ОмГМУ
Кафедра БИОЛОГИИ
Механизмы регуляции онтогенеза
Лектор: д.б.н., Т.Я.Орлянская
ВОПРОСЫ
1. Источники биоинформации онтогенеза. Системы регуляции онтогенеза
2. Уровни регуляции онтогенеза: генный, клеточный, организменный.
1(3в.) Источники биоинформации онтогенеза. Системы регуляции онтогенеза.
Серия последовательных и определенных по времени выборов
очередного этапа развития является
созидательной или конструктивной фазой ОНТОГЕНЕЗА.
|
|
|
|
|
“ГЕНЫ-РАБЫ”: |
|
“ГЕНЫ-ГОСПОДА” |
||||||
|
|
|
|
ОБЕСПЕЧИВАЮТ |
||
|
|
|
||||
|
“ЗАПУСКАЮТ” |
|
||||
|
|
|
КОНКРЕТНЫЙ |
|||
|
КАСКАДЫ |
|
|
|||
|
|
|
РЕЗУЛЬТАТ РАЗВИТИЯ |
|||
|
«генов-рабов» |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Система генетического контроля пространственной организации
ЭМБРИОГЕНЕЗА (по В.Н.Ярыгину)
на настоящее время ОБЩАЯ СХЕМА
ПРЕДСТАВЛЯЕТСЯ ТАК:
1а.“ГЕНЫ-ГОСПОДА” (СУПЕРРЕГУЛЯТОРНЫЕ и РЕГУЛЯТОРНЫЕ или ГОМЕОЗИСНЫЕ) –
*ОДИН ГЕН ЗАПУСКАЕТ ЦЕПЬ МОРФОГЕНЕЗОВ с ТРЕБУЕМЫМ РЕЗУЛЬТАТОМ
*ЗАПУСКАЮТ КАСКАДНУЮ ЭКСПРЕССИЮ в КЛЕТКАХ НЕОБХОДИМОЙ ОБЛАСТИ ЗАРОДЫША в ТРЕБУЕМОЕ
ВРЕМЯ
* “РАЗРЕШАЮТ” ТКАНЕ- и ОРГАНОСПЕЦИФИЧЕСКИЕ БЕЛКОВЫЕ СИНТЕЗЫ
1б.“ГЕНЫ-РАБЫ” (СТРУКУТУРНЫЕ) – КОНТРОЛИРУЮТ ОТДЕЛЬНЫЕ АКТЫ МОРФОГЕНЕЗА ЧАСТИ ТЕЛА (ОРГАНА,
СТРУКТУРЫ)
ОНТОГЕНЕЗ – НЕ ПРОСТАЯ СУММА ОДНОЗНАЧНЫХ ПРИЧИНО- СЛЕДСТВЕННЫХ СВЯЗЕЙ,
А ЦЕЛОСТНЫЙ ПРОЦЕСС
Схема
генетического
контроля онтогенеза на разных его этапах
однако, Невозможно отрегулировать активность гена с абсолютной точностью.
иЭВОЛЮЦИЯ формирует:
-специальные адаптации повышения
помехоустойчивости
- появление фенотипических новшеств (+ и -) пример: белки – шапероны – белок Hsp90:
•- придает правильную трехмерную конфигурацию другим белкам, инактивирует мобильные генетические элементы (без контроля Hsp90 –
всплеск мутагенеза!)
•!!! Hsp90 придает устойчивость не
только фенотипу, но и генотипу Nature. 2010
СТАБИЛИЗАЦИЯ И ДЕСТАБИЛИЗАЦИЯ ОНТОГЕНЕЗА
«Дестабилизация онтогенеза», вызванная дефицитом белка Hsp90
(Rutherford S.L., Lindquist S. Hsp90 as a capacitor for morphological evolution// Nature/1998/V/396/P/336-342)
Индивидуальное развитие (ОНТОГЕНЕЗ)
регулируется
иерархически
организованной системой генных ансамблей (сетей)
Принципы организации генных сетей:
1) наличие в каждой локальной генной сети
«центральных» генов, обеспечивающих координацию функций остальных генов этой сети;
2) |
наличие в каждой генной сети регуляторных контуров |
|
(+ и - обратных связей |
авторегуляцию; |
|
3)большое разнообразие молекулярных механизмов, обеспечивающих функционирование обратных связей, за счет изменения интенсивности процессов транскрипции, сплайсинга, трансляции и др.
4)иерархическая организация локальных генных сетей и их интеграция в глобальную генную сеть организма.
