7. fejezet A fejlődés genetikai szabályozása
A természetnek olyan sok dolgom van ebben a világban, olyan sokféle teremtményt kell létrehoznia, amelyek időnként nem képesek felismerni a különböző folyamatokat, amelyeket egyszerre tesz.
Wilkie Collins "Fehér nő"
Mutációk és változások az ontogenezisben
Ha a morfológia a fejlődési folyamatok komplex komplexumának megnyilvánulása, akkor ezek a folyamatok a gének egy teljes konstellációjának megnyilvánulását képviselik. Ez a fontos feltételezés, hogy alapját képezte ez a könyv, és az általunk gyűjtött legalább meggyőző bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy része a genom Metazoa konkrétan részt vesz a egyedfejlődés szabályozásának és hogy a természet az evolúció ez a rész eltér a természet az evolúció a strukturális gének. Eddig azonban csak a morfogenezis génszabályozására izolált izolált példákra szorítkoztunk, és nem próbálták megválaszolni a központi kérdést: hogyan határozzák meg a gének a fejlesztési folyamatot?
Itt vagyunk egy nagyon szoros értelmében vissza a program mechanika fejlődése által előterjesztett, Roux (Roux), hanem a sejtek eltávolítása céljából vagy más magzati szerkezetek, annak érdekében, hogy meghatározzák a szerepét a fejlesztési, ahogy képviselői a klasszikus kísérleti embriológia és fejlődési genetikában felhasználások mint egy nagyon vékony szikét, ami lehetővé teszi egyes gének elpusztítását vagy megváltoztatását.
Az a genetikai modell, amellyel bármely rendszert elméletileg genetikai kontroll alatt tanulmányozhatunk, a következő. Annak érdekében, hogy elemezzen bármely folyamatot, ebben az esetben az ontogenitást, a kutató azonosítja a mutációt, amely megváltoztatja ezt a folyamatot. Az ilyen mutációk azonosítása után a mutáns egyének fenotípusos összehasonlítását végzi normáléval. Ez az összehasonlítás segít megérteni, hogy ez a gén hogyan befolyásolja a normális fejlődést. Mindazonáltal, mielőtt folytatnánk az ilyen összehasonlítás módszerét, meg kell jegyeznünk, hogy a mutációknak az ontogénre gyakorolt hatása kétféle módon mutatkozik meg. Ez először egy olyan bomlasztó változás, amelyben a normális fejlődés folyamata megszakad, ami morfológiai anomáliákhoz vezet (például bizonyos szerkezetek hiányában). A leghangsúlyosabb formában az ilyen mutációk halálosnak bizonyulnak. Másodszor, ezek a homeosztatikus változások, amelyekben a fejlődés eltér a normától a mutáció hatására, aminek következtében az adott szervezet bármely szerkezetét homológ szerv vagy végtag váltja fel. E második típus mutációinak további megvitatását elhalasztjuk a következő fejezetig, és leginkább bomlasztó változásokkal fogunk foglalkozni.
Elemzés betegségek által okozott zavaró mutáció ritkán csökken egyszerű összehasonlítása a végső fenotípus egy haldokló egyéni normális fenotípusú, mert a fejlesztés - ez egy összetett és erősen integrált folyamat. A benne zajló események túlnyomó többsége szorosan kapcsolódik más eseményekhez, és valójában attól függ. Ez különösen nyilvánvaló abban a tényben, hogy sok mutációnak van pleiotróp hatása, azaz egy gén hiánya vagy változása számos morfológiai változást okozhat. Példaként említjük az úgynevezett Pelger anomáliában (Pg) élő emberekben megfigyelt változásokat. Ez az ember egyszerűen domináns autoszomális tulajdonságként örökli. A heterozigóták (Pg / +) nincs klinikai tünetei, de neutrofiljeiket anomálisan szegmentált magok jellemzik (7-1. Ábra). A felnőtt sejtmagban PMN általában négy, vagy öt szegmensek heterozigótákban pg / + sejtmagok áll csak két, legalább három szegmens. Ugyanezt a jelet találta nyulakban, amelyben ugyanolyan típusú örökölt, és hasonlóképpen a vérképe. A keresztezett heterozigóta nyulak esetében lehetséges a homozigóta Pg / Pg. Az ilyen egyének neutrofil sejtjei egyáltalán nem szegmentáltak, és egy ilyen genotípus alacsony életképességgel jár együtt. A néhány túlélő egyedek ezen kívül különösen a neutrofilek jellemző rendkívül súlyos törpeség a hipoplázia a végtagok és a mellkas (ábra. 7-1). Itt kell feltenni a kérdést: mi az ok-okozati kapcsolat, ha létezik ilyen két pleiotropikus rendellenesség között? Lehetséges, hogy mindkét fenotípusos megnyilvánulás valójában egy harmadik, még nem ismert, a Pg allél által okozott rendellenesség eredménye.
Ábra. 7-1. Pelgher anomália nyulakban. A. Normális (+ / +), heterozigóta (Pg / +) és homozigóta mutáns (Pg / Pg) nyulak polimorfonukleáris neutrofiljei. B és B. A felnőtt nyulak csontvázai és általános megjelenése Pg / + (balra) és Pg / Pg (jobbra). Figyeljünk arra, hogy homozigótákban a végtagok kimutathatóan elmaradtak (Nachtsheim, 1950).
A pleiotróp hatások széles skáláját egy másik öröklődő vérváltozás is észleli - sarlósejtes anaemia esetén. Emberben is öröklődik, mint egy egyszerű autoszomális domináns tulajdonság, amely különbözik a Pelger-anomáliától, csak abban az esetben, ha biztosan tudjuk, hogy a biokémiai rendellenesség okozza. Az e betegségben szenvedő betegekben a 6-os pozícióban levő aminosavakat a hemoglobin β-láncaiba helyezzük, alacsony oxigénfeszültség esetén ez az egyetlen szubsztitúció módosítja a kialakuló hemoglobin tetramer konformációs tulajdonságait. A kapillárisok és a kis vénákban olyan mutáns hemoglobin deformát tartalmazó vörösvérsejtek, amelyek jellegzetes "sarló alakú" formát kapnak. Az ilyen formaváltás két azonnali következményt von maga után. Először is, a szervezet felismer az abnormális sarlóvörösvértesteket, és elpusztítja őket, ami az anaemia kialakulásához vezet. Másodszor, a félhold alakú sejtek gyakran blokkolják a kapillárisokat, megzavarják a vérellátást egyes területeken, és ezáltal az érintett szervek normális növekedését és működését.
Az egyik aminosav helyettesítése által okozott számos és különböző rendellenességet vázlatosan az 1. ábrán mutatjuk be. 7-2. Nézzük ezt a rajzot, nem nehéz megérteni, hogy egy tudatlan ember, alulról nézve a diagramot, teljesen más módon értelmezheti a szindrómát, mintha tudta volna az összes ilyen jogsértés okát.
Ábra. 7-2. Az egyik aminosavnak a Homo sapiens hemoglobin p-klónjának helyettesítő pleiotróp hatása, mely a sarlósejtes vérszegénység kialakulásához vezet (Strickberger, 1976).
Egy olyan komplex fenotípussal szembesülve, amely az ontogenetikus út elágazása és összefonódása az ágakkal összefonódik, meg kell említeni a dichotómiát. A genom elméletileg két részre osztható. Az egyik rész azokból a génekből áll, amelyek meghatározzák az úgynevezett vitalkeeping (housekeeping) funkciókat, a másik pedig a meghatározáshoz, differenciálódáshoz és morfogenezishez közvetlenül kapcsolódó génekből. A létfontosságú funkciók azok a hétköznapi anyagcsere folyamatok és folyamatok, amelyek a sejt létfontosságú aktivitásának fenntartását szolgálják, de bár nem közvetlenül részt vesznek a morfogenezissé, olyan biokémiai körülményeket hoznak létre, amelyek feltétlenül szükségesek az élet számára. Egy mutáns egyed, amely nem rendelkezik a transzport RNS (tRNS) vagy DNS polimeráz egyikével, komoly morfogénes problémákkal találkozik. Azonban az alapvető anyagcsere ilyen megsértése nem feltétlenül befolyásolja semmiféle különleges szervet, szövetet vagy fejlődési stádiumot. Az ilyen mutánsokat meg kell különböztetni azoktól, amelyek közvetlen hatással vannak a fejlődésre.
Mielőtt a genetikai hibák természetével kapcsolatos konkrét következtetésekre juthatnánk, két másik nagyon fontos pontot kell érinteni. Az első ezek közül a gén elsődleges helyét érinti. Más szóval van-e olyan speciális szövet vagy szerv, amelyben a gén aktivitását mutatja? Ezenkívül a gén autonóm az aktivitásában? Ez a kérdés arra a tényre vonatkozik, hogy vannak valójában pleiotrópia két típusa van: 1) esetén relatív, vagy eltartott, pleiotrópia, mint az itt leírt sarlósejtes vérszegénység, van egy elsődleges működési területük a gén (azaz, eritrociták), és mások .. A megfigyelt jogsértések e hibával járnak vagy ennek következtében keletkeznek; 2) abban az esetben, közvetlen vagy igaz, pleiotrópia a különböző hibák előforduló különböző szövetek és / vagy szervek, által okozott közvetlen cselekvés egyetlen gén. Grunberg (Grunberg) az egerek mutációinak tanulmányozása alapján a relatív pleiotrópia domináns típusát vizsgálta. Ugyanakkor a közvetlen pleiotróp hatások példái is ismeretesek.
A második olyan pont, amelyet figyelembe kell venni a fejlődés genetikai szabályozása során felmerülő komoly vitákban, amikor a gén aktív. Mikor kezdődik ez a tevékenység, folytatódik-e folyamatosan, egy diszkrét időintervallumra vagy több ilyen intervallumra? Ennek az összetett kérdésnek a megválaszolásához természetesen meg kell határozni a vizsgált gén termékeinek jellegét.
Ossza meg ezt az oldalt