Биология развития
-
Биология развития
- Изучение процесса роста и развития животных и растений
- Включает биологию регенерации, бесполого размножения, метаморфоз и рост стволовых клеток
-
Основные процессы эмбрионального развития животных
- Формирование структуры тканей (региональная спецификация и дифференцировка клеток)
- Рост тканей и морфогенез тканей
- Региональная спецификация связана с цитоплазматическими детерминантами и индуктивными сигналами
- Дифференцировка клеток связана с образованием функциональных типов клеток
- Морфогенез важен для формирования трех зародышевых листков и сложных структур
- Рост ткани включает пролиферацию клеток и изменение размера клеток
-
Генеративная биология
- Наука о генеративности, исследующая динамику развития и эволюции биологической морфологической формы
-
Процессы развития
- Дифференцировка клеток: образование функциональных типов клеток, таких как нейроны, мышечные волокна и гепатоциты
- Дифференцированные клетки вырабатывают специфические белки и имеют характерный внешний вид
- Гены, кодирующие эти белки, обладают высокой активностью и структурой хроматина
- Дифференцировка обычно является заключительной стадией развития
-
Регенерация
- Способность отращивать недостающую часть, распространена среди растений и колониальных животных
- Интерес к регенерации частей тела у свободно живущих животных
- Примеры: гидра, планарные черви, насекомые и амфибии
- Регенерация контролируется повторной активацией сигналов в эмбрионе
-
Эмбриональное развитие животных
- Оплодотворение и деление яйцеклетки, образование бластулы
- Эпигенетическое перепрограммирование первичных половых клеток
- Морфогенетические движения преобразуют клеточную массу в трехслойную структуру
- Региональная спецификация инициируется цитоплазматическими детерминантами
- Клетки, содержащие детерминант, выделяют индуцирующий фактор, создающий градиент концентрации
- Клетки эмбриона реагируют на различные концентрации, активируя специфические гены
- Клетки перемещаются, образуя слои: эктодерма снаружи, мезодерма посередине, энтодерма внутри
-
Морфогенетические движения и их роль
- Морфогенетические движения изменяют форму и структуру эмбриона.
- Они активируют пути формирования эндомезодермы через механотрансдукцию.
- Скручивание вдоль оси тела встречается у всех хордовых.
-
Рост эмбрионов
- Рост эмбрионов происходит автономно, контролируется комбинацией активных генов.
- Свободноживущие эмбрионы не набирают массы, но эмбрионы с плацентой или желтком могут расти быстро.
- Время роста может контролироваться главными часами или локальной причинно-следственной последовательностью событий.
-
Метаморфоза
- Процессы развития очевидны во время метаморфозы у животных.
- Примеры включают потерю хвоста у головастика лягушки и биологию имагинальных дисков у мухи Drosophila melanogaster.
-
Развитие растений
- Растения постоянно производят новые ткани и структуры из меристем.
- У эмбриона животного все части тела образуются рано, у растения они появляются позже.
- Рост растений происходит за счет деления клеток и удлинения клеток.
-
Морфологическая изменчивость растений
- Растения демонстрируют естественные различия в форме и строении.
- Вариативность связана с влиянием положения, окружающей среды и молодостью.
-
Эволюция морфологии растений
- Факторы транскрипции и регуляторные сети играют ключевую роль в морфогенезе растений.
- Большинство наземных растений имеют общего предка — многоклеточные водоросли.
- Существуют две теории эволюции морфологии растений: гомологичная и антитетическая.
-
Развивающиеся модельные организмы
- Исследования в области биологии развития сосредоточены на модельных организмах.
- Модельные организмы обладают экспериментальными преимуществами и полезны для изучения механизмов развития.
- Примеры модельных организмов включают кресс-салат, лягушку, рыбку Данио рерио, цыпленка, мышь, плодовую мушку, нематоду, водоросли, дрожжи и другие.