Gastrulacija

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Jump to navigation Jump to search
Gastrulacija
Blastula.png
Gastrulacija se javlja kada blastula, izgrađena od jednog sloja, iknvagunira (sa udubljenjem) i poveća, stvarajući gastrulu
Plavo: ektoderm; zeleno = endoderm; žuto = blastocel (žumenjčana kesa); ljubičasto = arhenteron (pra-želudac)
Dani 5
Prekursor Blastula
Razvojni stadij Gastrula

Gastrulacija je faza embrionskog razvitka većine životinja, tokom koje se jednoslojna blastula reorganizira u troslojnu strukturu poznatu kao gastrula. Ova tri klicina lista su ektoderm, mezoderm i endoderm.[1][2] Gastrulacija se odvija nakon ubrzanih ćelijskih dioba u zigotu i formiranja blastule. Gastrulaciju slijedi organogeneza, kada se razvijaju pojedinih organa unutar novoformiranog zmetka. Svaki sloj dovodi do diferencijacije specifičnih tkiva i organa u embrionskom u razvoju.

Ektoderm se transformira u epidermu, nervni greben i druga tkiva koja će kasnije formirati nervni sistem.

Mezoderm se nalazi između ektoderma i endoderma i stvara somite, od kojih nastaju mišići, hrskavica, rebra i kičmeni pršljenovi, koža, notohord, krv i krvni sudovi, kosti i vezivno tkivo.

Endoderm se razvija u epitel probavnog sistema i respiratornog sistema, i organa u vezi sa probavnim sistemom, kao što su jetra i pankreas. Nakon gastrulacije, ćelije su ili organizirane u klicine listove (kao u epitelu) ili kao mreže izoliranih ćelija, kao što su mezenhimske.[3]

Molekulski mehanizam i vrijeme gastrulacije se razlikuje u različitim organizmima. Međutim, neke zajedničke karakteristike gastrulacije preko triploblastnih organizmi , uključujući:
(1) Promjene u topološkoj strukturi embrija, od jednostavno povezanih prostora ([ sfera), do složenijeih jednostavnih površina;
(2) Diferencijacija ćelija u jednu od tri vrste klicinih listova (endoderm, mezoderm i ektoderm); i
(3) probavne funkcije velikog broja endodermnih ćelija.[4]

Lewis Wolpert, pionirski razvojni biolog je zaslužan za uz napomenu da "To nije rođenje, brak, ili smrt, ali gastrulacija je zaista najvažnije vrijeme u svom životu."

Izrazi "gastrule" i "gastrulacije" je skovao Ernst Haeckel, u svom radu “Biologija karbonatnih spužvi” ("Biology of Calcareous Sponges"), 1872.[5][6]

Iako obrasci gastrulacije pokazuju ogromnu varijaciju u cijelom životinjskom carstvu, oni su ujedinjeni po pet osnovnih tipova kretanja ćelija koje se javljaju tijekom gastrulacije:

Amnioti[uredi | uredi izvor]

Pregled[uredi | uredi izvor]

Blastopor
Gray's p.47
Dorlands
/Elsevier
b_14/12188030
Anatomska terminologija

Gastrulacija uključuje stvaranje blastopora – otvora u arhenteronu. Treba imati na umu da blastopor nije otvor u blastocel (prostor unutar blastule), ali predstavlja novu invaginaciju koja zajedno gura postojeće površine blastule. U amniota, gastrulacije se odvija slijedećim redom:

Na osnovu embriološkog porijekle usta i anusa, razlikuju se protostomni i deuterostomne grupe životinja, što se zasniva na pravcu u kojem se razvijaju usta (stoma) u odnosu na blastopor. Termin protostomija potiče od grčke riječi protostoma što znači "prva usta" (πρώτος + στόμα), dok je etimologija deuterostoma = "drugi usta" izvedena iz deuteros i stoma (δεύτερος + στόμα).

Glavna razlika između deuterostomija i protostomija je u embrionskom razvoju:

  • Usta / anus;
    • U razvoju protostomija, prvi otvor, blastopore, postaje životinjska a usta.
    • U razvoju deuterostome blastopor postaje anus životinje.
  • Brazdanje embriona
    • Protostomi imaju ono što je poznato kao spiralno brazdanje koje je determinirano (određeno), što to ne znači da je sudbina ćelija određena kako se formiraju.
    • Deuterostomi imaju ono što je poznato kao radijalno brazdanje (zrakasto) noje je nedeterminirano; znači da nisu unaprijed poznati način i mjesto njegovog događanja.[7][8][9][10][11][12][13]

Gubitak simetrije[uredi | uredi izvor]

U pripremi za gastrulaciju, embrion mora postati asimetričan duž obje proksimalno-distalne i prednje-stražnje osi. Proksimalno-distalna os se formira kada ćelije embriona formiraju "jajni cilindar", koji se sastoji od ekstraembrionskog tkiva, što dovodi do nastanka struktura kao što je posteljica, na proksimalnom kraju i [[epiblast] ] na distalnom. Ovoj reorganozaciji doprinose mnogi signalni putevi, uključujući i morfogenetski protein kosti (BMP), faktor rasta fibroblasta (FGF), čvorni i Wnt signalni put. Visceralni endoderm okružuje epiblast. Distalni visceralni endoderm (DVE) migrira na prednji dio embriona, formirajući anteriorni visceralni endoderm (ST). Ovo narušava prednje-stražnju simetriju, a regulirano je čvornom (nodalnom) signalizacijom. [14]

Regije definirane kao primitivni niz i dalje rastu prema distalnom vrhu.

Tranzicija epitelnih u mezenhimske ćelije:
gubitak ćelijske adhezije izaziva suženje i istiskivanje mezenhimskih ćelija.

U ranim fazama razvoja, primitivnoi niz je struktura koja će uspostaviti bilateralnu simetriju, odrediti mjesto gastrulacije i inicirati formiranje klicinih slojeva klica. Da bi se formirala, niz kod gmizavaca, ptica i sisara niz organizira mezenhimskih ćelija duž potencijalnim liniji, osnivanje prve embrionalne osi, kao i mjesto gdje će se ćelije ulazak i migriraju u procesu gastrulacije i formaciju klicinih slojeva. Primitivni niz se proteže kroz ovu liniji i stvara antero-posteriornu tjelesnu osu postaje prva remetilačka pojava u simetriji embriona, a označava početak gastrulacije. Taj proces uključuje prodiranje prethodnih mezoderma i endoderma i njihovu migraciju u svoj krajnji položaj, gdje će se diferenciraju u tri klicina sloja. Za pravilno formiranje organizatora regiona koji je odgovoran za pokretanje gastrulacije, od ključne važnost je lokalizacija adhezije ćelija i signalizacijskih molekula beta-katenina.[15][16][15][17] where they will differentiate into the three germ layers.</ref>

Tranzicija i prodiranje epitela u mezenhim[uredi | uredi izvor]

Da bi se ćelije kretale iz epitela epiblasta, kroz primitivni niz da se formira novi sloj, moraju da prođu prelaz epitela u mezenhim (EMT), pri čemu igube epitelne karakteristike, kao što je ćelijska adhezija. Signalizacija faktora rasta fibroblasta (FGF) je neophodna za pravilan EMT. FGFR1 je potreban za regulaciju Snail1, koji smanjuje regulciju E-kaderina, što je izaziva gubitak ćelijske adhezije. Nakon EMT, ćelije ulaze kroz primitivni niz i šire se, formirajući novi sloj ćelija ili se pridružuju postojećim slojevoma. U proces ove disperzije iz primitivnog niza, umiješan je FGF8.

Takođrđer pogledajte[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Mundlos 2009: p. 422
  2. ^ McGeady, 2004: p. 34
  3. ^ Hall,1998:? id = JhSwumfgTQ4C & pg = PA177 str. 177
  4. ^ Harrison 2011. str. 206
  5. ^ Ereskovsky (2010): [http://books.google.com/books?id=PHztG3LEUnsC&pg=PA236
  6. ^ Harrison 2011:p. 206
  7. ^ Ereskovsky A. V. (2010). The Comparative Embryology of Sponges. Springer. ISBN 978-90-481-8574-0. 
  8. ^ Gilbert S. F. (2010). Developmental Biology (Ninth iz.). Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-558-1. 
  9. ^ Hall B. K. (1998). "8.3.3 The gastrula and gastrulation". Evolutionary developmental biology (2nd iz.). The Netherlands: Kluwer Academic Publishers. ISBN 978-0-412-78580-1. 
  10. ^ Harrison, Lionel G. (2011). The Shaping of Life: The Generation of Biological Pattern. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-55350-6. 
  11. ^ Hall J. E., Guyton A. C. (2006): Textbook of medical physiology, 11th edition. Elsevier Saunders, St. Louis, Mo, ISBN 0-7216-0240-1.
  12. ^ Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2000): Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-10-222-6.
  13. ^ Warrell D. A., Cox T. M., Firth J. D. (2010): The Oxford Textbook of Medicine Archived 21 March 2012[Date mismatch] at the Wayback Machine. (5th ed.). Oxford University Press
  14. ^ Tam, P.P. & Loebel, D.A (2007). "Gene function in mouse embryogenesis: get set for gastrulation". Nat Rev Genet 8 (5): 368–81. PMID 17387317. doi:10.1038/nrg2084. 
  15. ^ a b Downs KM. (2009). "The enigmatic primitive streak: prevailing notions and challenges concerning the body axis of mammals.". BioEssays 31 (8): 892–902. PMC 2949267. PMID 19609969. doi:10.1002/bies.200900038. 
  16. ^ Chuai M, Zeng W, Yang X, Boychenko V, Glazier JA, Weijer CJ. (2006). "Cell movement during chick primitive streak formation.". Dev Biol. 296(1)) (1): 137–49. PMC 2556955. PMID 16725136. doi:10.1016/j.ydbio.2006.04.451. 
  17. ^ Chuai M, Weijer CJ. (2008). "The mechanisms underlying primitive streak formation in the chick embryo.". Curr Top Dev Biol. 81: 135–56. PMID 18023726. doi:10.1016/S0070-2153(07)81004-0. 

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]