ป้ายกำกับ: ยีน

ยีน ความซับซ้อนของยีนรอง ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของโครงสร้างบางอย่างในที่สุด ตัวอย่างของยีนต้นแบบ เช่น ยีนอายซึ่งกระตุ้นการพัฒนาดวงตาในแมลงหวี่ หลักฐานที่น่าเชื่อถือของการควบคุมทางพันธุกรรมของมอร์โฟเจเนซิส ยังสามารถใช้เป็นความแตกต่างที่ค้นพบ เมื่อเร็วๆนี้ในการควบคุมการสร้างอวัยวะของหัวใจแบบ 3 ห้องและ 4 ห้อง การศึกษาพัฒนาการของหัวใจในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ สัตว์เลื้อยคลาน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของยีน

Tbx5 มีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนหัวใจ 3 ห้องเป็นหัวใจ 4 ห้องระหว่างวิวัฒนาการ ในหัวใจที่มีสามห้องยีนนี้แสดงออกอย่างเท่าเทียมกันในพื้นฐานของหัวใจห้องล่าง ในขณะที่ในหัวใจที่มีสี่ห้อง ยีนจะทำงานเฉพาะในส่วนซ้ายของยีน ดังนั้น จีโนมของสิ่งมีชีวิตจึงมีข้อมูลเกี่ยวกับ การพัฒนาของสัตว์บางชนิด และนอกจากนี้ยังมียีนที่การแสดงออกสามารถนำไปสู่การก่อตัวของชั้นเชื้อโรค อวัยวะและเนื้อเยื่อที่เฉพาะเจาะจง จีโนไทป์ของไซโกตยังมีอัลลีลของพ่อแม่

ซึ่งมีความสามารถในการรับรู้ในลักษณะบางอย่าง อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าการควบคุม การแสดงออกของ ยีน หลายระดับให้เราจำได้ ตัวอย่างเช่น การต่อประกบแบบทางเลือก นำไปสู่ความจริงที่ว่ากิจกรรมของยีนที่เหมือนกันอาจส่งผลให้เกิดชุดของผลิตภัณฑ์สุดท้าย ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง และด้วยเหตุนี้เส้นทางการพัฒนาที่เป็นไปได้มากมาย ถ้าอย่างนั้นกิจกรรมของยีนแต่ละตัว ยีนเชิงซ้อนและลำดับชั้นของยีนสามารถระบุได้อย่างไรว่าเซลล์ใดที่ไหน

ซึ่งอวัยวะนั้นจะพัฒนาในรูปแบบใด คำถามนี้จะยิ่งน่าสนใจยิ่งขึ้นไปอีก หากพิจารณาถึงปรากฏการณ์ดังกล่าวที่สังเกตพบในออนโทจีนี เนื่องจากการทับซ้อนของโปรแกรมการพัฒนา มันบอกเป็นนัยว่าในระยะเริ่มต้นของการสร้างความแตกต่างของเซลล์ โปรแกรมการพัฒนาที่แตกต่างกันหลายโปรแกรม ถูกรวมไว้ด้วยระดับของประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน ซึ่งยังไม่ได้ให้คำตอบที่ชัดเจน กับชะตากรรมของเซลล์สุดท้าย

ตัวอย่างเช่น ในเซลล์ประสาทที่สร้างความแตกต่างในทิศทาง คาเทโคลามีนเนอร์จิกไม่เพียงแต่ u(m)RNA จะถูกสังเคราะห์เพื่อสร้างส่วนประกอบของระบบคาเทโคลามีนเนอร์จิก แต่ยังสังเคราะห์ที่อ่อนแอกว่ามากของ u(m)RNA สำหรับส่วนประกอบของระบบโคลิเนอร์จิกเกิดขึ้น หากจุดหนึ่งของการพัฒนาเป้าหมายของคาเทโคลามีนเนอร์จิก ที่ถูกกระตุ้นโดยเซลล์นี้ถูกเปลี่ยนเป็นโคลิเนอร์จิก การสังเคราะห์ RNA โคลิเนอร์จิกจะเปิดใช้งานและการผลิตคาเทโคลามีนเนอร์จิก

ซึ่งจะเริ่มถูกยับยั้งเป็นผลให้จะมีการเปลี่ยนแปลง ในเส้นทางของการพัฒนาเซลล์ การแปลงสภาพแม้จะมีความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลง ในระหว่างกระบวนการสร้างตัวอ่อน สั่งกระบวนการมอร์โฟเจเนติกส์อย่างเคร่งครัด และด้วยความแม่นยำเชิงพื้นที่ ที่สูงมากทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตของสปีชีส์หนึ่ง ซึ่งมีโครงสร้างที่แน่นอนและข้อมูลที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น กว่าข้อมูลทางพันธุกรรมของไซโกต เห็นได้ชัดว่าการดำเนินการมอร์โฟเจเนซิสไม่ได้ถูกกำหนด

โดยการทำงานของสารพันธุกรรมเท่านั้น มีการเสนอแนวคิดจำนวนหนึ่งเพื่ออธิบายกลไกของมอร์โฟเจเนซิส สาระสำคัญของพวกเขาบางส่วนคือการกำหนดชะตากรรมของเซลล์ ของตัวอ่อนตามการไล่ระดับสีที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่กำลังพัฒนา ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันชิลเดได้พัฒนาแนวคิด เรื่องการไล่ระดับทางสรีรวิทยาตามที่ผู้เขียนระบุเชิงพื้นที่ ของกระบวนการสร้างความแตกต่างของเซลล์และมอร์โฟเจเนซิสนั้น

พิจารณาจากการไล่ระดับของความเข้มเมตาบอลิซึม ที่พบในสัตว์หลายชนิดและการไล่ระดับของความเสียหาย ของเนื้อเยื่อที่เกิดขึ้นพร้อมกัน โดยปกติพวกมันจะลดลงจากเสาหน้าของตัวอ่อนไปยังส่วนหลัง การเกิดขึ้นของการไล่ระดับสีนั้นพิจารณาจากความแตกต่าง ของสภาพแวดล้อมภายนอก เช่น การกระจายของสารอาหาร ความเข้มข้นของออกซิเจนหรือแรงโน้มถ่วง เงื่อนไขใดๆเหล่านี้หรือรวมกัน อาจทำให้เกิดการไล่ระดับทางสรีรวิทยาเบื้องต้นในไข่

จากนั้นการไล่ระดับสีทุติยภูมิ อาจปรากฏขึ้นที่มุมหนึ่งไปยังมุมแรก ระบบการไล่ระดับตั้งแต่สองตัวขึ้นไป และสร้างระบบพิกัดเฉพาะ ในปี 1969 นักชีววิทยาชาวอังกฤษ โวลเพิร์ตได้กำหนดแนวคิดของข้อมูลตำแหน่ง แบบจำลองของธง 3 สีฝรั่งเศส ซึ่งเป็นหนึ่งในมุมมองที่พบบ่อยที่สุดในขณะนี้ ข้อมูลตำแหน่งหมายถึงการพึ่งพาชะตากรรมของเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับตำแหน่ง ในระบบของสิ่งมีชีวิตที่กำลังพัฒนา ตำแหน่งจะถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของสารเคมี

มอร์ฟอเจนตามแนวคิดสมัยใหม่ มอร์โฟเจนถูกปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดในท้องถิ่น กลุ่มของเซลล์หรือโซนหนึ่งของตัวอ่อน และในระหว่างการแพร่กระจายในเนื้อเยื่อต่อมา จะมีการไล่ระดับความเข้มข้น ในตัวอ่อนที่กำลังพัฒนามีการไล่ระดับของมอร์ฟอเจนต่างๆ พร้อมกันที่กระจายจากแหล่งต่างๆ ข้อมูลตำแหน่งในรูปแบบของความเข้มข้นต่างๆของมอร์ฟอเจน จะถูกรับรู้โดยเซลล์และความมุ่งมั่นและการแยกตัวของพวกมัน จะถูกกำหนดโดยผลลัพธ์ที่ได้

สัญญาณเซลล์สามารถรับรู้และตีความชุดสัญญาณเดียวกันได้ต่างกัน ขึ้นอยู่กับความไวต่อมอร์โฟเจน ที่มีความเข้มข้นต่างกัน ดังนั้น จึงมีการสร้างโมเสกเคมีขึ้นซึ่งกำหนดแผนโครงสร้างของสิ่งมีชีวิต ซึ่งถูกทำให้มีชีวิตในระหว่างการสร้างยีน มันเป็นสิ่งสำคัญ ที่การไล่ระดับของมอร์ฟอเจนดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในตัวอ่อนทั้งหมด ในระยะเริ่มต้นของการสร้างตัวอ่อนและในพรีมอร์เดีย ที่กำลังพัฒนาส่วนบุคคลในการพัฒนาต่อไป

ข้อมูลตำแหน่งที่เซลล์ได้รับ จะเป็นตัวกำหนดว่าส่วนใดของโครงสร้างผลลัพธ์ และตำแหน่งใดของตัวอ่อนที่เซลล์จะเกิดขึ้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการศึกษาจำนวนมากเกี่ยวกับ บทบาทของมอร์ฟอเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในการพัฒนาแมลงหวี่และสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ดังนั้น ในแมลงหวี่กลุ่มของมอร์ฟอเจนรวมถึงผลิตภัณฑ์ ของกิจกรรมของยีนที่มีผลต่อมารดา ตัวอย่างเช่นยีน ไบคอยด์การไล่ระดับความเข้มข้นของมอร์โฟเจนนี้ในไข่กำหนดการก่อตัวของแกนหน้า

สิ่งมีชีวิตที่กำลังพัฒนามอร์ฟอเจนยังเป็นปัจจัยของการเหนี่ยวนำ สปีมานน์ในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ภายใต้อิทธิพลของอัตราส่วนความเข้มข้นต่างๆของ ปัจจัยน็อกกินที่หลั่งในบริเวณริมฝีปากหลัง ของบลาสโตปอร์และปัจจัยหน้าท้อง BMP จัดการเพื่อให้ได้โครงสร้างแนวแกนที่แตกต่างกันของตัวอ่อน การทดลองของนักวิจัยชาวญี่ปุ่น ได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในแง่นี้ การวางเซลล์ของขั้วหลังของบลาสทูลาสะเทินน้ำสะเทินบก สันนิษฐานว่าเอ็กโทเดิร์ม

ซึ่งลงในสารละลายที่มีแอคติวินความเข้มข้นต่างๆ โปรตีนจากกลุ่ม TGF-β ทำให้เกิดความแตกต่างในเซลล์ของโนโตคอร์ด หัวใจ กล้ามเนื้อและโครงสร้างอื่นๆ อย่างไรก็ตาม แนวคิดที่นำเสนอไม่มีความสมบูรณ์ เห็นได้ชัดว่าเซลล์สามารถอ่านสัญญาณเดียวกันได้ด้วยวิธีที่ต่างกันโดยสิ้นเชิง นอกจากนี้ การไล่ระดับสีในนิวเคลียสที่เกิดใหม่อาจเปลี่ยนแปลงได้ ในการทดลองเกี่ยวกับการผสมเซลล์ของตัวอ่อน การรวมตัวอ่อนหลายตัว การนำเซลล์ตัวอ่อนบางส่วนออก

ซึ่งการไล่ระดับที่เกิดขึ้นทั้งหมดถูกละเมิด อย่างไรก็ตาม สังเกตลักษณะที่ปรากฏของแองเลจปกติ และการก่อตัวของโครงสร้างที่ซับซ้อนที่เต็มเปี่ยม จากทั้งหมดที่กล่าวมาทำให้เราสรุปได้ว่า การไล่ระดับผลลัพธ์ไม่ใช่แรงผลักดันเพียงอย่างเดียวที่กำหนดกระบวนการ ที่ซับซ้อนที่สุดของมอร์โฟเจเนซิสได้อย่างชัดเจน การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของมอร์โฟเจนหนึ่งหรืออย่างอื่น ส่วนใหญ่แล้วไม่ได้กำหนดทิศทางของการสร้างความแตกต่าง ของเซลล์อย่างไม่น่าสงสัย

แต่มีลักษณะที่ทำให้ไม่เสถียร กล่าวคือนำเซลล์ออกจากสถานะเดิมที่ไม่แตกต่างกัน ความสำเร็จโดยเซลล์ของสถานะสุดท้ายขึ้นอยู่กับขอบเขตขนาดใหญ่ระหว่าง ปฏิสัมพันธ์ของเซลล์เรขาคณิตของกลุ่มเซลล์ การเคลื่อนไหวของพวกมันความเค้นเชิงกล

อ่านต่อได้ที่ >>  สิ่งแวดล้อม กับปัญหาการคุ้มครองธรรมชาติและที่อยู่อาศัย