GENETYCZNE

PODŁOŻE

RÓŻNICOWANIA SIĘ

KOMÓREK I

NARZĄDÓW

RÓŻNICOWANIE

to wytwarzanie wyspecjalizowanych

typów komórek

ŚCIEŻKA RÓŻNICOWANIA

to szereg określonych zdarzeń jakie w

nim kolejno zachodzą

Zapłodniona komórka jajowa

↓

BRUZDKOWANIE

↓

BLASTOMERY

↕

KOMÓRKI TOTIPOTENCJALNE

→ mogą różnicować się do każdego typu
komórek danego organizmu
→ zdolne do wykształcenia całego
organizmu
→ najbardziej pierwotne komórki

KOMÓRKI UKIERUNKOWANE = SPECYFIKACJA

z

grupy pluripotencjalnych = mogą jeszcze zmienić
swój szlak rozwoju

KOMÓRKI ZDETERMINOWANE

= zaawansowane

w rozwoju w danym kierunku, nie zmieniają
planowanego szlaku rozwoju

KOMÓRKI MACIERZYSTE

= te komórki, które

pozostają nie w pełni zróżnicowane zarówno w
zarodku, jak i w dorosłym organizmie

KOMÓRKI PROGENITOROWE

= kom.

zdeterminowane ale ciągle jeszcze różne od
ostatecznej formy, nie różnicują się one
równomiernie

Odmienność typów komórek i ich zróżnicowanie ma

swoje źródło w różnej aktywności poszczególnych
genów.

Rozwój zarodkowy obejmuje:

•

Specyfikację osi

•

Tworzenie planu

– seria zdarzeń, w których

zróżnicowane komórki są aranżowane
przestrzennie

•

Organogenezę

Każdy z tych procesów jest kontrolowany przez
szereg białek, dostarczających sygnałów i
tworzących struktury konieczne do prawidłowego
rozwoju embrionu.

INDUKCJA

EMBRIOLOGICZNA

Polega na pobudzaniu do rozwoju i  różnicowania się jednych
komórek przez przylegające do nich komórki sąsiednie. Jej 
podstawą są chemiczne cząsteczki sygnałowe (induktory,
czynniki wzrostu), które wydzielane przez jedne komórki
regulują ekspresję genetyczną komórek sąsiednich.

Czynniki regulacyjne:

• Hormony

• Czynniki wzrostu

• Enzymy

• Jony

• itp

Mediatory genetyczne:

• Cząsteczki sygnalizujące (np.: parakrynne) i
ich receptory

• Czynniki indukcyjne

• Czynniki transkrypcyjne DNA

• Składniki substancji międzykomórkowej
(białka EMP)

• Enzymy

• Układy transportowe

Parakrynne cząsteczki sygnalizacyjne

1. Rodzina czynników wzrostu fibroblastów (FGF)
2. Rodzina Hedgehog
3. Rodzina Wingless (WNT)
4. Rodzina transformującego czynnika wzrostu

beta (TGF beta)

Dyfundują i wiążą się z receptorem, wywołując

reakcję

Czynniki transkrypcyjne DNA

Wpływ na kształtowanie się tkanek i narządów np.:

geny homeotyczne tj. rodziny HOX, PAX, EMX, MSX,
rodzina SOX.

Geny homeotyczne

określają wzorzec organogenezy

Neurulacja

Proces tworzenia rynienki i cewy nerwowej w

ontogenezie.

Inicjuje organogenezę

i dzieli ektodermę

na:

1. Cewa nerwowa  mózg i rdzeń kręgowy
2. Naskórek
3. Komórki grzebienia nerwowego

• β-katenina gen Siamois tworzenie struktur

grzbietowych

Czynniki wzrostu:
• FGF (kontrola przez gen Brachyury)
indukcja mezoblastu brzusznego i bocznego
• TGF β, aktywiny, białko VG-1
• Białka BMP indukcja mezodermy brzusznej i nabłonka

Struktury wywodzące się z endodermy – kontrola przez czynniki

wzrostu fibroblastów FGF i białka BMP i ich receptory

CZYNNIKI INDUKUJĄCE W

EMBRIOGENEZIE

mogą uaktywniać określone geny i przez to

uruchamiać określony szlak rozwojowy

TWORZENIE SIĘ OSIOWEGO UKŁADU

NERWOWEGO

Białko Noggin i chordyna

neutralizują białko BMP-4,

które odpowiada za

struktury brzuszne

Białko Noggin i chordyna

neutralizują białko BMP-4,

które odpowiada za

struktury brzuszne

Inne geny np.: pax-3,pax-6,shh
Białko Match: neuroblasty neurony

Hierarchia ekspresji genów u Drosophila

melanogaster