Теоретические вопросы эмбриологии

Содержание

Слайд 2

История эмбриологии: 1: преформизм и эпигенез 17 век, только изобрели микроскоп.

История эмбриологии: 1: преформизм и эпигенез

17 век, только изобрели микроскоп.
Часть

исследователей – преформисты – видели в сперматозоиде маленького человечка
Анималькулисты считали, что зародыш заключен в сперматозоиде; овисты – в яйцеклетке
Эпигенетики отрицали наличие маленького зародыша. Все образуется заново, считали они
Слайд 3

2. В 19 веке развитие получила экспериментальная эмбриология Неопреформисты ( Ру)

2. В 19 веке развитие получила экспериментальная эмбриология

Неопреформисты ( Ру) –

уже в яйце строго детерминировано развитие зародыша
Неоэпигенетики (Дриш) – развитие регулируется
Правы и те и другие, поскольку у одних видов развитие строго детерминировано с самого начала (например, круглые черви): у других детерминация наступает позднее, как у большинства Хордовых
Слайд 4

Опыт Вильгельма Ру, доказывавший мозаичное развитие Горячая игла 2 бластомера зигота

Опыт Вильгельма Ру, доказывавший мозаичное развитие

Горячая игла

2 бластомера

зигота

бластула

нейрула

Дробление

Половинка зародыша

Нет развития

Слайд 5

У круглого червя С.elegans детерминация развития происходит уже на стадии 2

У круглого червя С.elegans детерминация развития происходит уже на стадии 2

–х бластомеров. Точно известно общее число клеток червя (959) и что из чего разовьется
Слайд 6

Для тех, кому интересно, что у нематоды из какого бластомера развивается. Примерная схема дифференцировки клеток С.elegans

Для тех, кому интересно, что у нематоды из какого бластомера развивается.


Примерная схема дифференцировки клеток С.elegans
Слайд 7

Опыт, доказывавший регулятивное развитие лигатура 8-клеточный зародыш 16-клеточный 140 дней Зиготу

Опыт, доказывавший регулятивное развитие

лигатура

8-клеточный зародыш

16-клеточный

140 дней

Зиготу перетянули так, что ядро осталось

на правой половине. Там зародыш развивался до стадии 8 или 16 клеток, а затем одно из ядер бластомеров переносили в левую половину. Развивалось 2 зародыша тритона.
Это доказывает тотипотентность клеток на стадии дробления и способность к регуляции развития
Слайд 8

У хордовых детерминация наступает позже Различают детерминацию лабильную – когда клетка

У хордовых детерминация наступает позже

Различают детерминацию лабильную – когда клетка

может еще изменить путь развития
и стабильную, когда путь дифференцировки клетки окончательно предопределен
(например, на стадии гаструлы пересадка ДГБ может изменить судьбу эктодермы, а не стадии нейрулы – уже поздно!)
Слайд 9

Фотография сортировочной станции из учебника С. Гилберта «Биология развития» иллюстрирует процесс

Фотография сортировочной станции из учебника С. Гилберта «Биология развития» иллюстрирует процесс

детерминации развития. Существуют определенные гены, которые «переводят стрелки» (селекторные гены, гены-переключатели)
Слайд 10

Карты презумптивных зачатков были составлены на основе метода Фогта, разработанного в

Карты презумптивных зачатков были составлены на основе метода Фогта, разработанного в

1920-х годах

Кусочки агара с безвредными (прижизненными) красителями помещались на поверхность бластулы зародыша. Краска проникала в клетки и окрашивала их.

После клеточных перемещений в ходе гаструляции получалась карта презумптивных зачатков (fate map)

Анимальный полюс

Вегетативный полюс

хорда

Брюшная сторона зародыша

Спинная сторона

эпидермис

Нервная система

энтодерма

почки

сомиты, сердце

Слайд 11

3. Таким образом, в ХХ веке стало общепринятым, что развитие связано с дифференциальной активностью генов

3. Таким образом, в ХХ веке стало общепринятым, что развитие связано

с дифференциальной активностью генов
Слайд 12

Гипотеза дифференциальной активности генов Ядро каждой клетки содержит полный набор генов

Гипотеза дифференциальной активности генов

Ядро каждой клетки содержит полный набор генов
В каждой

клетке экспрессируются лишь гены, специфичные для данного типа клеток
Не используемые гены не разрушаются, а лишь выключаются.
Слайд 13

Доказательства этого: Политенные хромосомы двукрылых Опыты по пересадке ядер (клонирование) Dolly the sheep

Доказательства этого:

Политенные хромосомы двукрылых
Опыты по пересадке ядер (клонирование)

Dolly the sheep

Слайд 14

Схема опыта Клетка из вымени овцы-донора ядро Яйцеклетка овцы-суррогатной матери Ядро

Схема опыта

Клетка из вымени овцы-донора

ядро

Яйцеклетка овцы-суррогатной матери

Ядро удаляется

яйцеклетка

Слияние клеток под действием

электрошока

Дробление

Зигота с ядром соматической клетки

Зародыш на стадии морулы

Помещают в матку матери

Суррогатная мать

Развивается ягненок - Долли

Клонированное животное

Слайд 15

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1995 «for their discoveries

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1995

«for their discoveries concerning

the genetic control of early embryonic development» - за открытия в области контроля раннего зародышевого развития

Edward B. Lewis

Christiane Nüsslein-Volhard

Eric F. Wieschaus

Слайд 16

Дифференциальная активность генов в развитии дрозофилы Сперва включаются гены, отвечающие за

Дифференциальная активность генов в развитии дрозофилы

Сперва включаются гены, отвечающие за передне-заднюю

полярность
Затем гены, подразделяющие тело на несколько больших сегментов
Потом – на меньшие сегменты
Потом включаются гомеозисные (селекторные) гены, определяющие свойства каждого сегмента (см. ниже)

Гомеозисные гены ( у человека НОХ гены)

Слайд 17

Действие гомеозисных генов приводит к формированию различных структур в каждом из сегментов как в области головы,

Действие гомеозисных генов приводит к формированию различных структур в каждом из

сегментов

как в области головы,

Слайд 18

так и хвоста клоака Тонкая кишка Слепая кишка Толстая кишка

так и хвоста

клоака

Тонкая кишка

Слепая кишка

Толстая кишка

Слайд 19

НОХ – гены хорошо изучены

НОХ – гены хорошо изучены

Слайд 20

Полагают, что у человека мутация в гомеозисном гене РАХ6 приводит к

Полагают, что у человека мутация в гомеозисном гене РАХ6 приводит к

аниридии – отсутствии радужной оболочки глаза человека
Слайд 21

Ретиноевая кислота (витамин А) тератоген. Его избыточные дозы нарушают функции НОХ

Ретиноевая кислота (витамин А) тератоген. Его избыточные дозы нарушают функции НОХ

генов 1-4. Матери 2 из 3 эмбрионов мыши получали избыток витамина с кормом