43.7: Organogenesis na Uundaji wa Vertebrate

Ujuzi wa Kuendeleza

• Eleza mchakato wa organogenesis
• Kutambua axes anatomical sumu katika vertebrates

Gastrulation inaongoza kwa malezi ya tabaka tatu za virusi zinazoongezeka, wakati wa maendeleo zaidi, kwa viungo tofauti katika mwili wa wanyama. Utaratibu huu unaitwa organogenesis. Organogenesis ina sifa ya harakati za haraka na sahihi za seli ndani ya kiinitete.

Organogenesis

Viungo vinaunda kutoka kwa tabaka za virusi kupitia mchakato wa kutofautisha. Wakati wa kutofautisha, seli za shina za embryonic zinaonyesha seti maalum za jeni ambazo zitaamua aina yao ya mwisho ya seli. Kwa mfano, baadhi ya seli katika ectoderm zitaelezea jeni maalum kwa seli za ngozi. Matokeo yake, seli hizi zitatofautisha katika seli za epidermal. Mchakato wa kutofautisha umewekwa na cascades za ishara za mkononi.

Wanasayansi hujifunza organogenesis sana katika maabara katika nzizi za matunda (Drosophila) na nematode Caenorhabditis elegans. Drosophila wana makundi pamoja na miili yao, na muundo unaohusishwa na malezi ya sehemu umeruhusu wanasayansi kujifunza ambayo jeni hucheza majukumu muhimu katika organogenesis pamoja na urefu wa kiinitete kwa wakati tofauti. Nematode C.Elegans ina takribani seli 1000 za kuacha za kimwili na wanasayansi wamejifunza hatima ya kila seli hizi wakati wa maendeleo yao katika mzunguko wa maisha ya nematode. Kuna tofauti kidogo katika mifumo ya ukoo wa seli kati ya watu binafsi, tofauti na katika mamalia ambapo maendeleo ya seli kutoka kiinitete hutegemea cues za mkononi.

Katika vimelea, moja ya hatua za msingi wakati wa organogenesis ni malezi ya mfumo wa neural. Ectoderm huunda seli za epithelial na tishu, na tishu za neuronal. Wakati wa kuundwa kwa mfumo wa neural, molekuli maalum za kuashiria zinazoitwa sababu za ukuaji zinaashiria baadhi ya seli kwenye makali ya ectoderm kuwa seli za epidermis. Seli zilizobaki katikati huunda sahani ya neural. Ikiwa ishara kwa sababu za ukuaji zilivunjika, basi ectoderm nzima ingekuwa tofauti katika tishu za neural.

Sahani ya neural inakabiliwa na mfululizo wa harakati za seli ambako inaendelea na kuunda tube inayoitwa tube ya neural, kama ilivyoonyeshwa kwenye Kielelezo\(\PageIndex{1}\). Katika maendeleo zaidi, tube ya neural itafufua ubongo na kamba ya mgongo.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Mkoa wa kati wa ectoderm huunda tube ya neural, ambayo hutoa ubongo na kamba ya mgongo.

Mesoderm ambayo iko upande wowote wa tube ya neural ya vertebrate itaendeleza ndani ya tishu mbalimbali zinazohusiana na mwili wa wanyama. Mfano wa anga wa kujieleza kwa jeni huandaa tena mesoderm katika makundi ya seli zinazoitwa somiti zenye nafasi kati yao. Somites, mfano katika Kielelezo\(\PageIndex{2}\) kuendeleza zaidi katika mbavu, mapafu, na sehemu (mgongo) misuli. Mesoderm pia huunda muundo unaoitwa notochord, ambao ni umbo la fimbo na huunda mhimili wa kati wa mwili wa wanyama.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Katika kijana hiki cha umri wa wiki tano, somites ni makundi pamoja na urefu wa mwili. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Ed Uthman)

Uundaji wa mhimili wa mgongo

Hata kama tabaka za virusi zinaunda, mpira wa seli bado unaendelea sura yake ya spherical. Hata hivyo, miili ya wanyama ina lateral-medial (kushoto-kulia), dorsal-ventral (nyuma-tumbo), na anterior-posterior (kichwa-miguu) axes, mfano katika Kielelezo\(\PageIndex{3}\).

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Miili ya wanyama ina shaba tatu za ulinganifu. (mikopo: mabadiliko ya kazi na NOAA)

Je! Hizi zimeanzishwaje? Katika mojawapo ya majaribio ya semina yaliyowahi kufanywa katika biolojia ya maendeleo, Spemann na Mangold walichukua seli za uti wa mgongo kutoka kiinitete kimoja na kuzipandikiza katika eneo la tumbo la kiinitete kingine. Waligundua kwamba kiinitete kilichopandwa sasa kilikuwa na notochords mbili: moja kwenye tovuti ya dorsal kutoka seli za awali na nyingine kwenye tovuti iliyopandwa. Hii ilipendekeza kuwa seli za dorsal ziliwekwa vinasaba ili kuunda notochord na kufafanua mhimili. Tangu wakati huo, watafiti wamegundua jeni nyingi ambazo zinawajibika kwa malezi ya mhimili. Mabadiliko katika jeni hizi husababisha kupoteza ulinganifu unaohitajika kwa maendeleo ya viumbe.

Miili ya wanyama ina ulinganifu unaoonekana nje. Hata hivyo, viungo vya ndani havipatikani. Kwa mfano, moyo ni upande wa kushoto na ini upande wa kulia. Kuundwa kwa mhimili wa kati wa kushoto wa kulia ni mchakato muhimu wakati wa maendeleo. Asymmetry hii ya ndani imeanzishwa mapema sana wakati wa maendeleo na inahusisha jeni nyingi. Utafiti bado unaendelea kuelewa kikamilifu matokeo ya maendeleo ya jeni hizi.

Muhtasari

Organogenesis ni malezi ya viungo kutoka kwa tabaka za virusi. Kila safu ya virusi hutoa aina maalum za tishu. Hatua ya kwanza ni malezi ya mfumo wa neural katika ectoderm. Mesoderm inatoa kupanda kwa somites na notochord. Uundaji wa mhimili wa vertebrate ni hatua nyingine muhimu ya maendeleo.

faharasa

tube ya neural

tube-kama muundo kwamba aina kutoka ectoderm na inatoa kupanda kwa ubongo na uti wa mgongo

organogenesis

mchakato wa malezi ya chombo

somite

kikundi cha seli kilichotenganishwa na nafasi ndogo zinazounda kutoka mesoderm na hutoa tishu zinazojumuisha