Этапы эмбриогенеза. Составные компоненты процессов развития. Молекулярно-генетические основы детерминации и дифференцировки

Эмбриональное развитие человека делится на три периода: начальный (1-я неделя развития), зародышевый (2-8 неделя раз­вития), плодный (с 9-й недели развития до рождения ребёнка).

Эти периоды делят на этапа, соответственно процессам, происходящим в эмбриогенезе: 1) оплодотворение, 2) дробле­ние, 3) гаструляция, 4) гисто- и органогенез.

Составные компоненты процессов развития. Любой процесс раз­вития — это процесс преобразования относительно однородного материала зиготы в дифференцированный организм с большим разнообразием клеток и соответственно их функций. Клетки при этом приобретают различные свойства (хотя их генотип одинаков) на основе репрессии и дерепрессии различных локусов одного и того же гена, происходящих на разных стадиях развития.

Компонентами, обеспечивающими появление структурно-фун­кционального разнообразия клеток, формирование ими различ­ных тканей и органов, являются: пролиферация, миграция, детер­минация, дифференцировка, рост; специализация и гибель.

Пролиферация — клеточное размножение путем деления. Без накопления исходного количества клеток (критическая масса) невозможно дальнейшее развитие (дифференцировка, рост и т. д.), поэтому пролиферация осуществляется на разных стадиях эмб­риогенеза. За счет пролиферации осуществляется накопление клеток в составе эмбриональных зачатков, тканей, восполняет­ся их количество, поскольку часть клеток погибает.

Миграция. В процессе развития происходит перемещение кле­ток и клеточных масс, поскольку каждая клетка должна занять свое место в формирующемся организме. Мигрирующие клетки обладают позиционной информацией (знают, где они должны "по­селиться"). Реализация позиционной информации осуществля­ется микроокружением, в котором осуществляется миграция.

Основная часть мигрирующих клеток еще не детерминирована, некоторые из них детерминируются в процессе миграции. Мигра­ция клеток вместе с их пролиферацией в эмбриогенезе способству­ет формообразованию органов (образование пластов, складок, ямок).

Детерминация — это выбор стволовой (полустволовой) клет­кой пути дальнейшего развития. При детерминации происходит ограничение возможностей развития в разных направлениях, остается лишь один путь. Ограничение возможностей развития в других направлениях вследствие уже сделанного выбора (де­терминации) называется коммитированием.

Детерминация осуществляется ступенчато, постепенно; при этом вначале детерминируются целые зачатки, а затем в них путем скач­кообразных переходов детерминируются отдельные элементы.

Детерминация происходит на уровне; транскрипции, синтеза тканеспецифических форм и РНК.

Детерминация является необратимым состоянием клеток.

Дифференцировка — приобретение клеткой специальных свойств и структур на основе прошедшей детерминации. Последо­вательно протекающие этапы дифференцировки детерминируют друг друга, определяя направление развития. Основной механизм такой детерминации - эмбриональная индукция.

В процессе дифференцировки в клетке происходит синтез спе­цифических белков (и других веществ), а также образование спе­циальных органелл. Клетка приобретает свои структурно-фун­кциональные особенности. Дифференцировка зависит от влия­ния микроокружения, которое изменяет активность генома дифференцирующейся клетки, т. е. основой клеточной диффе­ренцировки является дифференциальная активность генов.

В отличие от детерминации, дифференцировка происходит на уровне трансляции генетического кода с молекул РНК на син­тезируемые белки.

Рост клеток совершается на различных этапах развития. Он может предшествовать дифференцировке, происходить парал­лельно с ней или сопровождать специализацию клеток.

Специализация — приобретение клеткой способности выпол­нять специфическую функцию (функции).

Гибель клеток в эмбриогенезе имеет определенное значение для формообразования. Так, известно, что разъединение зачат­ков пальцев на конечностях происходит в результате гибели кле­ток в составе перепонок, существовавших ранее между пальца­ми. Образование полостей и канальцев также в ряде случаев свя­зано с гибелью центрально расположенных клеток.

Однако процессы гибели клеток в формообразовании не яв­ляются основным моментом, определяющим развитие, они лишь "достраивают" то, что было ранее намечено.

Дата добавления: 2015-07-08