nesuporuotas); 3 - aklina anga; 4 - kopula; 5 - antgerklio žymė; 6 - arytenoidiniai gumbai; 7 - apatinė lūpa; 8 - vidurinis liežuvio griovelis; 9 - palatininė tonzilė; 10 - liežuvio šaknis su liežuvine tonzile; 11 - antgerklis

Ryklės vystymasis

Ryklė yra iškart už burnos ertmės.

Žmonėms čia yra išdėstytos 5 poros žiaunų lankų, tarp kurių yra 4 poros žiaunų kišenių. Žiaunų plyšiai susidaro nuo gimdos kaklelio srities ektodermos link žiaunų kišenių.

Gyvūnams, kurie kvėpuoja žiaunomis, jie jungiasi, susidarydami per plyšius, per kuriuos deguonis patenka iš vandens į kraują, cirkuliuojantį žiaunų lankų kraujagyslių kapiliariniuose tinkluose. Plaučiais kvėpuojančių vaisiaus vandenų, įskaitant žmones, žiaunų plyšiai ir maišeliai yra sulankstyti, bet nesujungti. Žmonėms visos žiaunų kišenės yra peraugusios. Ateityje jie bus transformuojami į kitas struktūras.

Žiaunų kišenių transformacija

Iš pirmųjų žmonių žiaunų kišenių poros susidaro būgninės ertmės ir klausos vamzdeliai, jungiantys šias ertmes su nosiarykle. Iš pirmos poros žiaunų plyšių susidaro išoriniai klausos takai.

Iš išorės į klausos kauliukų vietą pradeda augti išorinės ektodermos invaginacija, kurios spindyje susidaro išorinis klausos ertmė. Invaginacija ribojasi su vidurinės ausies ertmės užuomazga. Vėliau šioje vietoje susiformuoja būgnelė.

Ryžiai. 6. Ryklės raida (vaizdas iš šono, pasiskolintas iš Patten): 1 - pirmoji žiaunų kišenė; 2 - antroji žiaunų kišenė; 3 - trečioji žiaunų kišenė; 4 - ketvirtoji žiaunų kišenė; 5 - skydliaukės žymė; 6 - hipofizės žymė; 7 - stemplė

Iš II poros žiauninių kišenių medžiagos susidaro gomurinės tonzilės.

Iš III ir IV medžiagos sudaromos poros žiaunų kišenių:

Užkrūčio liauka, kurios dedejimas įvyksta 1-ojo intrauterinio gyvenimo mėnesio pabaigoje - 2-ojo mėnesio pradžioje. Netrukus ertmės užauga ir atsiranda tankūs epiteminiai mazgai;

Prieskydinės liaukos. Jie klojami epiteminių mazgelių pavidalu, kurie vėliau atskiriami nuo žiaunų kišenių endodermos ir paviršutiniškai išsidėstę skydliaukės kapsulėje;

Ultimobronchiniai kūnai. Žmonėms jie yra C-ląstelių pavidalu, kurios yra skydliaukės dalis.

Sumažėja II, III, IV poros žiaunų plyšių.

Darbas 6. Laikinieji anamnijos ir amniono organai

Išstudijuokite lenteles, makropreparatus ir brėžinius, palyginkite laikinuosius organus ir jų funkcijas įvairiose gyvūnų grupėse. Perrašykite ir užpildykite lentelę.

Darbas 7. Placentų histologiniai tipai(Tokin B.P., 1987)

Sužinokite apie placentos klasifikaciją ir funkcijas. Atkreipkite dėmesį į žmogaus placentos ypatumą (7 pav.).

Placenta yra laikinas organas, ji išskiria gemalas, arba vaisius, dalis Ir motiniškas, arba gimdos. Vaisiaus dalį vaizduoja išsišakojęs chorionas, o motinos dalį – gimdos gleivinė.

Placenta skiriasi anatomiškai (forma) ir histologiškai. Pagal choriono gaurelių ir gimdos gleivinės santykio laipsnį yra keletas histologinių placentų tipų.

Ryžiai. 7. Placentos tipai:

1 - choriono epitelis; 2 - gimdos gleivinės epitelis; 3 - chorioninio gaurelio jungiamasis audinys; 4 - gimdos gleivinės jungiamasis audinys; 5 - choriono gaurelių kraujagyslės; 6 - gimdos kraujagyslės; 7 - tarpai

1 priedas

Pagrindiniai žmogaus embriogenezės etapai ir visceralinės kaukolės bei pradinės virškinamojo trakto dalies struktūrų formavimasis

2 priedas

Ryžiai. 1.Žmogaus embriono išvaizdos pokyčiai ankstyvosiose vystymosi stadijose (Sadler, 1995):

a - 25 somitų stadija (28 vystymosi dienos); b - 5 vystymosi savaitės; c - 6 vystymosi savaitės; d - 8 vystymosi savaitės;

1 - vizualinis ženklas; 2 - klausos ženklas; 3 - žiaunų lankai; 4 - somitai; 5 - virkštelė; 6 - širdies atbraila; 7 - viršutinės galūnės žymė; 8 - apatinės galūnės žymė; 9 - uodega; 10 - gimdos kaklelio lenkimas; 11 - atsirandantis klausos ertmė; 12 - pirštų vystymasis; 13 - kojų pirštų vystymasis

3 priedas

Ryžiai. 1. Laikinieji stuburinių gyvūnų organai:

a - anamnija; b - ne placentos vaisiaus vandenys; c - placentos amnionas; 1 - embrionas; 2 - trynio maišelis; 3 - amnionas; 4 - alantoisas; 5 - chorionas (serozinė membrana); 6 - choriono gaureliai; 7 - placenta; 8 - virkštelė; 9 - sumažintas trynio maišelis; 10 – sumažėjęs alantoisas

Klausimai savarankiškam mokymuisi

1. Įvardykite pagrindinius embriogenezėje vykstančius procesus.

2. Kokie yra pagrindiniai embriono vystymosi etapai?

3. Kokia yra smulkinimo proceso esmė? Įvardykite ir apibūdinkite pagrindines smulkinimo rūšis.

4. Apibūdinkite embrioną morulės, blastulės, gastrulos stadijoje.

5. Įvardykite pagrindinius gastruliacijos būdus.

6. Kokie yra mezodermos formavimosi būdai?

7. Apibūdinkite placentos žinduolių skilimo ir gastruliacijos būdus.

8. Pavadinkite trijų gemalo sluoksnių darinius.

9. Apibūdinkite pagrindinius žmogaus virškinimo sistemos pradinės dalies formavimosi etapus.

10. Įvardykite laikinąsias įstaigas, jų funkcijas. Kuo jie skiriasi tarp anamnijos ir amniono?

11. Kokia yra placentos sandara? Kokia jo funkcija? Apibūdinkite žmogaus placentos struktūrines ypatybes.

Testo užduotys

Pasirinkite vieną teisingą atsakymą.

1. CROMOSOMŲ RINKINYS ZIGOTĖJE:

2. SAVYBĖS, TAI SKIRTA ŽMOGAUS GRŪDYMO TIPAS:

1. Pilna uniforma

2. Visiškas nelygus

3. Neužbaigtas paviršinis

4. Nepilnas diskoidinis

3. BLASTULOS TIPAS, BŪDINGAS ŽMONĖMS:

1. Coeloblastula

2. Discoblastula

3. Blastocistas

4. Amfiblastula

4. ŽMOGAUS PLACENTA:

1. Desmochorioninis

2. Hemochorioninis

3. Endoteliochorinis

4. Epitheliochorial

Pasirinkite kelis teisingus atsakymus.

5. GASTRULIACIJOS AKORDAIS METU VYKSTA:

1. Pažymėti mezodermą

2. Virškinimo liaukų žymė

3. Ašinių organų žymė

4. Dvisluoksnio branduolio susidarymas

6. IŠ PIRMOSIOS ŽAUNŲ KIŠENĖS SUFORMUOJAMI IR ŽAUNŲ SKELĖLIAI:

1. Būgno ertmė

3. Ultimobranchialinis kūnas

4. Ausies kanalas

6. VĖLĖSE ŽMOGAUS EMBRIONO RAJIMO ETAPUOSE VEIKIA LAIKINIMO ORGANAI:

2. Trynio maišelis

3. Placenta

4. Alantoisas

Nustatykite teisingą seką. 7. Akordų embriogenezės ETAPAI:

1. Gastrula

4. Blastula

Nustatykite atitikmenį.

8. LAIKOTARPIAIS

EMBRIOGENEZĖ:

1. Smulkinimas

2. Histo- ir organogenezė

3. Gastruliacija

PAGRINDINIAI ĮVYKIAI:

a) audinių ir organų formavimasis

b) Gemalų sluoksnių susidarymas

c) nuoseklūs mitoziniai pasiskirstymai, dėl kurių susidaro vieno sluoksnio embrionas

Nustatykite atitikmenį.

9. VOKIETIJOS ŽMONĖSE:

1. Ektoderma

2. Mezoderma

3. Endoderma

KURIAMAS:

a) Seilių liaukų liaukinis epitelis

b) Dantų pulpa

c) Virškinimo trakto vidurinės dalies epitelis

d) Dantų emalis

e) Dantų dentinas

Literatūra

Pagrindinis

Biologija / Red. V.N. Jaryginas. - M.: Aukštoji mokykla, 2001. - Knyga. 1. - S. 276-284, 287-317.

Pekovas A.P.

Papildomas

Gazaryanas K.G., Belousovas L.V. Gyvūnų individualaus vystymosi biologija. - M.: Aukštoji mokykla, 1983 m

Gilbertas S. Vystymosi biologija. - M.: Mir, 1993. - T. 1.

Karlsonas gim. Embriologijos pagrindai pagal Patten. - M.: Mir, 1983 m.

Stanekas I.Žmogaus embriologija. - M.: Veda, 1977 m.

Danilovas R.K., Borovaya T.G. Bendroji ir medicininė embriologija. -

M.-SPb.: SpecLit, 2003 m.

3.3 tema. Poembrioninio ontogenezės laikotarpio modeliai

Tikslas.Žinoti gyvūnų poembrioninio vystymosi tipus. Ištirti žmogaus postnatalinės ontogenezės laikotarpius ir ypatumus.

Užduotis mokiniams

Darbas 1. Organizmų vystymosi tipai poembrioniniu laikotarpiu

Poembrioninis ontogeniškumo laikotarpis prasideda po embriono išlaisvinimo iš embriono membranų arba po gimimo. Jis skirstomas į tris laikotarpius: priešreprodukcinį (jauniklių), reprodukcinį (suaugusio amžiaus) ir poreprodukcinį (būna ne visose rūšyse). Šių laikotarpių trukmė, jų laiko santykis – yra būdingi rūšiai. Pagrindiniai procesai, vykstantys poembrioniniu ontogenezės periodu, yra augimas, galutinių (galutinių) organų struktūrų susidarymas, brendimas ir senėjimas. Poembrioninis laikotarpis baigiasi biologine individo mirtimi.

Yra du poembrioninio vystymosi tipai: tiesioginis ir plėtra su metamorfozė.

Tiesiogiai vystantis nepilnamečių laikotarpiu, besiformuojantis individas turi visus pagrindinius suaugusio organizmo organizavimo bruožus ir daugiausia skiriasi mažesniais dydžiais, kūno proporcijomis ir kai kurių organų sistemų nepakankamu išsivystymu. Tiesioginis vystymasis vyksta bestuburiams, stuburiniams gyvūnams ir žmonėms.

Vystantis su metamorfoze, iš kiaušinėlio atsiranda lerva, kuri skiriasi nuo suaugusio gyvūno struktūra ir gyvenimo būdu. Lervų vystymasis būdingas rūšims, kurios deda mažus kiaušinėlius, kurių maistinių medžiagų nepakanka, kad vystytųsi visos šios rūšies individams būdingos struktūros. Lervos savo struktūra panašesnės į protėvių formas, gali turėti suaugusiems nebūdingus organus. Jie juda laisvai ir gali maitintis patys. Vystymasis su metamorfoze yra plačiai paplitęs gyvūnų karalystėje: kempinės, skifoidiniai ir koraliniai polipai, dauguma nariuotakojų, daug dygiaodžių, jūros purslai, ciklostomos, plautinės ir kaulinės žuvys, varliagyviai.

Išstudijuokite lentelę, perrašykite ir užpildykite pavyzdžiais.

2 darbas. Žmogaus ontogenezės postnatalinio periodo ypatumai

Išstudijuokite ir perrašykite lentelę.

Laikotarpiai	Pagrindiniai procesai		Ligos rizika
1. Naujagimis? iki 1 mėnesio	Pirmasis prisitaikymo prie mažiau palankių aplinkos sąlygų nei motinos organizme etapas: nesterilios sąlygos, žemesnė temperatūra, išorinio slėgio pokyčiai. Virkštelė nukrenta. Vaikas pradeda žįsti mamos krūtį (4 dienas – priešpienį, paskui pieną), o tai reikalauja pastangų ir kartu nukrenta 150-200 g.Prasideda plaučių kvėpavimas. Nusistovėja negimdinė kraujotaka, apauga arterinis latakas ir angos ovale tarp prieširdžių. Keičiasi atskirų organų funkcijos. Nustatykite savo dienos bioritmus	Sumažėja dėl imuninės nervų ir kitų sistemų nebrandumo. Imunitetas yra pasyvus dėl antikūnų, gaunamų iš motinos organizmo per placentą ir su priešpieniu. Reikia mamos priežiūros ir apsaugos. Kritinis laikotarpis	Nespecifinės infekcijos, perkaitimas, hipotermija, įvairių organų ir sistemų, ypač virškinimo, patologija dėl savo fermentų trūkumo. Padidėjusi mirties tikimybė
2. Kūdikis (krūtinės) iki 1 m	Intensyvus augimas ir vystymasis: kūno ilgis padidėja 1,5 karto, svoris - 3 kartus. Fontanelės užsidaro, atsiranda stuburo linkiai	Sumažėjęs dėl greito augimo, morfologinio struktūros neužbaigtumo ir

Lentelės tęsinys.

Laikotarpiai	Pagrindiniai procesai	Kūno adaptacinis gebėjimas	Ligos rizika
	Smegenys sparčiai auga ir vystosi, vystosi daugybė sąlyginių jungčių, formuojasi antroji signalizacijos sistema, vystosi statinės funkcijos. Intensyvus psichoemocinis vystymasis. Savo virškinimo fermentų gaminasi mažiau nei suaugusio žmogaus. Išdygsta pieniniai dantys. Pasyvus imunitetas palaipsniui silpsta, įgytas imunitetas silpnai išreikštas	organų sistemų funkcinis netobulumas	Polinkis į traukulius ir kitus nervų sistemos sutrikimus. 3. Ankstyvoji vaikystė iki 4 metų	Vaiko augimas ir vystymasis tęsiasi, tačiau augimo intensyvumas mažėja. Išdygsta visi 20 pieninių dantų. Ypač sparčiai vystosi intelektas. Kalba apima daug žodžių, kalba sakiniais	Palaipsniui kilkite	Dažnai - ūminės infekcijos: tymai, kokliušas, vėjaraupiai ir kt. Dentomaxillofacial anomalijos dėl ankstyvo pieninių dantų pašalinimo. didėja infekcija tuberkuliozės

Lentelės tęsinys.

Laikotarpiai	Pagrindiniai procesai	Kūno adaptacinis gebėjimas	Ligos rizika
4. Pirmoji vaikystė 4 metai - 7 metai	Pirmasis augimo šuolis. Išdygsta dideli krūminiai dantys. Lyčių skirtumai atsiranda skeleto struktūroje, riebalų nusėdime, psichikos formavime	Palaipsniui didėja	Dentofacialinės anomalijos dėl ankstyvo pieninių dantų ištraukimo
5. Antroji vaikystė (iki brendimo) 7-12 metų	Ypač stiprus augimas raumenų sistema. Kepenų, kvėpavimo sistemos vystymasis baigiasi. Prasideda pieninių dantų keitimas į nuolatinius. Padidėjusi lytinių hormonų sekrecija. Antrinių lytinių požymių vystymosi pradžia (mergaitėms anksčiau)	Palaipsniui kilkite	Daugėja traumų. Širdies ir kraujagyslių bei kitų sistemų patologija. Nuolatinių dantų dygimo ir įkandimo anomalijos
6. Paauglys (brendimo) 12-15-16 metų	Augimo šuolis. Baigiasi kraujotakos ir daugelio virškinimo bei kitų sistemų organų formavimasis. Visi pieniniai dantys pakeičiami nuolatiniais. Intensyvus brendimas: padidėja lytinių hormonų gamyba, formuojasi lytinės organizmo savybės, baigiasi antrinių lytinių požymių vystymasis, merginoms atsiranda menarchės, berniukams – šlapi sapnai. Brendimui būdingi radikalūs biocheminiai, hormoniniai, fiziologiniai, morfologiniai, neuropsichologiniai organizmo pokyčiai.	Kritinis	Galimas paveldimų ligų pasireiškimas, medžiagų apykaitos sutrikimai (nutukimas ar netinkama mityba). Brendimo elgesio krizės, agresyvumas

Lentelės tęsinys.

Laikotarpiai	Pagrindiniai procesai	Kūno adaptacinis gebėjimas	Ligos rizika
7. Jaunystės laikotarpis (po brendimo) 15-16 - 18-21 metai	Iki laikotarpio pabaigos kūno augimas sustoja. Visų organų sistemų formavimasis baigiasi. Brendimo pabaiga. Berniukai turi veido plaukus. Vyksta intensyvus intelekto vystymasis	Galima sumažinti	Įvairių organų ir sistemų funkcijų pažeidimai dėl nesubalansuoto organizmo augimo ir organų sistemų vystymosi (ypač dėl pagreičio). Psichoneurozės
8. Pirmoji branda 18-21-35 m	suaugusiojo organizmo vystymasis. stabili homeostazė. Gebėjimas atgaminti visaverčius palikuonis	Maksimalus
9. Antroji branda iki 55-60 metų	Fiziologiniai organų pokyčiai, medžiagų apykaita, ankstesnė involiucija. Sulėtinti atsakymų greitį. Sumažėjusi hormonų, ypač lytinių hormonų, gamyba. Pastebimų kūno senėjimo požymių pasireiškimas laikotarpio pabaigoje. Laipsniškas reprodukcinės funkcijos nykimas	Palaipsniui mažėja dėl imuninės ir kitų sistemų funkcijos sumažėjimo. Kritinis laikotarpis	Didėja rizika susirgti somatinėmis ir psichinėmis ligomis. Didėjantis navikų dažnis. Gali atsirasti menopauzės sindromas, psichikos sutrikimai

Lentelės tęsinys.

Laikotarpiai	Pagrindiniai procesai	Kūno adaptacinis gebėjimas	Ligos rizika
10. Senatvė iki 75 metų	Laipsniškas kūno organų ir audinių involiucija. Skirtingų organų sistemų senėjimo greitis nėra vienodas. Odos suglebimas. Sąnarių mobilumo apribojimas, masės ir raumenų tonuso sumažėjimas. Dažnai - nutukimas arba staigus svorio kritimas. Sumažėjęs fizinis aktyvumas. Nuovargis	Silpnas atsparumas ir prisitaikymas prie aplinkos veiksnių	Didėja sergamumas su amžiumi susijusiomis ligomis: ateroskleroze, diabetu, podagra ir kt. Psichoneurozės
11. Senatvinis amžius iki 90 metų	Visų sistemų involiucija. Sumažėja klausa, regėjimo aštrumas, atmintis, valia, emocijos, psichinės reakcijos		Gali būti demencija, depresija
12. Ilgaamžiškumas virš 90 metų	Biologinis reiškinys, kurį sukelia įvairių veiksnių kompleksas – tiek biologinis (paveldimumas, kūno tipas), tiek socialinis (teisingo elgesio stresinėse situacijose tradicijos), aktyvus gyvenimo būdas ir racionali mityba.

3 darbas. Galutinis kai kurių žmogaus organų struktūrų formavimasis poembrioniniu laikotarpiu

Gimus žmogui, organų struktūrinių ir funkcinių vienetų klojimas ir formavimasis tęsiasi. Atskirų kūno struktūrų branda vyksta asinchroniškai. Visi organai ir sistemos savo sandara ir funkcionavimu tampa kaip suaugusio žmogaus organizme apie 20-21 metų.

Išstudijuokite ir perrašykite lentelę

Darbas 4. Žmogaus dantų ir žandikaulių anomalijos, besivystančios pogimdyminiu gyvenimo laikotarpiu

Išstudijuokite ir perrašykite lentelę.

Anomalijos tipas	Priežastis
Nepakankamas apatinio žandikaulio išsivystymas	Viena iš nepakankamo žandikaulio išsivystymo priežasčių gali būti netinkamas dirbtinis vaiko maitinimas, nes nėra normalios funkcinės apkrovos, reikalingos apatiniam žandikauliui pašalinti iš distalinės padėties.
Viršutinio žandikaulio susiaurėjimas	Ilgai pažeidžiant tinkamą nosies kvėpavimą (kaulinio gomurio neužsivėrimas, uždegimas nosies ertmėje), vaikas kvėpuoja per burną, todėl pasikeičia burnos ir ryklės elementų padėtis.
Apatinio žandikaulio poslinkis į priekį arba jo vystymosi atsilikimas	Jei galvos padėtis per aukšta, susidaro sąlygos žandikauliui judėti į priekį. Jei vaikas miegodamas atmeta galvą atgal, susidaro prielaidos žandikauliui nusmukti ir jo vystymosi atsilikimui
netinkamas sąkandis	Priežastis gali būti – ankstyvas pieninių dantų pašalinimas. Dėl to nuolatinių dantų užuomazgos pasislenka į priekį, o tai sutrumpina žandikaulio lanką; perkeltos uždegiminės žandikaulių ir dantų ligos; endokrininės patologijos ir kt.
žandikaulio deformacija	Žalingi įpročiai – piršto, lūpų, skruostų ir įvairių daiktų (sauskelnių, pieštuko ir kt.) čiulpimas, delnų dėjimas po skruostu ir kt.
Aukšto gomurio formavimasis	Skydliaukės disfunkcija; užsitęsęs kvėpavimas per burną, pavyzdžiui, esant uždegiminiams procesams nosies ertmėje
Veido asimetrija	Tymai, difterija, kokliušas, rachitas, skarlatina
Lėtas dantų dygimas, emalio hipoplazija	Tai įmanoma, kai sutrikusi skydliaukės ir prieskydinių liaukų veikla, sutrikusi mineralų apykaita ir kt.
Seilių liaukų uždegimas	Hipotermija, nepakankama burnos ertmės sanitarinė būklė

Darbas 5. Senėjimo procesų apraiškos ant įvairių lygių individuali organizacija

Užpildykite lentelę naudodami vadovėlį ir paskaitų medžiagą.

Klausimai savarankiškam mokymuisi

1. Kas yra poembrioninis vystymasis?

2. Kokie yra poembrioninio vystymosi tipai?

3. Kuo skiriasi tiesioginis vystymasis nuo vystymosi su metamorfoze?

4. Ką skiriamieji bruožai visiška metamorfozė ir kas ją sukelia?

5. Kas sukelia varliagyvių metamorfozę?

6. Kokie yra postnatalinio žmogaus vystymosi laikotarpiai?

7. Kokie veiksniai lemia žmogaus organizmo raidą pogimdyminiu laikotarpiu?

8. Kokie žmogaus ontogenezės etapai įeina į priešreprodukcinį, reprodukcinį ir poreprodukcinį laikotarpį?

9. Kuo jie pasižymi?

10. Įvardykite kritinius postnatalinio žmogaus vystymosi laikotarpius; paaiškinti, kas juos sukelia.

11. Senėjimo teorijų ir mechanizmų samprata.

Testo užduotys

Pasirinkite vieną teisingą atsakymą.

1. ŽMOGAUS DANTŲ KEITIMAS PRASIDEDA ANT AMŽIAUS:

2. ŽMOGAUS SENĖJIMO GENAS:

1. Įsikūręs lytinėse chromosomose

2. Įsikūręs pirmoje autosomų poroje

3. Yra kiekvienoje chromosomų poroje

4. Atsiranda dėl mutacijų

1. Vaikiškas

2. Paauglystė

3. Reprodukcinis

4. Poreprodukcinė

4. MAKSIMALUS GYVENIMAS

ASMENS PAGRINDINĖS APBRĖŽIMAS:

1. Gyvenimo būdas

2. Mityba

3. Genotipas

4. Aplinkos sąlygos

Pasirinkite kelis teisingus atsakymus.

5. YRA TIESIOGINIO PLĖTROS TIPAS:

1. Nepilnamečio augimas

2. Lervų organų mažinimas

3. Galutinių organų struktūrų susidarymas

4. Individo kūno proporcijų keitimas

6. VISIŠKOS METAMORFOZĖS JAUNAMS VYSTYMOSI METU

1. Kūno formos kaip suaugusio žmogaus

2. Kūno forma skiriasi nuo suaugusiųjų

3. Galimi lervų organai

4. Nėra reprodukcinės sistemos

7. ĮVAIRIŲ ORGANŲ FUNKCIJŲ SUTRIKIMAI JUVENILINIU LAIKOTARPIU POgimdyminiu laikotarpiu

ONTOGENEZĖ DĖL:

1. Nebaigtas imuninės sistemos vystymasis

2. Nervų reguliavimo disbalansas

3. Intensyvus kūno augimas

4. Senėjimo genų darbas

8. ŽMOGAUS AUGIMĄ KONTROLIUOJA HORMONAI:

1. Somatotropinas

2. Seksualinis

3. Parathormonas

4. Tiroksinas

9. ŽMOGAUS ONTOGENEZĖS POgimdyminėje stadijoje

KRITINIAI LAIKOTARPIAI YRA:

1. Naujagimiai

2. Kūdikis

3. Paauglystė

4. Jaunatviškas

Nustatykite atitikmenį.

10. SENĖJIMO TEORIJOS:

1. Nervų sistemos viršįtampis

2. Kūno intoksikacija

3. Mutacijų kaupimasis somatinėse ląstelėse

a) I.I. Mechnikovas

b) A.A. Bogomoletai

c) M. Szilardas

d) I.P. Pavlovas

e) L. Hayflickas

Literatūra

Pagrindinis

Biologija / Red. V.N. Jaryginas. - M.: Aukštoji mokykla, 2001 m.

Knyga. 1. - S. 276-278, 368-372, 381-409.

Pekovas A.P. Biologija ir bendroji genetika. - M.: RUDN universiteto leidykla, 1993 m.

Papildomas

Gazaryanas K.G., Belousovas M.V. Gyvūnų individualaus vystymosi biologija. - M.: Aukštoji mokykla, 1983 m.

Gilbertas S. Vystymosi biologija. - M.: Mir, 1996 m.

3.4 tema. Ontogeniškumo reguliavimas

Tikslas. Ištirti pagrindinius ontogeninio reguliavimo mechanizmus; žalingų veiksnių įtaka žmogaus organizmui ir apsigimimų susidarymo mechanizmai.

Individualus vystymasis ir augimas yra nulemti genetiškai; individo genotipas lemia tam tikrą vystymosi ir augimo stadijų seką, taip pat vystymosi tipą skirtingose ​​ontogenezės stadijose. Vystyme yra nuolatinio ir pertrūkio, laipsniškumo ir cikliškumo vienybė. Laikotarpiai kaitaliojasi ontogenezėje pagreitintas vystymasis su santykinio stabilizavimo etapais. Ontogenezei būdinga skirtingų kūno sistemų ir audinių iniciacijos ir brendimo heterochronija, taip pat skirtingi vienos sistemos simboliai. Stuburinių gyvūnų poembrioninis laikotarpis pasižymi individualia amžiaus dinamikos įvairove dėl genetinių ir aplinkos veiksnių sąveikos. Žmogaus vystymosi biologijos specifika yra netiesioginis aplinkos veiksnių poveikis per socialines-ekonomines ir socialines-psichologines sąlygas.

Užduotis mokiniams

Darbas 1. Pagrindiniai placentos žinduolių vystymąsi reguliuojantys veiksniai

Perrašyti lentelę.

2 darbas. Genetinis organizmo vystymosi reguliavimas

Visuose ontogenezės etapuose genai reguliuoja ir kontroliuoja organizmo vystymąsi.

Oogenezės metu ląstelės sintetina didelį kiekį skirtingi tipai pasiuntinio ir ribosomų RNR, kurios aktyvuojamos po apvaisinimo ir kontroliuoja embriono vystymąsi nuo zigotos iki blastulės stadijos. Paties embriono genai pradeda veikti skirtingose ​​stuburinių gyvūnų rūšyse skirtinguose fragmentacijos etapuose (pvz.,

žmonėms dviejų blastomerų stadijoje), o jų veiklos produktai pradeda reguliuoti embriono vystymąsi. Taigi ankstyvąsias vystymosi stadijas reguliuoja motinos ir gemalų genai. Daugelio stuburinių rūšių organizmo vystymąsi nuo gastrulos stadijos reguliuoja tik veiklos produktai. savo genus embrionas (1 pav.).

Genų ekspresijos reguliavimas organizmų vystymosi metu vykdomas visuose baltymų sintezės etapuose, tiek pagal indukcijos tipą, tiek pagal represijų tipą, o kontrolė transkripcijos lygiu lemia funkcionavimo laiką ir transkripcijos pobūdį. duotas genas.

Ant pav. 1 parodyta kai kurie genetinio vystymosi reguliavimo modeliai transkripcijos lygiu. 1 kaskadinės embrioninės indukcijos modelis (1 pav.) paaiškina tam tikrą ontogeniškumo stadijų pasikeitimą nuosekliai aktyvuojant atitinkamus stadijai būdingus genus. Taigi, induktorius 1 sąveikauja su jutiklio genu (C), suaktyvindamas integratoriaus geną (I), kurio produktas per promotorių (P 1) veikia struktūrinius genus (SG 1, SG 2 ir SG 3). struktūrinio geno SG 3 aktyvumo produktas yra struktūrinių genų SG 4, SG 5 ir kt. induktorius 2.

Vystymosi procese taip pat vyksta ankstesnių vystymosi stadijų genų represijos. Šiuo atveju struktūrinių genų aktyvumo produktai vėlesnėse ontogenezės stadijose gali tarnauti kaip represorius (2 modelis, 1 pav.)

Kai kuriuos struktūrinius genus aktyvuoja arba slopina kelių genų veikimo produktai (3 modelis, 1 pav.)

Kelių struktūrinių genų indukciją arba represiją gali sukelti vieno geno veiklos produktas. Šiuo modeliu galima paaiškinti pleiotropinį genų poveikį, lytinių hormonų įtaką ir kt. (4 modelis, 1 pav.).

Išardykite diagramas pav. 1 ir nubraižykite pakopinės embrioninės indukcijos modelį.

Paskirti:

Ryžiai. 1. Genetinis organizmo vystymosi reguliavimas

Darbas 3. Politeno chromosomos

Kiekviename vystymosi etape tik nedidelė genomo dalis dalyvauja kuriant specifinius audinius produktus, o griežtai apibrėžti stadijai būdingi genai yra aktyvūs skirtingose ​​ontogenezės stadijose. Pavyzdžiui, tiriant politenines (milžiniškas) chromosomas, susidariusias dėl daugybinės replikacijos daugelio dviburnių vabzdžių rūšių lervų ląstelėse, aiškiai matomi neaktyvūs ir aktyvūs chromosomų regionai. Aktyviausios DNR zonos – pūslės yra nesusuktos chromosomų atkarpos, ant kurių intensyviai transkribuojama mRNR stadijai būdingų baltymų sintezei. Vystantis lervoms, anksčiau aktyvios DNR sritys spiralizuojamos, kitose zonose susidaro pūslės.

1. Tyrimas pagal pav. 2 politeno chromosomos pjūvis, kuriame vyksta pūtimas (pagal Grossbach, 1973 iš S. Gilbert, 1994), nubrėžti pav. 2m.

Ryžiai. 2. Išpūtimo procesas. Pufo susidarymo etapai (a-d)

2. Ištirkite mikropreparatą mikroskopu dideliu padidinimu ir nupieškite. Pavadinimas: 1 - euchromatinas; 2 - heterochromatinas; 3 - pufas.

Darbas 4. Klonavimas. Branduolių reguliavimo pajėgumas

Ląstelių diferenciacijos metu vyksta selektyvi ekspresija skirtingos dalys genomas ir genetinės galios apribojimas diferencijuotose ląstelėse. Tačiau visi genai yra išsaugoti somatinių ląstelių branduoliuose ir tinkamomis sąlygomis gali

gali būti suaktyvintas ir užtikrinti normalaus embriono vystymąsi. Klonavimas – tai naujo organizmo, kuris yra somatinių ląstelių donoro genetinė kopija, sukūrimas. Lytiškai besidauginančiose rūšyse klonavimas įvyksta, kai branduoliai iš somatinės ląstelės perkeliami į kiaušinėlį, kuriame nėra branduolio. Šiuo metu gaunama klonuojant skirtingų klasių gyvūnus, įskaitant žinduolius. Paaiškėjo, kad ontogenezės procese somatinių ląstelių branduolių genetinė potencija mažėja, o kuo vyresnis yra somatinių branduolių donoras, tuo mažesnis klonuotų individų išsivystymo procentas. Nustatyta, kad skirtingų donorų ląstelių genetinė galia nėra vienoda.

Išnagrinėkite branduolių, paimtų iš somatinių ląstelių skirtingose ​​varlės vystymosi stadijose, transplantacijos brėžinį (pagal Gerdon, 1965 iš E. Deucar, 1978) (3 pav.).

Ryžiai. 3. Branduolių persodinimas iš somatinių ląstelių į varlės kiaušinėlį įvairiuose donorinių ląstelių vystymosi etapuose

Darbas 5. Ląsteliniai procesai gastruliacijos ir organogenezės laikotarpiais

Išstudijuokite lentelę, paveikslėlius priede, skaidres ir preparatus gyvūnų embriogenezei. Perrašyti lentelę.

Ląstelių sąveikos formos	Normalių struktūrų formavimas (pavyzdžiai)	Tarpląstelinės sąveikos pažeidimų pasekmės (pavyzdžiai)
Ląstelių judesiai	Ląstelių judėjimas gastruliacijos metu, nervinio vamzdelio formavimasis, nervinio keteros ląstelių judėjimas	Gastrulos, nervinio vamzdelio susidarymo pažeidimas; veido struktūrų formavimosi pažeidimas
rinkimų dauginimasis	Atskirų organų užuomazgų klojimas	Organo ar jo dalies, pvz., seilių liaukos, nebuvimas
selektyvi ląstelių mirtis	Epitelio ląstelių žūtis susiliejus gomuriniams pumpurams, nosies procesams	Sindaktilija, gomurio plyšys, lūpos plyšys, veido
Ląstelių sukibimas	Veido struktūrų užuomazgų susiliejimas (gomuriniai ataugai, nosies procesai tarpusavyje ir su žandikaulio ataugomis)	Suskilęs gomurys, viršutinė lūpa, veidas
Ląstelių kondensacija	Mezoderminių dantų užuomazgų formavimasis	Trūksta dantų, papildomi dantys

Darbas 6. Embrioninė indukcija. Dantų vystymasis žinduoliams

(Dewkar E., 1978)

Išilgai dantenų keteros klojamas pirmasis dantų užuomazgas – dantų plokštelė, sustorėjusi ektodermos juostelė. Po danties plokštele atsiranda nemažai mezoderminių dantų papilių, kurios skatina emalio organo užuomazgų susidarymą iš ektodermos (pašalinus mezoderminius papilius, nesusidaro emalio organo užuomazgos). Abipusė emalio organo ir mezoderminės danties papilės indukcija lemia ląstelių, kurios sudaro emalį, dentiną ir pulpą, susidarymą. Kitame diferenciacijos etape susidaręs emalis ir dentinas įtakoja vienas kito vystymąsi.

Ryžiai. 4. Ankstyvosios žinduolių dantų vystymosi stadijos (schema): a - apatinio žandikaulio dantenos, vaizdas iš viršaus; b - skersinis dantenų pjūvis; in-e – etapai

danties vystymasis;->- - indukcija;< ^ - взаимная индукция;

1 - dantenų ketera; 2 - dantų plokštelė; 3 - mezoderminės dantų papilės; 4 - emalio organo užuomazga; 5 - ameloblastai; 6 - emalio užuomazga; 7 - odontoblastai; 8 - dentino užuomazga; 9 - minkštimo pradžia; 10 - emalis; 11 - dentinas

Išardykite, nubrėžkite pav. 4 ir pažymėkite pagrindines konstrukcijas.

Darbas 7. Nervų reguliavimas ontogenezėje

Nervų reguliavimas prasideda nuo centrinės nervų sistemos klojimo ir tęsiasi visą žmogaus gyvenimą.

Sąveika tarp CNS centrų ir inervuojamų organų užsimezga ankstyvosiose embriogenezės stadijose ir šios struktūros tarpusavyje skatina viena kitos vystymąsi. Iš centrinės nervų sistemos centrų nukrypstantys periferiniai nervai priauga prie organų užuomazgų ir skatina jų vystymąsi. Periferinių nervų nebuvimas ar jų pažeidimas (pavyzdžiui, vaistai, toksoplazmos toksinai ir kt.) sukelia jų inervuojamų struktūrų formavimosi pažeidimą. Pavyzdžiui, Europoje keli šimtai vaikų gimė be galūnių, kurių motinos nėštumo metu vartojo migdomąją tabletę talidomidą, kuris blokuoja periferinių nervų augimą.

Pogimdyminiu laikotarpiu išsaugomas ryšys tarp nervų sistemos ir inervuotų organų. Gimimo galvos smegenų ir periferinių nervų sužalojimai sukelia ne tik paralyžių, bet ir raumenų atrofiją bei atitinkamų galūnių augimo sulėtėjimą arba vienašalę veido struktūrų hipotrofiją (su įgimtu VI-VII nervų paralyžiumi). Pasyvūs galūnių judesiai (tam sukurti specialūs prietaisai), masažas ir fizioterapinė inervuojamų organų stimuliacija prisideda prie pažeistų galvos ir nugaros smegenų struktūrų atkūrimo.

Sergant neurofibromatoze (autosominiu dominuojančiu paveldėjimo tipu), išsivysto periferinių nervų navikai. Jei liga prasideda ankstyvoje vaikystėje, tada toje kūno pusėje, kurioje vystosi navikai, atsiranda kaulų ir minkštųjų audinių hipertrofija. Pavyzdžiui, išsivysto veido dismorfozė (asimetriška, neproporcinga veidą formuojančių struktūrų raida, 5 priedas pav.).

Nustatyta, kad ankstyvoje vaikystėje rankų judėjimą skatinantys žaidimai, ypač smulkios, tikslios veiklos formos, skatina smegenų struktūrų vystymąsi, įskaitant ir intelekto vystymąsi.

Ant pav. 5 paveiksle parodytos eksperimentų su aksolotliu schemos, skirtos ištirti periferinio nervo vaidmenį galūnių vystymuisi, taip pat nugaros smegenų motorinių centrų susidarymą, kai galūnių nėra. Pašalinus nervą kairėje aksolotlio embriono pusėje, operuotoje kūno pusėje netrūko galūnės.

Galūnės nebuvimas gali atsirasti dėl neurotropinių teratogenų (toksoplazmozės toksinų, talidomido ir kt.) veikimo (5a pav.).

Pašalinus galūnės rudimentą iš aksolotlio embriono, sumažėja nugaros smegenų pilkosios medžiagos ganglijų ir ragų dydis operuotoje pusėje (5b pav.).

Išanalizuokite eksperimentų brėžinius, kad ištirtumėte ryšį tarp nervų centrų ir inervuotų organų.

Ryžiai. 5. Nervų centrų ir inervuotų organų ryšys (Dyukar E., 1978, su pokyčiais):

a - stuburo nervų įtaka galūnės vystymuisi: 1 - nugaros smegenys; 2 - stuburo nervas, inervuojantis galūnę; 3 - stuburo ganglijas; 4 - galūnė; b - galūnės užuomazgos įtaka nugaros smegenų segmentų vystymuisi (skersinė aksolotlio embriono pjūvis su pašalintu galūnės užuomazga: 1 - stuburo ganglijas; 2 - stuburo nervas; 3 - nugaros smegenų pilkosios medžiagos ragai nugaros smegenys;4 - nugaros smegenų pilkosios medžiagos ventraliniai ragai

Darbas 8. Hormoninis veido žandikaulių srities vystymosi reguliavimas

Naudodami lentelę ištirkite hormonų poveikį žmogaus žandikaulių srities vystymuisi.

Darbas 9. Kenksmingų aplinkos veiksnių įtaka embrionui

Išstudijuokite lentelę, išardykite ir nubraižykite schemą, pateikite tiesioginės ir netiesioginės embriono žalos pavyzdžių.

Kenksmingų veiksnių įtaka vaisiui

Lentelės tęsinys.

Faktoriai	Pagrindiniai pažeidimų mechanizmai	Embrioninė ir fetopatija
3. Vitaminų trūkumas (dažnai be motinos hipovitaminozės):	Vaisiaus medžiagų apykaitos sutrikimai
Vitaminas B2	Augimo sutrikimas, biologinių oksidacijos fermentų susidarymas	Gomurio skilimas, hidrocefalija, širdies anomalijos ir kt.
Vitamino C	Oksidacijos, susidarymo procesų pažeidimas jungiamasis audinys, biosintezė	Galimas vaisiaus mirtis, persileidimas
Vitaminas E	Riebalų oksidacijos pažeidimas, dėl kurio atsiranda toksiškų produktų	Smegenų, akių, skeleto anomalijos
4. Vitaminų perteklius:
Vitaminas A	Augimo, redokso procesų pažeidimas	Gomurio įskilimas, anencefalija
II. Motinos ligos
1. Reumatas	Hipoksija, trofiniai sutrikimai, distrofiniai placentos pokyčiai	Vaisiaus hipotrofija, funkcinis nesubrendimas, organų ir sistemų, daugiausia širdies ir kraujagyslių, anomalijos. Vaikai dažnai serga infekcinėmis-alerginėmis ligomis, nervų sistemos sutrikimais.
	Sutrinka deguonies transportavimas vaisiui, geležies trūkumas, placentos morfologiniai pokyčiai	Vaisiaus mirtis, centrinės nervų sistemos sutrikimai, mažakraujystė vaikams

Lentelės tęsinys.

Faktoriai	Pagrindiniai pažeidimų mechanizmai	Embrioninė ir fetopatija
3. Cukrinis diabetas	Hormoniniai pokyčiai, hiperglikemija ir ketoacidozė, gimdos placentos kraujotakos pablogėjimas, patologiniai placentos pokyčiai	Vaisiaus žūtis, neišnešioti, nesubrendę vaisiai su padidėjusiu svoriu, funkcinis kasos, plaučių nebrandumas, rečiau – skydliaukės, inkstų pakitimai. Yra anencefalija, hidronefrozė ir kiti centrinės nervų sistemos sutrikimai
4. Tirotoksikozė	Padidėjusi skydliaukės hormonų sekrecija	Centrinės nervų sistemos, skydliaukės ir, mažiau nei kitų, endokrininių liaukų formavimosi pažeidimas. Rečiau – širdies ir kraujagyslių sistemos, raumenų ir kaulų sistemos anomalijos ir kt.
5. Imunologinis konfliktas (pagal Rh faktorių ir AB0 sistemą; dažniausiai nesuderinami: 0 - A, 0 - B, A - B, B - A, motinos ir vaisiaus kraujo grupių deriniai)	Rh antikūnai prasiskverbia pro placentą. Pro placentą prasiskverbia nepilni izoimuniniai antikūnai A ir B, kurie sukelia vaisiaus eritrocitų hemolizę. Išsiskyręs netiesioginis bilirubinas yra stiprus audinių toksinas	Hemolizinė vaisiaus ir naujagimio liga
III. Intrauterinės infekcijos
1. Raudonukės virusas	Embriono infekcija, ypač 1-3 vystymosi mėnesius	Širdies, smegenų, klausos, regos ir kitų organų anomalijos

Lentelės pabaiga.

Faktoriai	Pagrindiniai pažeidimų mechanizmai	Embrioninė ir fetopatija
2. Gripo virusas	vaisiaus infekcija, motinos kūno intoksikacija, hipertermija, sutrikusi gimdos placentos kraujotaka	Lytinių organų anomalijos, katarakta, lūpos plyšys
Toksoplazmozė		Smegenų, akių, galūnių, gomurio skilimo deformacijos
IV. jonizuojanti radiacija	Embriono pažeidimas prasiskverbiant spinduliuote ir toksiškais pažeistų audinių produktais	Įgimta spindulinė liga. Dažniausiai – nervų sistemos paralyžius. Gali būti akių, kraujagyslių, plaučių, kepenų, galūnių anomalijų
V. Cheminių junginių, įskaitant vaistines medžiagas, įtaka (daugiau nei 600 junginių)	tiesioginis poveikis vaisiui. Placentos struktūros ir funkcijos pažeidimas. Patologiniai motinos kūno pokyčiai	Įvairūs apsigimimai, priklausomai nuo medžiagos, dozės ir priėmimo laiko
	Tiesioginis toksinis poveikis vaisiui, placentai ir motinos organizmui	Hipotrofija, vaikų polinkis sirgti kvėpavimo takų ligomis
Alkoholis	Lytinių ląstelių pažeidimai, generacinės mutacijos. Tiesioginis toksinis poveikis	Protinis atsilikimas, psichinė liga, širdies ydos, epilepsija, vaisiaus alkoholio pažeidimai
Tetraciklinas	Tiesioginis poveikis vaisiui	Dėmėtas emalis ant dantų

Išardykite ir nubraižykite diagramą 1. Pateikite embriono vystymosi sutrikimų, veikiant kenksmingiems veiksniams tiesiogiai embrionui arba netiesiogiai per motinos organizmą ir placentą, pavyzdžius.

1 schema.Žalingų aplinkos veiksnių poveikio embrionui būdai

Darbas 10. Apsigimimų klasifikacija ir susidarymo mechanizmai

Studijuok ir perrašyk.

aš. Etiologiniu pagrindu.

1. Paveldimas:

a) generacinės mutacijos (paveldimos ligos);

b) zigotos ir blastomerų mutacijos (paveldimos ligos, mozaikizmas).

2. Nepaveldimas:

a) genetinės informacijos įgyvendinimo pažeidimas (fenokopija);

b) ląstelių ir audinių sąveikos pažeidimas; organų ir audinių apsigimimai (teratomos, cistos);

c) somatinės mutacijos (įgimti navikai).

3. Daugiafaktorinis.

II. Iki ontogenezės laikotarpio. 1. Tametopatija:

a) paveldimas;

b) nepaveldimas (pernokusios lytinės ląstelės).

2. Blastopatijos iki penkioliktos dienos:

a) paveldimos ligos (mozacizmas – embrionas susideda iš ląstelių su normaliu ir netipiniu chromosomų rinkiniu);

b) nepaveldimas (dvynių deformacijos, ciklopija 1).

3. Embriopatijos iki aštuntos savaitės pabaigos: dauguma apsigimimų, apsigimimų, atsiradusių dėl teratogenų veikimo.

4. Fetopatija nuo devynių savaičių iki gimdymo: retai pasitaiko šios grupės apsigimimų: ankstyvųjų struktūrų likučiai (išlikimas – šakos cistos ir fistulės); originalaus organų išdėstymo išsaugojimas; atskirų organų ar viso vaisiaus neišsivystymas, organų vystymosi nukrypimas.

5. Nedorybės atsirandantis postnatalinis laikotarpis (jie atsiranda rečiau nei minėti defektai, dėl traumų, ligų, aplinkos veiksnių poveikio).

1 Ciklopija- kaukolėje yra tik viena orbita, kurios viduryje yra vienas ar du akių obuoliai. Dažnai kartu su smegenų pusrutulių nebuvimu.

1 priedas

Genetinė žinduolių vystymosi kontrolė

(pagal B. V. Konyukhovą, 1976 m.)

2 priedas

Nuosekli veido formavimosi etapai, vaizdas iš priekio

(pagal Patten of Morris, Human Anatomy, McGrow-Hill, Company, Niujorkas)

a - 4 savaičių vaisius (3,5 mm); b - 5 savaičių embrionas 6,5 mm); c - 5,5 savaitės vaisius 9 mm); d - 6 savaičių vaisius (12 mm); e - 7 savaičių vaisius (19 mm); f – 8 savaičių vaisius (28 mm);

1 - priekinė briauna; 2 - uoslės plakatas; 3 - nosies duobė; 4 - burnos plokštelė; 5 - burnos anga; 6 - žandikaulio procesas; 7 - apatinio žandikaulio lankas; 8 - hyoid lankas; 9 - medialinis nosies procesas; 10 - šoninis nosies procesas; 11 - nosies ašarų griovelis; 12 - hyomandibulinis plyšys; 13 - filtrum sritis, suformuota susijungus medialiniams nosies procesams; 14 - išorinė ausis; 15 - klausos gumbai aplink hiomandibulinį plyšį; 16 - hipoidinis kaulas; 17 - gerklų kremzlės

3 priedas

Žinduolių embrionų gomurinių raukšlių susiliejimo mechanizmai

a - priekinis pjūvis (XY ertmėje, parodytas įduboje kairėje) per nosies ertmę ir burnos ertmę, skruostų srityje prieš suliejant gomurines raukšles: 1 - nosies ertmė; 2 - nosies pertvara; 3 - palatino raukšlės; 4 - liežuvio užuomazga; 5 - apatinis žandikaulis; b - tas pats, kas ant a, po gomurinių raukšlių suliejimo: 6 - ląstelių mirties ir susiliejimo zona; c - trys nuoseklūs epitelio sunaikinimo ir mezenchimo susiliejimo procesų etapai (I-III): 1 - kairiosios gomurio pusės epitelis; 2 - dešiniosios dangaus pusės epitelis; 3 - mezenchimas; 4 - makrofagai; 5 - negyvos ląstelės; 6 - ištisinis mezenchimas; 7 - konservuotas epitelis; 6 - selektyvios ląstelių mirties ir adhezijos zona

4 priedas

Žmonių seilių liaukų vystymasis

Seilių liaukų padėtis 11 savaičių žmogaus embrione: a-b - ankstyva seilių liaukos vystymosi stadija kultūroje; c-e - diagrama, paaiškinanti ryšį tarp liaukos šakojimosi procesų ir tarpląstelinės medžiagos pasiskirstymo. Besivystančioje skiltyje išsišakojusios vagos klojimas lydimas mikrofilamentų susitraukimo skilties viršuje esančiose ląstelėse ir kolageno skaidulų kaupimosi už bazinės plokštelės, įdubos srityje. Vykstant šiems procesams, vaga gilėja, o glikozaminoglikanų sintezės lygis šios srities ląstelėse palaipsniui mažėja. 1 - paausinė liauka; 2 - paausinės liaukos šalinimo latako atidarymas; 3 - submandibulinės liaukos šalinimo latako atidarymas; 4 - poliežuvinės liaukos žymė; 5 - submandibulinė liauka; 6 - glikozaminoglikanai; 7 - kolageno skaidulos

5 priedas

Išorinės neurofibromatozės apraiškos (veido struktūrų dismorfozė, amžiaus dėmės ant odos)

Klausimai savarankiškam mokymuisi

1. Kuo skiriasi reguliavimo ir mozaikinio vystymosi tipai?

2. Kokia yra ląstelių diferenciacijos esmė?

3. Kaip vyksta ankstyvųjų embriono vystymosi stadijų reguliavimas ir kada pradeda funkcionuoti embriono genomas?

4. Koks yra genų poveikis ankstyvam vystymuisi?

5. Kaip vystantis kinta ląstelių branduolių genetinė potencija?

6. Kaip vykdomas genetinis diferenciacijos reguliavimas?

7. Kokie procesai ląstelėse vyksta skilimo, gastruliacijos, organogenezės metu?

8. Kokios yra pagrindinės ląstelių sąveikos formos organogenezės laikotarpiais?

9. Kokia embriono indukcijos esmė ir jos rūšys?

10. Kokia yra induktorių cheminė sandara ir jų veikimo mechanizmas?

11. Kokia nervų sistemos reikšmė ontogenezės reguliavimui?

12. Kokie yra hormonų reguliavimo mechanizmai ontogenezėje?

13. Kokie galimi aplinkos veiksnių, sukeliančių embriogenezės pažeidimą, veikimo būdai?

14. Kodėl embriopatijoms būdingi gilesni sutrikimai nei fetopatijai?

15. Kokie yra motinos organizmo ir vaisiaus santykiai, kokios jo pažeidimo pasekmės?

16. Kuo skiriasi paveldimos ir nepaveldimos įgimtos ligos?

17. Kas yra fenokopijos?

18. Kokių ontogenezės procesų pažeidimai sukelia apsigimimus?

19. Kas yra teratogenai, jų klasifikacija, veikimo mechanizmas?

Testo užduotys

Pasirinkite vieną teisingą atsakymą.

1. GENETINIS ONTOGENEZĖS REGULIAVIMAS

stuburiniams gyvūnams JĄ ATLIEKO:

1. Genų skaičiaus mažinimas vystymosi procese

2. Genų represijos

3. Genų derepresija

4. Genų derepresija ir slopinimas

2. KLONAVIMO metu REGULIUOTI EMBRIONO RAIDĄ

1. Sperma

2. Kiaušiniai

3. Sperma ir kiaušinėliai

4. Somatinė ląstelė

5. Kiaušinių ir somatinių ląstelių donoras

3. NEPAVELDIMAI DEFEKTAI

ANTONTOLOGIJOS SISTEMOS TIKRAI:

1. Fetopatija

2. Gametopatijos

3. Embriopatijos

4. Blastopatijos

4. HORMONINIS RAIDOS REGULIAVIMAS

ŽINDULIUOSE PRADĖJA LAIKOTARPIU:

1. Gastruliacija

2. Smulkinimas

3. Histo- ir organogenezė

4. Vaisiaus

5. DOKTRINA APIE ORGANISMŲ VEIDIMĄ VEIKSNIAI SUDARYJANT NAUJAS STRUKTŪRAS VADINAMA:

1. Preformizmas

2. Epigenezė

3. Transformacija

4. Vitalizmas

Pasirinkite kelis teisingus atsakymus.

6. REGULIUOJAMAS ŽMOGAUS DANTŲ DĖLĖS IR UGDYMAS:

2. Embrioninė indukcija

3. Nervų sistema

4. Hormonai

5. Aplinkos veiksniai

7. ŽMOGAUS ANTRINIO GOMUMO NEIŠVALYMAS DĖL LĄSTELIŲ PROCESŲ SUTRIKIMO:

1. Atrankinis veisimas

2. Mezoderminių ląstelių sustorėjimas

3. Atrankinė mirtis

4. Sukibimas

5. Judėti

8. PRIKLAUSOMO LĄSTELIŲ DIFERENCIJOS ETAPAS BŪDŽIAMAS:

1. Padidėjęs jautrumas induktorių veikimui

2. Sumažėjęs jautrumas induktorių veikimui

3. Gebėjimo transdiferencijuoti stoka

4. Gebėjimas transdiferencijuoti

9. DIDŽIAUSIAS VAISIAUS ORGANŲ JAUTRUMAS

TERATOGENO VEIKSMAI LAIKOTARPIAIS:

1. Vargonų užuomazgų žymės

2. Naujų organų struktūrų žymės

3. Organų ląstelių diferenciacija

4. kūno augimas

Nustatykite atitikmenį.

10. apsigimimai:

1. Paveldimas

2. Nepaveldimas

IŠVAIZDOS MECHANIZMAI:

a) Generacinės mutacijos

b) Mutacijos blastomeruose

c) Rudimentinių organų ląstelių mutacijos

d) Genų funkcijų pažeidimas

e) Organų klojimo pažeidimas

Literatūra

Pagrindinis

Biologija / Red. V.N. Yaryginas. - M.: Aukštoji mokykla, 2001. - Knyga. 1. - S. 150, 280-282, 294, 295, 297, 298, 317-368, 372, 409-418. Pekovas A.P. Biologija ir bendroji genetika. - M.: RUDN universiteto leidykla, 1993 m.

GOU VPO „Surgutas Valstijos universitetas KhMAO-Yugra“

Metodinis tobulinimas

laboratorinė pamoka Nr.11 I kurso studentams.

Pamokos tema: „Ontogenezės reguliavimas“.

Baigė (a) I kurso studentas (ka).

medicinos institutas

31- _____ grupės

PILNAS VARDAS._________________________

_________________________

Surgutas, 2010 m

Pamokos tikslas : Ištirti pagrindinius ontogenezės reguliavimo mechanizmus, kritinius žmogaus ontogenezės periodus; žalingų veiksnių įtaka vaisiui ir apsigimimų susidarymo mechanizmai.

Klausimai savarankiškam mokinių pasirengimui:

1. 
   Reguliacinis ir mozaikinis raidos tipas, jų skirtumai.
2. 
   Kokia yra ląstelių diferenciacijos esmė?
3. 
   Kaip vyksta ankstyvųjų embriono vystymosi stadijų reguliavimas; Kada pradeda veikti embriono genomas?
4. 
   Koks yra genų vaidmuo ankstyvoje raidoje?
5. 
   Kaip vystymosi metu keičiasi ląstelių branduolių genetinė galia?
6. 
   Kaip vykdomas genetinis diferenciacijos reguliavimas?
7. 
   Kuo skiriasi ląstelių sąveika trupinimo, gastruliacijos, organogenezės laikotarpiu?

1. 
   Kokia blastomerų kontakto reikšmė, prie ko atsiranda jų atsiskyrimas?
2. 
   Ar žinduolių embrionas gali išsivystyti iš dviejų ar trijų embrionų ląstelių mišinio?

1. 
   Kokios yra pagrindinės ląstelių sąveikos formos organogenezės laikotarpiais?
2. 
   Kokia embrioninės indukcijos esmė, jos rūšys?
3. 
   Kokia yra induktorių cheminė sandara ir jų veikimo mechanizmas?
4. 
   Kokia yra nervų sistemos reikšmė reguliuojant ontogeniškumą?
5. 
   Kokia humoralinio ontogeniškumo reguliavimo esmė, reguliatorių tipai.
6. 
   Kokie yra hormonų reguliavimo mechanizmai ontogenezėje?
7. 
   Kokia morfogenetinių laukų reikšmė embriogenezei?
8. 
   Kokie galimi aplinkos veiksnių, sukeliančių embriogenezės sutrikimą, veikimo būdai?
9. 
   Kodėl embriopatijoms būdingi gilesni sutrikimai nei fetopatijai?
10. 
    Kaip vyksta mamos organizmo ir vaisiaus santykiai, kokios jo pažeidimo pasekmės?
11. 
    Kuo skiriasi paveldimi ir nepaveldimi įgimti sutrikimai?
12. 
    Kas yra fenokopijos?
13. 
    Kokių ontogenezės procesų pažeidimai sukelia apsigimimus?
14. 
    Kokie yra kritiniai embriogenezės laikotarpiai?
15. 
    Kas yra teratogenai; jų klasifikacija, veikimo mechanizmas?

Užduotis mokiniams.

Darbas 1. Placentinių žinduolių vystymosi reguliavimas.

Perrašyti lentelę. 1.

1 lentelė

Ontogeniškumo periodai	Reguliavimo rūšys
	genetinė	kontaktinė ląstelių sąveika	embriono indukcija	morfogenetiniai laukai	nervingas	hormoniniai (vaisiaus hormonai)	Aplinkos faktoriai
Progenezė Embriogenezė: Embrionas trupinimo stadijoje Blastula gastrula Embrionas organogenezės stadijoje Embrionas vaisiaus periodu ^ Postembrioninis laikotarpis	+ motinos genomas

^ 2 darbas. Genetinis organizmo vystymosi reguliavimas.

Genai reguliuoja ir kontroliuoja organizmo vystymąsi visose ontogenezės stadijose (1 pav.).

Ryžiai. 1. Genetinė žinduolių vystymosi kontrolė [Konyukhov BV, 1976].

Kiaušinio citoplazmoje vykstant oogenezei, sintetinamos ir nusėdamos motininės RNR, kurios neša informaciją apie baltymus ir kontroliuoja embriono vystymąsi nuo zigotos iki blastulės stadijos. Embriono genai pradeda funkcionuoti stuburiniams gyvūnams skirtingose ​​skilimo stadijose (pavyzdžiui, žmonėms dviejų blastomerų stadijoje), o jų veiklos produktai pradeda reguliuoti embriono vystymąsi. Taigi ankstyvąsias vystymosi stadijas reguliuoja motinos ir gemalų genai. Pradedant nuo stuburinių gyvūnų gastrulos stadijos, organizmo vystymąsi reguliuoja tik paties embriono genų veiklos produktai.

Genų ekspresijos reguliavimas organizmų vystymosi metu vykdomas visuose baltymų sintezės etapuose, tiek pagal indukcijos tipą, tiek pagal represijų tipą, o kontrolė transkripcijos lygiu lemia funkcionavimo laiką ir transkripcijos pobūdį. duotas genas.

Išanalizuoti kai kuriuos genetinio reguliavimo modelius transkripcijos lygyje (2 pav.). Nupieškite modelį 1.

Ryžiai. 2. Genetinis reguliavimas transkripcijos lygiu.

A - 1 modelis: pakopinė embriono indukcija; b – 2 modelis: galutinio produkto represijos; c - 3 modelis: genų ekspresijos reguliavimas keliais reguliuojančiais genais; d - 4 modelis: kelių struktūrinių genų grupių reguliavimas vienu genu.

Paskirti:

C – jutimo genas;

I, integratoriaus genas;

P – promotorius;

SG, struktūriniai genai;

O - induktorius;

Δ yra represorius.

1 modelis. Kaskadinė embriono indukcija (2a pav.).

1 induktorius sąveikauja su jutiklio genu (C), suaktyvindamas integratoriaus geną (I), kurio produktas per promotorių (P) veikia struktūrinius genus (SG 1, SG 2 ir SG 3). Savo ruožtu SG 3 aktyvumo produktas yra induktorius 2 struktūriniams genams SG 4 , SG 5 ir kt.

2 modelis. Represijos dėl galutinio produkto (2b pav.).

Struktūrinių genų veiklos produktai savo ruožtu slopina geno, kontroliuojančio 1 induktoriaus sintezę, aktyvumą.

3 modelis. Genų ekspresijos reguliavimas keliais reguliuojančiais genais (2c pav.).

Struktūrinius genus aktyvuoja arba slopina kelių genų veikimo produktai.

4 modelis. Kelių struktūrinių genų grupių reguliavimas vienu genu (2d pav.).

Kelių struktūrinių genų indukcija arba slopinimas vieno geno aktyvumo produktu. Šiuo modeliu galima paaiškinti pleiotropinį genų poveikį, lytinių hormonų įtaką ir kt.

^ Darbas 3. Politeno chromosomos.

Tik nedidelė genomo dalis dalyvauja kuriant specifinius audinius produktus. Politeno (milžiniškose) chromosomose aiškiai matomos aktyvios iRNR sintezės vietos – pūslelinės – tai neišardytos chromosomų dalys, kurios sudaro ne tokią kompaktišką struktūrą.

A. Ištirkite mikropreparatą mikroskopu dideliu padidinimu ir nubrėžkite. Pažymėkite: 1 - euchromatinas, 2 - heterochromatinas, 3 - pūtimas.

B. Išnagrinėkite pagal pav. 3 politeno chromosomos regionas, kuriame vyksta pūkavimas (pagal Grossbach, 1973, iš Gilbert S., 1994). Nubrėžkite pav. 3, p.

Ryžiai. 3. Išpūtimo procesas.

A-d - pufų formavimosi etapai;

Ryžiai. 3. Išpūtimo procesas (tęsinys)

D - poofing politeno chromosomose dinamikoje.

Darbas 4. Branduolių reguliavimo gebėjimas. Klonavimas.

Ontogenezės metu ląstelių diferenciacijos metu vyksta selektyvi skirtingų genomo dalių ekspresija, o diferencijuotų ląstelių genetinė galia yra ribota. Tačiau somatinių ląstelių branduoliuose išsaugomi visi genai, o esant tinkamoms sąlygoms jie gali būti iš naujo suaktyvinti ir užtikrinti normalaus embriono vystymąsi. Klonavimas yra naujo organizmo, kuris yra tiksli genetinė tėvų kopija, sukūrimas. Lytiškai besidauginančiose rūšyse klonavimas įvyksta, kai branduoliai iš somatinės ląstelės perkeliami į kiaušinėlį, kuriame nėra branduolio. Klonuotas jaunas individas yra tiksli somatinių ląstelių branduolių donoro organizmo kopija. Šiuo metu gaunama klonuojant skirtingų klasių gyvūnus, įskaitant žinduolius. Paaiškėjo, kad vystymosi procese somatinių ląstelių branduolių genetinė potencija mažėja, o kuo vyresnis yra somatinių branduolių donoras, tuo mažesnis klonuotų individų išsivystymo procentas. Be to, buvo nustatyta, kad skirtingų donorų ląstelių genetinė galia nėra vienoda.

Išnagrinėkite branduolių, paimtų iš somatinių ląstelių įvairiuose varlės vystymosi etapuose, transplantacijos brėžinius (pagal Gurdon, 1965, iš E. Deucar, 1978) (4 pav.).

^ pav. 4. Branduolių persodinimas iš somatinių ląstelių į varlių kiaušinėlius skirtinguose donorinių ląstelių vystymosi etapuose.

Darbas 5. Blastomerų sąveika skilimo metu, (medicinos fakultetas).

A. Blastomerų padėties įtaka jų diferenciacijai. Ląstelių diferenciacijai įtakos turi jos padėtis tam tikroje embriono vietoje tam tikru metu. Placentos gyvūnuose iki aštuonių ląstelių stadijos pabaigos skirtingi blastomerai nesiskiria vienas nuo kito morfologija, biochemija ir stiprumu. Tačiau sutankinimas (blastomerų suartėjimas ir padidėjęs kontaktas su kompaktiško ląstelės rutulio susidarymu) lemia išorinių ir vidinių ląstelių susidarymą, kurios labai skiriasi savo savybėmis. Išorinės ląstelės sudaro trofoblastą, o vidinės ląstelės sudaro embrioną. Blastomerų transplantacijos patirtis rodo, kad trofoblastų arba embrioninių ląstelių susidarymą iš blastomerų lemia tai, kur ląstelė yra – paviršiuje ar ląstelių grupės viduje.

Tyrimo pav. 5, ir blastomerų transplantacija pelių embrionuose [Mints B., 1970; Hillman ir kt., 1972].

Ryžiai. 5. Blastomerų sąveika skilimo metu.

A - blastomerų persodinimas į pelių embrionus; b - blastomerų ryšys pelių embrionuose: 1 - embrionas, 2 - trofoblastas; c - identiškų dvynių susidarymo ir dvynių deformacijų žmonėms mechanizmai: 1 - vidinės blastocistos ląstelės; 2 - blastocistos ertmė; 3 - embrionas; 4 - amniono ertmė; 5 - choriono ertmė; 6 – nevisiškai atskirti dvyniai.

b. Blastomerinio kontakto įtaka embriono vystymuisi. Identiškų dvynių susidarymas ir dvynių deformacijos žmonėms.

Išlaikant pilną blastomerų kontaktą, vystosi vienas organizmas. Taip pat vienas organizmas vystosi, kai susijungia kelių embrionų blastomerai. Po specialaus smūgio kelių keturių ląstelių embrionų blastomerai gali susijungti ir sudaryti bendrą morulą. Pavyzdžiui, sujungus trijų skirtingų linijų, turinčių kontrastingą spalvą (baltą, juodą ir raudoną) embrionų blastomerus, susidaro morula, iš kurios išsivysto pelės su skirtingos spalvos odos sritimis. Taip yra dėl skirtingų pelių linijų embrionų blastomerų maišymosi, kai kurie iš jų susiformavo embrionui ir rodo, kad paveldima blastomerų medžiaga nesimaišo.

Tyrimo pav. 5b – blastomerų ryšys embrionuose [Gilbert S, 1993].

Kontakto tarp blastomerų praradimas keičia jų likimą. Embrioninių ląstelių atskyrimas ankstyvosiose vystymosi stadijose lemia identiškų dvynių susidarymą, nes ankstyvieji blastomerai yra totipotentiški. Dėl nepilno embriono ląstelių atsiskyrimo atsiranda dvynių deformacijų, kurios gali būti įvairių rūšių bestuburiams, stuburiniams gyvūnams ir žmonėms.

Peržiūrėkite skaidres, lenteles, brėžinius su skirtingų rūšių gyvūnų ir žmonių dvynių deformacijų pavyzdžiais.

Tyrimo pav. 5, c, kuriame parodytas identiškų dvynių ir dvynių apsigimimų susidarymo mechanizmas žmonėms [iš: Gilbert S., 1993, peržiūrėta].

Ryžiai. 5. Tęsinys.

Maždaug 33% atvejų blastomerai atsiskiria prieš susiformuojant trofoblastui. Dvyniai turi savo chorioną ir amnioną.

Blastomerai atsiskiria po trofoblastų susidarymo, bet prieš amniono susidarymą maždaug 66% atvejų. Dvyniai turi savo amniono membranas, bet yra bendrame chorione.

Blastomerų atsiskyrimas po amniono susidarymo įvyksta retai, keliais procentais atvejų. Dvyniai dalijasi amnionu ir chorionu.

Nevisiškas embrioninių ląstelių atskyrimas. Dvyniai turi bendras kūno dalis (dvynių apsigimimas).

Darbas 6. Ląstelių procesai gastruliacijos ir organogenezės laikotarpiais.

Studijų stalas. 2, pav. 6 ir 7, gyvūnų embriogenezės skaidrės ir skaidrės. Perrašyti lentelę.

Ryžiai. 6. Vienas po kito einantys veido formavimo etapai (vaizdas iš priekio). a - 4 savaičių embrionas (3,5 mm.); b - 5 savaičių embrionas (6,5 mm); c - 5,5 savaitės vaisius (9 mm); d - 6 savaičių vaisius (12 mm); e - 7 savaičių vaisius (19 mm); f – 8 savaičių vaisius (28 mm). 1 - priekinė briauna; 2 - uoslės plakatas; 3 - nosies duobė; 4 - burnos plokštelė; 5 - burnos anga; 6 - žandikaulio procesas; 7 - apatinio žandikaulio lankas; 8 - hyoid lankas; 9 - medialinis nosies procesas; 10 - šoninis nosies procesas; 11 - nosies ašarų griovelis; 12 - hyomandibulinis plyšys; 13 - filtrum sritis, suformuota susijungus medialiniams nosies procesams; 14 - išorinė ausis; 15 - klausos gumbai aplink hiomandibulinį plyšį; 16 - hipoidinis kaulas; 17 - gerklų kremzlės.

2 lentelė

Ląstelių sąveikos formos	Normalių struktūrų formavimas (pavyzdžiai)	Tarpląstelinės sąveikos pažeidimų pasekmės (pavyzdžiai)
^ Ląstelių judesiai Selektyvus ląstelių dauginimasis selektyvi ląstelių mirtis Ląstelių sukibimas Ląstelių kondensacija	Ląstelių judėjimas gastruliacijos metu, nervinio vamzdelio formavimosi metu, pirminių lytinių ląstelių judėjimo metu. Atskirų organų užuomazgų klojimas. Pirštų atsiskyrimas, epitelio ląstelių mirtis gomurinių užuomazgų susiliejimo metu, nosies procesai. Neuroepitelinių ląstelių mirtis formuojantis nerviniam vamzdeliui. Nervinio vamzdelio formavimasis iš nervinės plokštelės, veido struktūrų užuomazgų susiliejimas (gomuriniai ataugai, nosies ataugai tarpusavyje ir su žandikaulio ataugomis). Galūnių pumpurų susidarymas.	Gastrulos, nervinio vamzdelio susidarymo pažeidimas; struktūros pažeidimas, lytinių liaukų skaičiaus pasikeitimas arba nebuvimas. Organo ar jo dalies nebuvimas. Sindaktilija, gomurio plyšimas, lūpos, veido, stuburo išvarža. Stuburo išvarža, gomurio įskilimas, viršutinė lūpa, veidas. Galūnių trūkumas, papildomos galūnės.

Ryžiai. 7. Kiaulės embriono gomurio raida [Karlson B., 1983].

A-d - antrinio gomurio vystymosi stadijos (burnos ertmės stogelio paruošimas, x 5); e, f (skersinės pjūviai, iliustruojantys prieš ir po liežuvio nuleidimo, 1 - viršutinė lūpa; 2 - vidurinė gomurio atauga; 3 - šoninė gomurio atauga; 4 - nosies pertvara; 5 - liežuvis; 6 - gomurio siūlė.

Darbas 7. Embriono indukcija.

Išmontuoti pav. 8, a, b, nubrėžkite ir pažymėkite pagrindines konstrukcijas.

Ryžiai. 8. Embrioninė inksto ir danties indukcija žinduoliams, a - inkstų vystymasis: 1 - pronefrosas. 2 - mezonefrinis kanalas, 3 - pirminio inksto mezenchimas, 4 - pirminis inkstas, 5 - antrinio inksto šlapimtakio atauga, 6 - antrinio inksto mezenchimas, 7 - antrinio inksto užuomazga, → indukcija; b - ankstyvosios danties vystymosi stadijos: I - apatinio žandikaulio dantenos (vaizdas iš viršaus): II - skersinis dantenų pjūvis; III-VI - danties vystymosi stadijos: 1 - dantenų skiauterė, 2 - dantų plokštelė, 3 - mezoderminės dantų papilės, 4 - emalio organo užuomazgos, 5 - ameloblastai, 6 - emalio užuomazgos, 7 - odontoblastai, 8 - rudimentas dentino, 9 - pulpos rudimento, 10 - emalio, 11 - dentino; → indukcija; ↔ – abipusė indukcija.

^ Medicinos fakultetas :

A. Embrioninė indukcija, sukelianti žinduolių inkstų vystymąsi (8 pav., a).

Mezonefrinis (Wolffian) kanalas skatina pirminio inksto susidarymą. Šlapimtakio atauga iš mezonefrinio kanalo skatina antrinio inksto formavimąsi, o tai savo ruožtu palaiko šlapimtakio augimą. Metanefrogeninis mezenchimas sukelia šlapimtakio šakojimąsi. Šlapimtakio išsišakojęs epitelis skatina mezenchimą formuoti inkstų kanalėlius.

^ Odontologijos fakultetas

B. Embrioninė indukcija, lemianti žinduolių danties vystymąsi (8 pav., b) [Dyukar E., 1978].

Pirmasis dantų užuomazgas – dantų plokštelė, sustorėjusi ektodermos juostelė išilgai dantenų keteros, vystosi nepriklausomai nuo mezodermos. Po danties plokštele atsiranda nemažai mezoderminių dantų papilių, kurios skatina emalio organo užuomazgų susidarymą iš ektodermos (pašalinus mezoderminius papilius, nesusidaro emalio organo užuomazgos). Abipusė emalio organo ir mezoderminės danties papilės indukcija lemia ląstelių, kurios sudaro emalį, dentiną ir pulpą, susidarymą. Kitame diferenciacijos etape atsirandantis emalis ir dentinas abipusiai veikia vienas kito vystymąsi.

Darbas 8. Nervų sistemos ir jos inervuojamo organo ryšys ontogenezėje.

Sąveika tarp CNS centrų ir inervuojamų organų užsimezga ankstyvosiose embriogenezės stadijose ir šios struktūros tarpusavyje skatina viena kitos vystymąsi. Periferinių nervų nebuvimas ar jų pažeidimas (pvz., vaistai, toksoplazmos toksinai ir kt.) sukelia jų įnervuotų struktūrų formavimosi pažeidimą. Pavyzdžiui, Europoje keli šimtai vaikų gimė be galūnių, kurių mamos nėštumo metu vartojo migdomuosius talidomidą.

Pogimdyminiu laikotarpiu išsaugomas ryšys tarp nervų sistemos ir inervuotų organų. Gimimo galvos smegenų ir periferinių nervų sužalojimai sukelia ne tik paralyžių, bet ir raumenų atrofiją bei atitinkamų galūnių augimo sulėtėjimą arba vienašalę veido struktūrų hipotrofiją (su įgimtu VI-VII galvinių nervų paralyžiumi). Pasyvūs judesiai prisideda prie pažeistų galvos ir nugaros smegenų struktūrų atstatymo (tam sukurti specialūs aparatai), masažo ir fizioterapinės inervuotų organų stimuliacijos.

Sergant neurofibromatoze (autosominiu dominuojančiu paveldėjimo tipu), išsivysto periferinių nervų navikai. Jei liga prasideda ankstyva vaikystė, tada toje kūno pusėje, kurioje vystosi navikai, atsiranda kaulų ir minkštųjų audinių hipertrofija. Pavyzdžiui, išsivysto veido dismorfozė (asimetriška, neproporcinga veidą formuojančių struktūrų raida).

Nustatyta, kad ankstyvoje vaikystėje rankų judėjimą skatinantys žaidimai, ypač smulkios, tikslios veiklos formos, skatina smegenų struktūrų vystymąsi, įskaitant ir intelekto vystymąsi.

Išanalizuoti eksperimentų schemas, siekiant ištirti ryšį tarp nervų centrų ir inervuotų organų.

Pašalinus nervą kairėje aksolotlio embriono pusėje, operuotoje kūno pusėje netrūko galūnės. Galūnės nebuvimas gali būti dėl neurotropinių teratogenų (toksoplazmozės toksinų, talidomido ir kt.) veikimo (9 pav., a).

Pašalinus galūnės rudimentą iš aksolotlio embriono, sumažėja nugaros smegenų pilkosios medžiagos ganglijų ir ragų dydis operuotoje pusėje (9b pav.).

Ryžiai. 9. Nervų centrų ir inervuotų organų ryšys [Dyukar E., 1978, su pokyčiais].

A – stuburo nervų įtaka galūnės vystymuisi: 1 – nugaros smegenys, 2 – galūnę inervuojantis stuburo nervas, 3 – stuburo ganglionas, 4 – galūnė; b - galūnės užuomazgos įtaka stuburo segmentų vystymuisi (skersinės aksolotlio embriono terpės su pašalintu galūnės rudimentu: 1 - stuburo ganglijas, 2 - stuburo nervas, 3 - nugaros smegenų pilkosios medžiagos nugariniai ragai, 4 - nugaros smegenų pilkosios medžiagos ventraliniai ragai.

Darbas 9. Hormoninis ontogeniškumo reguliavimas placentos žinduoliams.

Studijuokite pagal lentelę. 3 hormonų poveikis organizmo vystymuisi.

3 lentelė

Švietimo šaltinis Hormonas	Hormonai	Pagrindiniai efektai
Pagumburis Hipofizė ^ Kankorėžinė liauka (kankorėžinė liauka) Skydliaukė kasos antinksčių liaukos Kiaušidės: folikulai Geltonkūnis Placenta sėklidės užkrūčio liauka	Liberiečiai GnRH Somatropinis hormonas Skydliaukę stimuliuojantis hormonas (-ai) Adrenokortikotropinis hormonas (AKTH) Gonadotropinai: A) folikulus stimuliuojantis hormonas (FSH) B) liuteinizuojantis hormonas C) prolaktinas (liuteotropinis hormonas – LTH) Melatoninas (sintetinamas naktį) Serotoninas (sintetinamas per dieną) tiroksinas insulino kortizolio Estrogenai Progesteronas Progesteronas Chorioninis somatomammotropinas (placentos augimo hormonas) Testosteronas Paramezonefrinį lataką slopinantis faktorius Dihidrotestosteronas timozinas	Ankstyvoje embriogenezėje pagumburio hormonai daro įtaką neuronų diferenciacijai ir migracijai. Vėlyvoje embriogenezėje ir postnataliniu laikotarpiu jie netiesiogiai reguliuoja vystymąsi, keisdami hipofizės hormonų sintezę. Stiprinti adenohipofizės hormonų sintezę. Jie slopina adenohipofizės hormonų sintezę. Nustato brendimo pradžios momentą ir seksualinio elgesio pobūdį. Pagerina ląstelių proliferaciją ir baltymų sintezę. Reguliuoja augimą postnataliniu laikotarpiu. Pagreitina skydliaukės ląstelių augimą ir diferenciaciją. Stimuliuoja antinksčių augimą ir steroidų gamybą. Jie skatina kamieninių ląstelių dauginimąsi, folikulų augimą kiaušidėse, skatina sėklinių kanalėlių ir sėklidžių augimą, lytinių hormonų susidarymą lytinėse liaukose. Pradėti gametogenezę. Palaiko nėštumo geltonkūnį aktyvioje būsenoje. Stimuliuoja krūties augimą ir pieno sekreciją. Reguliuoja dienpinigius biologiniai ritmai, brendimo ir reprodukcinės funkcijos. Serotoninui jautrūs neuronai reguliuoja elgesį, miegą ir termoreguliacijos procesus. Virškinimo trakto motorinės veiklos reguliavimas. Padidina medžiagų apykaitos ir baltymų sintezės intensyvumą; reguliuoja smegenų vystymąsi, augimą ir kūno proporcijas. Būtinas normaliam odos darinių vystymuisi. Inicijuoja pieno liaukos diferenciaciją. Padidina proliferaciją. Jis būtinas normaliam daugelio organų vystymuisi vėlesnėse ontogenezės stadijose. Stimuliuoja vėlesniuose etapuose pieno liaukų diferenciacija. Skatinti moterų antrinių seksualinių savybių vystymąsi; skatinti proliferaciją ir sekreciją gimdos epitelio ląstelėse; pradiniai pieno liaukų pokyčiai. Nėštumo išsaugojimas; tolesnė pieno liaukų diferenciacija. Tolesnis gimdos epitelio dauginimasis ir nėštumo išsaugojimas; tolesnė pieno liaukų diferenciacija. Veiksmas panašus į augimo hormono ir hipofizės prolaktino. Nustato vyrų reprodukcinio trakto, sėklidžių vystymąsi, antrines lytines savybes ir pagumburio hormoninę funkciją (embriogenezėje), stabdo pieno liaukų vystymąsi, reguliuoja kūno augimą. Paramezonefrinių Miulerio latakų regresija. Prostatos liaukos, varpos, kapšelio vystymasis. T-limfocitų proliferacija.

Darbas 10. Kenksmingų aplinkos veiksnių poveikis embrionui.

Išnagrinėkite 4 lentelę, išardykite ir nubraižykite 1 schemą, pateikite tiesioginio ir netiesioginio embriono pažeidimo pavyzdžius.

4 lentelė

Faktoriai	Pagrindiniai pažeidimų mechanizmai	Embrioninė ir fetopatija
I. Motinos netinkama mityba 1. Badas ir prasta mityba 2. Baltymų trūkumas 3. Vitaminų trūkumas (dažnai be motinos hipovitaminozės): Vitaminas A vitaminas B2 vitamino C vitaminas E folio rūgštis 4. Vitaminų perteklius: Vitaminas A vitamino C ^ II. Motinos ligos Reumatinė širdies liga Neįgimtos širdies ydos hipertenzija 4. Anemija 5. Cukrinis diabetas 6. Tirotoksikozė 7. Antinksčių patologija 8. Imunologinis konfliktas (pagal Rh faktorių ir AB0 sistemą; dažniausiai nesuderinami: 0 - A, 0 - B, A - B, B - A, motinos ir vaisiaus kraujo grupių deriniai) III. Intrauterinės infekcijos 1. Raudonukės virusas 2. Gripo virusas 3. Poliomielito virusas 4. Virusinis hepatitas (Botkino liga) Toksoplazmozė ^ IV. jonizuojanti radiacija V. Cheminių junginių įtaka,įskaitant gydomąsias medžiagas (daugiau nei 600 junginių) Alkoholis	Embriono trofizmo pažeidimas. Vaisiaus medžiagų apykaitos sutrikimai. Redokso procesų pažeidimas epitelyje. Augimo sutrikimas, biologinių oksidacijos fermentų susidarymas. Oksidacijos, jungiamojo audinio susidarymo, biosintezės procesų pažeidimas. Riebalų oksidacijos pažeidimas, dėl kurio atsiranda toksiškų produktų. Daugelio aminorūgščių, metilo grupių sintezės pažeidimas. Augimo, redokso procesų pažeidimas. Hipoksija, trofizmo pažeidimas, distrofiniai placentos pokyčiai. Hipoksija, trofizmo pažeidimas, distrofiniai placentos pokyčiai. Hipoksija, sutrikusi gimdos placentos kraujotaka, placentos morfologiniai ir funkciniai sutrikimai. Pažeistas deguonies pernešimas į vaisius, geležies trūkumas, morfologiniai placentos pokyčiai. Hormoniniai pokyčiai, hiperglikemija ir ketoacidozė, uteroplacentinės kraujotakos pablogėjimas, patologiniai placentos pokyčiai. Padidėjusi skydliaukės hormonų sekrecija. Antinksčių hormonų trūkumas arba perteklius. Rh antikūnai prasiskverbia pro placentą. Pro placentą prasiskverbia nepilni izoimuniniai antikūnai A ir B, kurie sukelia vaisiaus eritrocitų hemolizę. Išsiskyręs netiesioginis bilirubinas yra stiprus audinių toksinas. Embriono infekcija, ypač per pirmuosius tris vystymosi mėnesius. Vaisiaus infekcija, motinos kūno intoksikacija, hipertermija, sutrikusi gimdos placentos kraujotaka. Virusas prasiskverbia per placentą, sukeldamas ligą. Patologiniai motinos organizmo pokyčiai, placentos pakitimai. Embriono pralaimėjimas prasiskverbiant spinduliuotę ir toksiškus pažeistų audinių produktus. tiesioginis poveikis vaisiui. Placentos struktūros ir funkcijos pažeidimas. Patologiniai motinos kūno pokyčiai. Tiesioginis toksinis poveikis vaisiui, placentai ir motinos organizmui. Lytinių ląstelių pažeidimai, generacinės mutacijos. tiesioginis toksinis poveikis.	Vaisiaus hipotrofija, įvairios raidos anomalijos, daugiausia centrinės nervų sistemos, negyvagimiai, nusilpę, linkę į ligas vaikai. Regėjimo organų ir urogenitalinės sistemos defektai. Galūnių deformacija, kietojo gomurio skilimas, hidronefrozė, hidrocefalija, širdies anomalijos ir kt. Galimas vaisiaus mirtis, persileidimas. Smegenų, akių, skeleto anomalijos. Širdies ir kraujagyslių defektai. Gomurio įskilimas, anencefalija. Padidėja persileidimo tikimybė. Vaisiaus hipotrofija, funkcinis nesubrendimas, organų ir sistemų, daugiausia širdies ir kraujagyslių, anomalijos. Vaikai dažnai serga infekcinėmis-alerginėmis ligomis, nervų sistemos sutrikimais. Vaisiaus hipotrofija. Apsigimimai, daugiausia širdies ir kraujagyslių. Vaisiaus hipotrofija, širdies ir kraujagyslių sistemos sutrikimai. Padidėjęs sergamumas vaikams. Vaisiaus mirtis, centrinės nervų sistemos pažeidimas, vaikų anemija. Vaisiaus mirtis, neišnešioti, nesubrendę vaisiai su padidėjusiu svoriu, funkcinis kasos, plaučių nebrandumas, rečiau pakinta skydliaukė, inkstai. Atsiranda anencefalija, hidronefrozė ir kiti centrinės nervų sistemos sutrikimai Centrinės nervų sistemos, skydliaukės ir, kiek mažiau, kitų endokrininių liaukų formavimosi pažeidimas. Rečiau – širdies ir kraujagyslių sistemos, raumenų ir kaulų sistemos, seksualinės ir kt. Funkcinis antinksčių nepakankamumas. Hemolizinė vaisiaus ir naujagimio liga. Širdies, smegenų, klausos, regos organų anomalijos ir kt. Genitalijų apsigimimai, katarakta, lūpos įskilimas. įgimtas poliomielitas. Deformacijos skirtinguose vystymosi etapuose. Įgimtas virusinis hepatitas, komplikuotas kepenų ciroze; vystymosi vėlavimas. Smegenų, akių, galūnių deformacijos, „gomurio plyšys“, širdies ydos, endokrininių organų ligos. Įgimta spindulinė liga. Dažniausias nervų sistemos paralyžius. Gali būti akių, kraujagyslių, plaučių, kepenų, urogenitalinių organų, galūnių anomalijų. Įvairūs apsigimimai, priklausomai nuo medžiagos, dozės ir priėmimo laiko. Hipotrofija, vaikų polinkis sirgti kvėpavimo takų ligomis. Protinis atsilikimas, psichikos ligos, širdies ydos, epilepsija, vaisiaus alkoholio žala.

1 schema. Kenksmingų aplinkos veiksnių poveikis embrionui.

11 darbas. Žmogaus ontogenezės kritiniai periodai.

Išstudijuokite ir perrašykite lentelę. 5.

5 lentelė

Žmogaus ontogenezės laikotarpiai	Kritiniai laikotarpiai	Galimi pažeidimai plėtra
Preimplantacija ir implantacija Histo- ir organogenezės laikotarpis bei placentos pradžia Perinatalinis laikotarpis (gimimas) Naujagimių laikotarpis Paauglys (brendimo) Klimakterinis	Visam vaisiui Skirtingiems organams ir sistemoms nesutampa laike Visam kūnui ir atskiriems organams bei sistemoms Visam kūnui ir atskiriems organams bei sistemoms Visam kūnui ir atskiriems organams bei sistemoms	Embriono mirtis Dvynių deformacijos paveldimos ligos Įvairių organų ir sistemų vystymosi apsigimimai ir anomalijos, embriono mirtis Trauma, cerebrinis paralyžius, demencija, mirtis Didelė perkaitimo, hipotermijos, įvairių organizmų ir sistemų patologijų, nespecifinių infekcijų ir mirties tikimybė Padidėja nepaveldimų ligų, medžiagų apykaitos sutrikimų, paauglių elgesio sutrikimų, psichikos pažeidžiamumo, agresyvumo pasireiškimo rizika. Mirtingumas auga Didėja rizika susirgti somatinėmis ir psichikos ligomis, didėja sergamumas navikais. Mirtingumas didėja

^ Darbas 12. Apsigimimų klasifikacija ir susidarymo mechanizmai.

Ištirti ir perrašyti informaciją apie apsigimimų formavimosi mechanizmų klasifikaciją.

^ I. Etiologiniu pagrindu.

1. Paveldimas: a) generacinės mutacijos (paveldimos ligos); b) zigotos ir blastomerų mutacijos (paveldimos ligos, mozaikizmas).

2. Nepaveldimas: a) genetinės informacijos įgyvendinimo pažeidimas (fenokopija); b) ląstelių ir audinių sąveikos pažeidimas; organų ir audinių apsigimimai (teratomos, cistos); c) somatinės mutacijos (įgimti navikai).

3. Daugiafaktorinis.

II. Iki ontogenezės laikotarpio.

1. 
   Gametopatijos: a) paveldimas; b) nepaveldimas (pernokusios lytinės ląstelės).
2. 
   Blastopatijos iki 15 dienos; a) paveldimos ligos (mozaikizmas – embrionas susideda iš ląstelių su normaliu ir netipiniu chromosomų rinkiniu); b) nepaveldimas (dvynių deformacijos, ciklopija, sirenomelija).
3. 
   Embriopatijos iki 8 savaitės pabaigos: dauguma apsigimimų, apsigimimų, atsiradusių dėl teratogenų veikimo.
4. 
   Fenopatijos nuo 9 sav prieš gimdymą. Šios grupės defektai yra reti: embrioninių struktūrų liekanos (persistence); pirminio organų išdėstymo išsaugojimas, pavyzdžiui, kriptorchizmas; atskirų organų ar viso vaisiaus neišsivystymas, organų vystymosi nukrypimai.
5. 
   ^ ydos, atsirandantis iki postnatalinio laikotarpis (jie atsiranda rečiau nei minėti defektai, dėl traumų ar ligų).

Galutinio žinių lygio kontrolė:

Testo užduotys

1. Pasirinkite vieną teisingą atsakymą.

^ DOKTRINA APIE ORGANIZMŲ VYKDYMĄ VEIKSNIAI SUDARYTI NAUJAS STRUKTŪRAS VADINAMA:

1. 
   Preformizmas.
2. 
   Epigenezė.
3. 
   Transformizmas.
4. 
   Vitalizmas.

2. Pasirinkite vieną teisingą atsakymą.

^ Stuburinių gyvūnų ONTOGENEZĖS GENETINIS REGULIAVIMAS VYKDO:

1. Genų skaičiaus mažinimas vystymosi procese.

2. Genų slopinimas.

3. Genų derepresija.

4. Genų derepresija ir slopinimas.

3. Pasirinkite vieną teisingą atsakymą.

^ KLONUOJAMI GENAI REGULIUOJA VAISIAUS RAIDYMĄ:

1. 
   Sperma.
2. 
   Oocitai.
3. 
   Spermatozoidai ir kiaušiniai.
4. 
   somatinė ląstelė.

4. Pasirinkite vieną teisingą atsakymą.

^ Dėl to susidaro identiški dvyniai;

1. 
   Embrioninių ląstelių segregacija gastrulos stadijoje.

1. 
   Embrioninių ląstelių atskyrimas gemalo sluoksnių diferenciacijos stadijoje.

1. 
   Visiškas blastomerų išsiskyrimas.
2. 
   Nevisiškas blastomerų išsiskyrimas.

5. Pasirinkite kelis teisingus atsakymus.

^ NEURALINIO VAMZDELIO FORMAVIMO METU Įvyksta:

1. 
   Selektyvus ląstelių dauginimasis.
2. 
   Mezoderminių ląstelių sustorėjimas.
3. 
   selektyvi ląstelių mirtis.
4. 
   ląstelių sukibimas.

6. Pasirinkite vieną teisingą atsakymą.

^ EMBRIONŲ INDUKCIJA PRADĖJA REGULIUOTI stuburinių gyvūnų raidą LAIKOTARPIU:

1. 
   Gniuždymas.
2. 
   ankstyvas skrandžio sutrikimas.
3. 
   Neuruliacija.
4. 
   Organogenezė.

7. Pasirinkite kelis teisingus atsakymus.

^ PRIKLAUSOMO LĄSTELIŲ DIFERENCIJOS ETAPAS BŪDŽIAMAS:

1. 
   Padidėjęs jautrumas induktorių veikimui.
2. 
   Sumažėjęs jautrumas induktorių veikimui.
3. 
   Gebėjimo transdiferencijuoti trūkumas.
4. 
   Gebėjimas transdiferencijuoti.

8. Pasirinkite vieną teisingą atsakymą.

^ ŽINDULIŲ RAIDOS HORMONINIS REGULIAVIMAS PRADEDAMA LAIKOTARPIU:

1. 
   Gastruliacija.
2. 
   Gniuždymas.
3. 
   Histo- ir organogenezė.
4. 
   vaisiaus.

9. Pasirinkite kelis teisingus atsakymus.

^ DIDŽIAUSIAS VAISIAUS ORGANŲ JAUTRUMAS TERATOGENO VEIKSMAI LAIKOTARPIAIS:

1. 
   Vargonų užuomazgų žymės.
2. 
   Naujų organų struktūrų žymės.
3. 
   Organų ląstelių diferenciacija.
4. 
   Organų augimas.

10. Rungtynės.

^ VYSTYMOSI TRŪKUMAI: IŠVAIZDOS MECHANIZMAI:

1. 
   Paveldimas. a) generacinės mutacijos;
2. 
   Nepaveldimas. b) blastomerų mutacijos;

c) mutacijos organų užuomazgų ląstelėse;

D) genų funkcijų pažeidimas;

D) organų klojimo pažeidimas.

Sąlygos:

Adhezija, biologinė mirtis, pilnametystė, humoralinis ontogenezės reguliavimas, galutinės organų struktūros, ikireprodukcinis laikotarpis, embrionas, embriono membranos, kritinis vystymosi laikotarpis, kritiniai embriogenezės periodai, lervų vystymasis, lytiškai subrendusio organizmo vystymasis, dauginimosi laikotarpis, poreprodukcinis laikotarpis, brendimas, tiesioginis vystymasis, netiesioginis vystymasis (vystymasis su metamorfoze), sirenomelija, senėjimas, ciklopija, jaunatvinis laikotarpis, embriono indukcija.

Pagrindinė literatūra

1. Biologija / Red. V.N. Jaryginas. - M.: Aukštoji mokykla, 2001. - Knyga. 1. - S. 150, 280-282, 294-295, 297-298, 317-368, 372, 409-418.

2. Pechovas A.P. Biologija ir bendroji genetika. - M.: RUDN universiteto leidykla, 1993. - S. 166, 201-219.

papildomos literatūros

1. Gazarjanas K.G., Belousovas M.V. Gyvūnų individualaus vystymosi biologija. - M.: Aukštoji mokykla, 1983 m.

2. Gilbert S. Išplėtota biologija. - M.: Mir, 19^9,3, 1 v.; 1994, t. 2; 1995, t. 3.

1) Ontogenezės reguliavimo lygiai

Visų genų ekspresija reguliuojama skirtingais lygiais:

1. Reglamentas dėl genų lygis vyksta įvairiais būdais

1.1. DNR modifikacija (pavyzdžiui, citoziną ar guaniną pakeičiant metilcitozinu arba metilguaninu; bazinis metilinimas sumažina genų aktyvumą). 1.2. DNR tūrio padidėjimas ląstelėje dėl diferencinės DNR amplifikacijos (pavyzdžiui, daugkartinis rRNR genų kopijavimas) arba dėl politeno chromosomų susidarymo.1.3. Užprogramuoti kiekybiniai DNR pokyčiai (pavyzdžiui, promotoriaus orientacijos pasikeitimas) 1.4. DNR sujungimas (pavyzdžiui, antikūnus koduojančių genų dalių iškirpimas). 1.5. Chromatino sumažėjimas – tai negrįžtamas dalies genetinės medžiagos praradimas kai kurių organizmų (blakstienų, apvaliųjų kirmėlių, ciklopų) somatinėse ląstelėse. 1.6. Ištisų chromosomų aktyvumo pokyčiai (pavyzdžiui, vienos iš dviejų X chromosomų inaktyvacija žinduolių patelėms) 1.7. DNR sekų modifikavimas naudojant mobiliuosius genetinius elementus, tokius kaip transpozonai.

2. Reglamentas dėl transkripcijos lygis– reguliuojant mRNR transkripciją. Intensyvus atskirų genų ar jų blokų funkcionavimas atitinka tam tikrus vystymosi ir diferenciacijos etapus. Transkripcijos reguliatoriai gyvūnams dažnai yra steroidiniai hormonai.

3. Reglamentas dėl sujungimo lygis(mRNR po transkripcijos modifikacija) – suteikia formavimosi galimybę įvairių tipų subrendusi, funkciškai aktyvi mRNR. RNR apdorojimą reguliuoja ribozimai (ribonukleininės prigimties katalizatoriai) ir brandazės fermentai. Kai kurias žmogaus genetines ligas (fenilketonurija, kai kurias hemoglobinopatijas) sukelia sujungimo sutrikimai.

4. Reglamentas dėl vertimo lygis- dėl skirtingos skirtingų tipų mRNR veiklos.

5. Reglamentas dėl potransliacinės baltymų modifikacijos lygis- reguliuojamas potransliaciniu baltymų modifikavimu (fosforilinimas, acetilinimas, pradinės polipeptidinės grandinės skilimas į mažesnius fragmentus ir kt.).

Nagrinėjami pavyzdžiai liudija apie genetinės informacijos įgyvendinimo būdų įvairovę reguliuojant pačių genų ar jų produktų veiklą. Tačiau reikia pažymėti, kad reguliavimas transkripcijos lygiu yra ekonomiškiausias ląstelei, nes jis neleidžia susidaryti atitinkamoms mRNR ir baltymams, kai ląstelei jų nereikia. Tuo pačiu metu reguliavimas transkripcijos lygmeniu vyksta gana lėtai, o, pavyzdžiui, baltymų aktyvavimas skaidant pirmtakų molekules, nors ir neekonomiškas, bet vyksta labai greitai.

2) Genai, reguliuojantys ontogenezės eigą

Ontogenezės eigą lemia genų reguliavimo tinklai (kaskados). Juose dalyvauja signaliniai baltymai ir kitos medžiagos („morfogenai“; ląstelės išskiriamos į aplinkinę tarpląstelinę erdvę), receptoriai, transkripcijos faktoriai ir mažos reguliuojančios RNR. Stiprintojai (TF surišimo vietos) reguliuojančių genų reguliavimo regionuose yra svarbi „genetinės vystymosi programos“ dalis. Tai priklauso nuo stiprintuvų, kurie perjungia (taigi, kur ir kada) bus įjungtas duotas genas.

Visuose gyvūnuose speciali genų šeima, HOX genai, yra atsakinga už embriono žymėjimą išilgai priekinės ir užpakalinės ašies. Iš pradžių rasta Drosofiloje, vėliau – visuose gyvūnuose.

Panašių Hox genų atradimas skirtingų tipų gyvūnuose privertė mus iš naujo pažvelgti į gyvūnų morfogenezę ir jos transformacijas evoliucijos eigoje. Tapo aišku, kad pakeitus vieną geną ar jo įtraukimo laiką (ar vietą), galima iš karto transformuoti, sukurti, pašalinti ar perkelti į kitą vietą visą organą, išlaikant bendrą struktūros planą. Drosofilos, žmonių ir daugelio kitų gyvūnų Hox genai yra išsidėstę chromosomoje griežta tvarka, ta pačia tvarka, kaip ir vyksta pagrindinių dvišalio simetriško gyvūno kūno dalių diferenciacija. Pirmiausia genai, atsakingi už organų sandarą ant galvos pradeda veikti ankstyvame embrione, vėliau – ant krūtinės, vėliau genai pradeda formuoti uodegą.

Hox genų šeima skirstoma į 14 klasių. Manoma, kad šios 14 klasių atsirado dubliuojant vieną ar kelis originalius genus, o kopijos vėliau mutavo ir įgijo naujų funkcijų. Coelenteratai ir ctenoforai turi tik 4 Hox genų klases. Numanomas bendras dvišaliai simetriškų gyvūnų protėvis jų turėjo turėti bent 8. Žinduoliai turi visas 14 klasių. Šių genų veikimo principas yra tas pats. Visi jie yra transkripcijos faktoriai, tai yra jų funkcija – „įjungti“ arba „išjungti“ kitus genus. Dėl Hox genų darbo prasideda reakcijų kaskada, dėl kurios ląstelėje atsiranda būtinų baltymų. Vėliau paaiškėjo, kad kai kuriuose gyvūnuose jie išsidėstę visai ne taip teisingai, kaip pas žmones ir Drosophila. Be Hawks genų, yra daug kitų vystymosi reguliatorių. Dauguma jų yra pleiotropinės. Pleiotropija yra funkcijų ir fenotipinių apraiškų įvairovė. Vienas ir tas pats genų reguliatorius (TF) gali reguliuoti kelis visiškai skirtingus procesus skirtingose ​​embriono vystymosi stadijose. Tai yra „profesionalūs jungikliai“, kuriems iš esmės nesvarbu, ką perjungti (jei reguliuojamas genas turėjo tinkamą stipriklį). Todėl evoliucijos eigoje naujos „paprogramės“ gali lengvai patekti į jų valdymą. Taip atsiranda naujų ženklų.

Taigi ontogenezės eigą reguliuoja: chronogenai, erdvinės organizacijos genai (žr. genetikos vadovą)

3) Genų darbo principas ontogenezėje

Svarbu pažymėti, kad kiekvienos rūšies individo kūrimo procesas prasideda nuo pat pirmojo padalijimo. Todėl galime teigti, kad individo vystymasis vyksta pagal griežčiausią ląstelės po ląstelės konstravimo programą, kurios metu, pradedant nuo pirmojo dalijimosi, vyksta laipsniškas genetinės informacijos įgyvendinimas. Genomas tiksliai atspindi griežtą bet kurio individo ląstelinę konstravimo seką: nuo pirmojo ląstelės dalijimosi iki visiško individo susiformavimo, nuo pirmosios ląstelės iki antrosios, nuo jos iki 3-osios, iki 4-osios, iki 5-osios. .. iki „paskutinio“. Būtent ši konstravimo seka yra vadinamojoje. „nekoduojanti genomo dalis, evoliucionistai vadinama genomo „šiukšlių dalimi“. Korespondentinės narės L. I. individo, kuris pereina griežtai nuoseklią ląstelės konstrukciją, kai embrionas susiformuoja kaip pradinis substratas iš kamieninių ląstelių, tada jis suskaidomas ir formuojasi pagrindinių kūno dalių užuomazgos („inkstai“), toliau juos vystant į pusgaminius, o toliau – į pilnus organus. Be to, visa tokios konstrukcijos programa (algoritmas) įrašoma į genomą kartu su informacija apie visus individo bruožus. Todėl galima teigti, kad statybos programa iš tikrųjų yra informacija apie visus organus, narius ir sistemas! Tai viena ir neatsiejama informacija. Genome nėra atskiros informacijos apie statybos planą (programą) ir atskirai apie „paveldimus požymius“, t.y. dėl organų ir narių sudėties ir struktūros.

Nauji ir svarbūs aprašant genomo struktūrą ir ontogeniškumo procesą, manau, reikėtų atkreipti dėmesį į šiuos dalykus. Visa individo gyvenimo programa, įgyvendinama genomo, atrodo patogiai suskirstyta į 3 pagrindinius etapus:

1-oji - individo formavimas, konstravimas iki gimimo momento (pirmoji ir pagrindinė ontogeninės programos dalis);

2-asis – individo augimas iki brandos (antra svarbi ontogeninės programos dalis);

3 - senėjimas ir mirtis.

Atrodo, kad visi jie turi savo ypatybes ir labai skiriasi programinės įrangos diegimo mechanizmais.

1-asis periodas, ontogenezės šerdis, programiškai sunkiausias, nes būtina sukurti, suformuoti kuo glaudžiausiai tarpusavyje susijusiuose, glaudžiai susipynusiose ir viena nuo kitos priklausomuose visų skirtingų baltymų kiekio organus, narius ir sistemas. O jo esmė – ląstelės po ląstelės konstravimo kontrolė, ląstelių dalijimosi kontrolė, kai kiekvienai ląstelei nulemtas „likimas“: dalijasi ar ne, o 2-uoju atveju – koks somatinis baltymas ją užpildys.

Tiesą sakant, 2 etape nebūtina pasirinkti baltymų, nes. mes kalbame apie jau susiformavusio individo augimą ir tereikia užtikrinti griežtą visų jau susiformavusios ir susiformavusios baltyminės struktūros narių ir organų augimo proporcingumą (gal tik išskyrus dauginimosi sistema). Tam genome tikriausiai yra visų organų ir narių augimo programų skyriai, kaip jų kūrimo programų tęsinys. Matyt, visi jie sukurti pagal panašius algoritmus proporcingai didinant dydį ir tūrį ir yra vargonų konstravimo programų tąsa. Tai taip pat labai sudėtingos programos, įskaitant. ir proporcingos augimo programos toroidinėms struktūroms, tokioms kaip tuščiaviduriai kaulai, kraujagyslės ir kitos labai sudėtingos struktūros. Tuo pačiu metu žinoma, kad didelį vaidmenį augimo procese vaidina augimo hormonas, hipofizės hormonas, kuris daugiausia lemia augimo trukmę ir galutinį individo „dydį“.

3 etape vyksta tik ląstelių atsinaujinimo procesas, pakeičiant jas „naujomis“, bet prastesnės kokybės, tikriausiai dėl visų ekspresijos ir ląstelių dalijimosi, transkripcijos, transliacijos ir mitozės procesų kokybės pablogėjimo. apskritai, tai, kaip manoma šiandien, sukelia nuolatinis chromosomų telomerinių galų ilgio mažėjimas. Be to, kiekvienas baltyminis somatinis audinys turi griežtai apibrėžtą atsinaujinimo dažnį, kaip dažnai jis atnaujins savo ląsteles. Smegenų ląstelės, širdies raumenys, kepenys ir kai kurie kiti praktiškai neatnaujinami.

Bendri principai individo formavimosi, konstravimo ontogenezėje valdymo programos darbas. Atrodo, kad ontogenezės programa yra pagrįsta 3 pagrindinių principų įgyvendinimu:

1-asis principas – „kiekviena ląstelė turi savo vietą“, yra pats konstravimo principas: kiekvienos ląstelės likimas yra iš anksto nulemtas ir įgyvendinamas standartine tvarka „skirstymas – nedalijimas – specializacija“. Ši informacija nuosekliai skaitoma iš tam tikros genomo srities (zonų) ir įgyvendinama naudojant epigenetinį mechanizmą: pradinėje padėtyje visi genomo genai yra uždaromi metilo grupėmis ir pagal genomo nuskaitymo programą yra nuskaitomi. nuosekliai pašalinami ir norimas genas, einantis po ląstelės konstravimo eilės, aktyvuojamas acetilinimo grupės histonų. Be to, šis genas vėl uždarytas metilo grupe. Gali būti, kad šios „uždarymo grupės“ ant nagų ir plaukų neegzistuoja, jos nuolat auga.

2 principas, kontrolės ir statybos teisingumo patikimumo didinimo principas: tam tikri kontroliniai Hox genai (DNR sekcijos) leidžia statyti, kur reikia, savo atsakomybės zonoje ir draudžia statyti ten, kur tai nėra būtinas (kad dantys atsirastų burnoje ir neatsirastų kitoje vietoje, akys į anksčiau paruoštus galvos akinius, o ne ant rankos ir pan.).

3 principas, programų derinimo principas: nes dauguma žmonių ir gyvūnų organų yra labai sudėtingi, sudėtingi ir apima tuo pačiu metu kaulų skeleto, kraujagyslių, limfos ir įvairių raumenų audinių, odos audinių, nervų, sausgyslių, neuronų, plaukų augimo linijos formavimąsi ir daug daugiau, tada visos šios atskiros programos iš tikrųjų yra integruotos į atitinkamą klasterį ir tarsi įdėtos viena ant kitos. Pirmojo principo įgyvendinimas. Nes visi organai ir nariai vienas organizmas individai turi labai sudėtingą, puošnią, bet gana apibrėžtą, griežtai specifinę išvaizdą ir formą, tada kontroliuojant ląstelių dalijimosi procesą nesunku pasiekti beveik bet kokią suplanuotą formą. Tai pasiekiama būtent tuo, kad ne visos pasirodžiusios ląstelės dalijasi, t.y. vyksta dalijimosi krypties ir atitinkamai organo konstrukcijos krypties, jo formos formavimosi valdymo procesas.Ir kiekvienos ląstelės likimas, iš ką tik susiformavusių mitozės fazėje, pagal bendras statybos planas, yra nulemtas programos: ar ši ląstelė bus diferencijuota, ekspresuojant joje atitinkamą baltymą koduojantį geną, ar ši ląstelė pateks į mitozės fazę ir bus toliau dalijamasi. Būtent dėl ​​to mitozės procese egzistuoja tarpfazė su G1 stadija ir kritiniu tašku R. Būtent per atitinkamą trigerinio baltymo sintezės tūrį nustatomas tolesnis ląstelės likimas taške R1. Tie. šio baltymo kiekis lemia tolesnį ląstelės likimą, taigi ir kuriamo organo ar nario formą. Jeigu duota ląstelė nesidalija, o yra specializuota, tai ląstelės turinys, t.y. toje specializuotoje ląstelėje esančio baltymo rūšis iš anksto žinoma iš to organo ar nario paskirties.

Šis nuoseklus lygiagretus procesas, ši kiekvienos ląstelės likimo suvokimo programa iš tikrųjų yra ontogenezės programa, todėl, jei šioje ląstelėje susidaro šiek tiek trigerinio baltymo, tai yra signalas pradėti specializacijos procesą. šią ląstelę, o ne ją padalinti. Norint tolesnei specializacijai, būtina į šią ląstelę nurodyti, kokia ji turėtų būti pagal baltymų kiekį, t.y. kurį baltymą (arba baltymų grupę alternatyvaus splaisingo atveju) jame aktyvuoti tiksliai pagal bendrąjį planą ir bendrąją statybos programą. Akivaizdu, kad genomo skaitymo procese trigerinio baltymo kiekis nustatomas pagal bendrąją konstravimo (ontogenezės) programą ir yra užkoduotas specialia DNR valdymo seka. Galima drąsiai manyti, kad ši informacija yra „nekoduojančioje“ genomo dalyje, esančioje tarp genų išsibarsčiusių (t.y. išsibarsčiusių) pasikartojančių DNR sekų zonoje: jų „ilgieji“ (Line) pasikartojimai duoda komandą gaminti. trigerinis baltymas dideliais kiekiais (R yra didesnis nei R slenkstis), todėl ląstelė pereina į dalijimosi stadiją. Jei seka trumpa (sinusinė) seka, tada trigerinis baltymas gaminamas žemiau slenksčio ir ląstelė patenka į specializacijos fazę. Bendras išsklaidytų DNR sekų skaičius genome yra apie 2 mln., tai yra tokios pat eilės, kaip ir vaisiaus ląstelių skaičius prieš gimdymą (apie 200 mln.). organo formos formavimosi tvarka.Tuo pačiu metu šių DNR pasikartojimų aktyvavimo procesas, greičiausiai, atliekamas nuosekliai ir formaliai naudojant epigenetinius žymenis: pašalinamos represinės metilo grupės ir pridedamos aktyvinimo grupės - histono acetilinimas. Todėl šie, vadinamieji. „nekoduojantys DNR regionai“ koduoja! Jie koduoja ne somatinius baltymus ir aminorūgštis, o reguliuojančius baltymus ir aminorūgštis.

4) Totipotencija

TOTIPOTENCIJA Atskirų ląstelių gebėjimas realizuoti jose esančią genetinę informaciją ne tik diferencijuotis, bet ir išsivystyti į vientisą organizmą. Apvaisinti augalų ir gyvūnų kiaušinėliai yra totipotentiški. Gyvūnų somatinėms ląstelėms nuo ankstyvųjų embriono vystymosi stadijų būdingas audinių specifiškumas, todėl jos neturi totipotencijos. Tačiau kamieninės ląstelės atsinaujinančiuose gyvūnų audiniuose to paties tipo audiniuose gali vystytis skirtingomis kryptimis. Pavyzdžiui, žinduolių kraujodaros kamieninės ląstelės sukelia eritrocitų ir leukocitų atsiradimą. Augalų somatinės ląstelės sugeba visiškai realizuoti savo vystymosi potencialą, susiformavus visam organizmui. Specializuotos įvairių organų ląstelės (lapas, šaknis, žiedas) gali daugintis dirbtinėje aplinkoje už kūno ribų. Kuriant optimalų fitohormonų santykį maistinėje terpėje, kultivuojamos ląstelės dėl somatinės embriogenezės gali suformuoti ūglius arba virsti į gemalus panašiomis struktūromis, kurios vėliau išsivysto į vientisą organizmą. Augalų somatinių ląstelių gebėjimas parodyti totipotenciją priklauso nuo genotipo. Somatinių ląstelių totipotencija yra jų panaudojimo genetinėje ir ląstelių inžinerijoje pagrindas. Homeotinės mutacijos Drosophila. Kai segmentacija baigta, pradeda veikti homeotiniai genai – didelė genų klasė, kuri kontroliuoja kūno dalies vystymąsi iš konkretaus segmento. Dėl homeotinės mutacijos iš šio segmento išsivysto kažkokia kita kūno dalis. Iš homeotinių genų geriausiai žinomi Bithorax-Complex (BX-C) ir Antennapedia-Complex (Ant-C). Drosophila lervos ir suaugusieji turi ryškius segmentus: vieną galvą, tris krūtinės ir aštuonis pilvo. Kiekviename suaugusiųjų segmente yra diferencijuotų morfologinių struktūrų rinkinys. Mezotorakalinis segmentas turi porą sparnų ir porą kojų, metatorakalinis segmentas turi porą kojų ir porą apynų – specialių klubo formos darinių, padedančių išlaikyti pusiausvyrą skrydžio metu. Yra genų grupė, atsakinga už apynasrių ir pilvo segmentų susidarymą. Vienas iš genų, turinčių įtakos šiems procesams, yra BX-C. Be šio geno embrionas išsivysto iki tam tikros stadijos ir tada miršta. Jei šis organizmas liktų gyvas, jis turėtų 10 porų sparnų ir 10 porų kojų. BX-C geno funkcija yra inaktyvuoti genus, kurie sudaro kojas ir sparnus visuose sekančiuose segmentuose po antrojo krūtinės segmento. BX-C kompleksas Sudėtyje yra trys skirtingi genai: Ubx, Abd-A ir Abd-B. Kiekvienas iš jų kontroliuoja tam tikros segmentų grupės formavimąsi. Dėl šių genų mutacijų visi vėlesni segmentai susidaro kaip vienas iš ankstesnių. Jei ištrinami visi trys genai, normaliai vystosi tik pirmasis krūtinės (T1) ir devintas pilvo (A9) segmentai, valdomi kitų genų, visi kiti segmentai (TK ir visi pilvo) vystosi kaip T2. Jei Ubx genas išsaugotas, bet Abd-A ir Abd-B pažeisti, visi krūtinės segmentai vystosi normaliai, o visus pilvo segmentus vaizduoja pats pirmasis – A1. Pažeidus Abd-B geną, normaliai vystosi visi krūtinės ląstos segmentai, po to pilvo segmentai Al, A2 ir A3, o visi likusieji susidaro kaip A4 segmentas.

5) Ontogenezės procese veikiantys mechanizmai(žr. Yarygino vadovėlį 328-347 p.)

6) Teratogenai

Teratogeninis poveikis (iš graikų kalbos τερατος „pabaisa, keistuolis, deformacija“) - embriono vystymosi pažeidimas, veikiant teratogeniniams veiksniams - kai kuriems fiziniams, cheminiams (įskaitant vaistus) ir biologiniams veiksniams (pavyzdžiui, virusams) su morfologinių reiškinių atsiradimu. anomalijos ir apsigimimai. Teratogeniniai veiksniai yra vaistai, vaistai ir daugelis kitų medžiagų. Išskiriami šie teratogeninių veiksnių įtakos požymiai

Teratogeninių veiksnių poveikis priklauso nuo dozės. Skirtingoms biologinėms rūšims teratogeninio poveikio priklausomybė nuo dozės gali skirtis. Kiekvienam teratogeniniam veiksniui yra nustatyta tam tikra teratogeninio poveikio slenkstinė dozė. Paprastai jis yra 1-3 eilėmis mažesnis už mirtiną. Teratogeninio poveikio skirtumai skirtingoms biologinėms rūšims, taip pat skirtingiems tos pačios rūšies atstovams yra susiję su absorbcijos, metabolizmo, medžiagos gebėjimo plisti organizme ir prasiskverbti per placentą savybėmis.

Jautrumas įvairiems teratogeniniams veiksniams vaisiaus vystymosi metu gali skirtis. Išskiriami šie intrauterinio žmogaus vystymosi laikotarpiai. Teratogenai yra cheminių medžiagų klasė arba fizinės įtakos, kurių teratogeninė savybė išreiškiama įvairiais laipsniais. Tai, visų pirma, kai kurie vaistai, narkotikai, alkoholis, tabako ir marihuanos rūkymas, kokainas, hormonai, ksenobiotikai apskritai. aplinką(sukaupta didžiuliais kiekiais vykstant technologinei pažangai, ypač per pastaruosius 1-1,5 amžių, senosioms gyvų būtybių biologinėms struktūroms svetimos cheminės medžiagos), daugelio jų neigiamas poveikis besivystančiam organizmui nėra pakankamai žinomas. Žiūrėkite talidomidą. Manoma, kad teratogeniniai yra kai kurie dismetabolizmo produktai, atsirandantys nėščios motinos ligų metu. Tos medžiagos, kurios nesukelia didelių fizinių anomalijų, tačiau gali turėti neigiamos įtakos elgesio, emociniams ar pažinimo procesams, o tokių medžiagų, matyt, yra daug daugiau nei pačių teratogenų, vadinamos elgesio arba psichologiniais teratogeniniais veiksniais. Teratogenai taip pat yra jonizuojanti spinduliuotė, galinti sukelti gametogenezės mutacijas, elektromagnetinė spinduliuotė, mechaniniai veiksniai (pavyzdžiui, griežti korsetai, kuriais moterys bando paslėpti nėštumą).

7) Žmonių apsigimimų tipai

CNS apsigimimai yra poligeninės ligos.

Egzogeniniai veiksniaiįtraukti diabetas, trūkumas folio rūgštis, motinos suvartojama valproinės rūgšties, hipertermija. Centrinės nervų sistemos apsigimimai taip pat pastebimi sergant monogeninėmis ligomis, pavyzdžiui, sergant Meckel-Gruber sindromu ir Robertso sindromu, aneuploidija (trisomija 18 ir 13 chromosomose), triploidija ir translokacijose, kurios sukelia nesubalansuotas gametas. Centrinės nervų sistemos apsigimimai taip pat nustatomi esant Goldenharo sindromams ir OEIS (pirmomis šių žodžių raidėmis: Omphalocele - virkštelės išvarža, šlapimo pūslės eksstrofija - eksstrofija Šlapimo pūslė, Neperforuota išangė – atrezija išangė, Kryžkaulio anomalijos – kryžkaulio apsigimimai).

Pagrindiniai įgimti CNS apsigimimai yra anencefalija, stuburo plyšys, encefalocelė, eksencefalija, stuburo kanalo ir kaukolės plyšys. Jie susidaro dėl nervinio vamzdelio plyšimo. Apie 80% CNS apsigimimų yra hidrocefalija. Dažnai tai derinama su kitais centrinės nervų sistemos apsigimimais. Įgimtos širdies ydos: įgimtos širdies ydos dažnai derinamos su kitais apsigimimais. Kas ketvirtas vaikas, sergantis įgimta širdies liga, turi gretutinių didelių apsigimimų. Vaikams, turintiems įgimtų širdies ydų, kitų apsigimimų paplitimas yra 10 kartų didesnis.

Įgimtų širdies ydų paplitimas naujagimiams yra 0,5-1 proc. 15 % vaikų iki vienerių metų mirčių įvyksta dėl įgimtų širdies ydų. Priežastys: genetiniai veiksniai. Chromosomų anomalijos, daugiausia trisomijos. Monogeninės ligos su autosominiu dominuojančiu ir recesyvinis paveldėjimas susietas su X chromosoma. 2% visų įgimtų širdies ydų yra susijusios su aplinkos veiksniais. Tai visų pirma raudonukės virusas, taip pat vaistai, tokie kaip alkoholis, trimetadionas ir ličio karbonatas.

Genetinė rizika priklauso nuo gretutinių apsigimimų ir ligos priežasties. Jei vyras serga įgimta šleiva pėda (be gretutinių defektų), brolių ir seserų bei vaikų susirgimų rizika siekia apie 3 proc. Jei moteris serga, rizika susirgti broliais ir seserimis siekia apie 5 proc., o vaikams – 3 proc.

Diafragminė išvarža susidaro dėl pilvo organų (skrandžio, plonosios žarnos, rečiau kepenų) judėjimo į krūtinės ertmę per įgimtą diafragmos ydą.Įgimtas klubo sąnario išnirimas – vienas dažniausių apsigimimų.Moterys stebimi 6 kartus dažniau nei vyrai. Esant užpakaliui, šio apsigimimo rizika padidėja 10–15 kartų. Jei moteris serga, broliams ir seserims rizika yra 3-4%, o seserims - 10%. Jei vyras serga, rizika yra šiek tiek didesnė. Jei defektas buvo pastebėtas ir tėvams, ir vaikams, genetinė rizika padidėja iki 10-15%.

Virškinimo trakto apsigimimai: pylorinė stenozė, dvylikapirštės žarnos atrezija

(Laikoma poligenine liga, nors buvo aprašytas autosominis recesyvinis paveldėjimas), Hirschsprung liga (įgimta gaubtinės žarnos agangliozė).

8) Embrioninė indukcija

Embrioninė indukcija (iš lot. mductio – vedimas, sužadinimas) – vieno embriono gemalo (induktoriaus) įtaka kito vystymuisi (diferenciacijai); yra organogenezės pagrindas. Pasireiškia visuose embriono vystymosi etapuose. Pavyzdžiui, blastuloje būsimos nugaros lūpos ląstelės yra induktoriai ir turi įtakos kitų embriono dalių, ypač notochordo, vystymuisi.

Notochordas kartu su greta esančia mezoderma (vadinamoji chordomesoderma) savo ruožtu skatina nervų sistemos klojimą; smegenų dalis, iš kurios susidaro akies tinklainė, paveikia gretimą ektodermos dalį, sukeldama jos diferenciaciją į rageną ir kt.

Embrioninė indukcija atliekama tiesiogiai kontaktuojant ir sąveikaujant ląstelių grupėms viena su kita (paviršinė sąveika) arba perkeliant indukuojantį veiksmą per cheminių medžiagų kurie turi mažos molekulinės masės baltymų savybių. Induktorių veikimas, kaip taisyklė, neturi rūšies specifiškumo. Embrioninės indukcijos reiškinį 1901 metais atrado vokiečių embriologas H. Spemannas. Embrioninė indukcija yra tik vienas iš ontogeniškumo mechanizmų. Daugeliui vystymosi reiškinių reikalingi kiti mechanizmai. Blastoporos nugarinės lūpos pjūvis, kurį persodinus naujoje vietoje susidaro mezoderma ir neuroektoderma, buvo pavadinta „Spemanno organizatoriumi“ (žr. Yarygino vadovėlį, p. 347–353).

8) Atkaklumas- tai embriono vystymosi stadijos defektas, kurį sudaro likusios embrioninės struktūros po gimimo.

Atrezija- tai yra apsigimimas, atsirandantis dėl to, kad organe nėra skylės.

Stenozė- tai įgimtas arba įgytas nenormalus bet kurio tuščiavidurio organo (stemplės, žarnyno, kraujagyslių) spindžio susiaurėjimas

hipoplazija- tai vystymosi anomalijos, pasireiškiančios nepakankamu audinio, organo, kūno dalies ar viso organizmo išsivystymu.

Stiprinimas(lot. amplificatio – amplifikacija, padidėjimas), molekulinėje biologijoje – papildomų chromosominės DNR sekcijų, dažniausiai turinčių tam tikrus genus ar struktūrinio heterochromatino segmentus, kopijų susidarymo procesas. Amplifikacija gali būti ląstelių atsakas į selektyvų poveikį (pavyzdžiui, veikiant metotreksatui). Amplifikacija yra vienas iš onkogenų aktyvavimo mechanizmų auglio vystymosi metu, pavyzdžiui, N-myc onkogeno neuroblastomos (dažniausios vaikų tankių audinių vėžio formos) vystymosi metu. Amplifikacija taip pat yra specifinės nukleotidų sekos kopijų kaupimas PGR – polimerazės grandininės reakcijos metu.

Be to, žr. p. 361-364 (Yarygin).