Ang mga selula ng isang multicellular na organismo ay nagkakaisa sa iba't ibang organo at mga tela at dalubhasa sa pagganap iba't ibang function. Depende sa mga function na kanilang ginagawa, ang mga cell ay nakaayos nang iba. Maaaring magkaiba ang mga ito sa laki at hugis, set at kamag-anak na bilang ng mga organelles, ang pagkakaroon ng mga partikular na butil, atbp. (Fig. 69). Kaya, sa pagtatago ng mga selula ang endoplasmic reticulum na may mga ribosom, ang Golgi apparatus at iba't ibang mga butil ay mahusay na kinakatawan, sa mga selula ng kalamnan- mitochondria at myofibrils - mga espesyal na hibla ng protina na nagbibigay ng paggalaw, atbp. Ang mas makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng mga cell mula sa iba't ibang mga tisyu ay ipinahayag kapag sinusuri ang mga intracellular na protina at messenger RNA. Kahit na ang DNA sa nuclei ng lahat ng mga cell sa katawan ay pareho, sa bawat partikular na uri ng cell ang mRNA ay binabasa mula sa iba't ibang mga seksyon ng DNA. Dahil dito, ang mga protina na na-synthesize sa mga ribosome mula sa mga RNA na ito ay magkakaiba. Sa madaling salita, ang nuclear DNA ay naglalaman ng impormasyon tungkol sa paggana ng lahat ng bahagi ng katawan, ngunit ang bawat indibidwal na cell ay gumagamit lamang ng bahagi ng impormasyong ito, kadalasan ay napakaliit. Kaya, para sa tissue ng manok, ipinakita na sa mga selula ng atay at oviduct, ang impormasyon ay binabasa lamang mula sa 2.05% at 1.8% ng DNA, ayon sa pagkakabanggit. Sa kasong ito, ang synthesized RNA ay tatlong-kapat na pareho sa parehong uri ng mga cell. Ipinapakita ng mga kalkulasyon na humigit-kumulang 12 libong mga gene ang binabasa sa parehong atay at oviduct, 5 libong mga gene - sa atay lamang, at 3 libong mga gene - sa oviduct lamang. Ang mga gene, ang transkripsyon na nangyayari sa mga cell ng lahat ng uri, ay malinaw na tinitiyak ang pagganap ng mga pangkalahatang pag-andar ng cellular. Ang mga ito ay tinatawag minsan na mga housekeeping gene, kumpara sa mga gene na tumutukoy sa mga espesyal na function ng cell. Ang mga cell na inangkop upang magsagawa ng ilang mga function ay hindi maaaring gumanap ng lahat ng iba pang mga function at para sa normal na paggana dapat nilang gamitin ang mga resulta ng trabaho ng iba pang mga cell. Kaya, ang mga selula ng bituka ay nagbibigay sa mga selula ng buong katawan ng mga materyales sa pagtatayo, ngunit sila mismo ay nangangailangan ng oxygen, na ibinibigay sa kanila ng mga pulang selula ng dugo, atbp. Kaya, ang lahat ng mga selula ng katawan ay lumalabas na magkakaugnay. Ang koordinasyon ng gawain ng mga cell ay nakamit ng isang kumplikadong sistema ng kanilang mga relasyon.
Mula sa itlog ng isang multicellular organism, ang lahat ng mga espesyal na selula ng pang-adultong organismo ay bubuo sa pamamagitan ng proseso ng pagkita ng kaibhan. Sa kasalukuyan ay pinaniniwalaan na ang pagkita ng kaibhan ay nagsisimula sa itlog.
Matagal pa bago unang narinig ng mga tao ang tungkol sa mga selula, pati na ang mga molekula, nahaharap sila sa isa sa mga pinaka nakakaintriga na misteryo ng kalikasan: mula sa isang itlog, napakasimple sa hitsura, lumilitaw ang isang buhay na organismo, ganap na kumpleto, perpekto sa lahat ng paraan at hindi kapani-paniwalang kumplikado. Ang bawat organ ng naturang organismo ay karaniwang may mahigpit na tinukoy na mga sukat, ay matatagpuan sa itinalagang lugar nito at naglalaman ng eksaktong mga cell na kinakailangan upang maisagawa ang mga tiyak na pag-andar nito. At ngayon hindi kami gaanong naiintriga. Paano nagiging isang espesyal na selula ng puso o atay, isang selula ng nerbiyos, isang selula ng kalamnan, o isang selula ng buto ang isang walang pagkakaiba-iba na selula ng isang pumuputol na itlog?
Bagaman ang masalimuot, mahiwagang proseso ng pagkita ng kaibhan ay lubhang nag-aatubili na ibunyag ang mga lihim nito, mahusay na mga hakbang ang nagawa sa pag-aaral nito. Ang mga tagumpay na ito ay nakamit higit sa lahat dahil sa mabilis na pag-unlad ng biochemistry, ang paglikha ng mga bagong pamamaraan ng pananaliksik at ang pagpili ng mga organismo na angkop lalo na para sa pag-aaral ng problema ng pagkita ng kaibhan. Gayunpaman, marahil ang pinakamalaking papel dito ay ang pagbabago karaniwang diskarte sa problema. Noong nakaraan, kapag nag-aaral ng pagkita ng kaibhan, ang pangunahing diin ay inilagay sa papel sa prosesong ito ng cell nucleus, o cytoplasm, o ang kapaligiran na nakapalibot sa cell. Ngayon alam namin ang higit pa tungkol sa dinamikong pakikipag-ugnayan sa pagitan ng tatlong mga variable na ito at natutunan namin na obserbahan ang lahat ng ito nang sabay-sabay sa panahon ng pag-unlad ng embryonic.
Sa aming presentasyon ay lilimitahan namin ang aming sarili sa mga halimbawa at eksperimento na nagpapakita ng papel na ginagampanan ng nucleus at cytoplasm sa proseso ng pagkita ng kaibhan, pati na rin ang kahalagahan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan nila. Ang katangian ng nucleus at cytoplasm ay tinalakay sa artikulo ni Brachet. Hindi kami naniniwala na sa mga halimbawang isinasaalang-alang namin ang papel ng kapaligiran ay maaaring mapabayaan; tila sa amin lamang na sa mga kasong ito ang kapaligiran ay pangalawang kahalagahan kumpara sa nucleus o cytoplasm. Sa pamamagitan ng kahit na ang kahalagahan nito ay hindi kasing dami, halimbawa, sa panahon ng pagbuo ng myxomycetes o sa panahon ng pagkita ng kaibahan ng cell sa tissue culture.
Magsisimula tayo sa paglalarawan ng pag-unlad ng itlog, dahil naniniwala na tayo ngayon na ang batayan ng hinaharap na embryo ay inilatag na sa maturing na itlog, bago pa man ang itlog ay ganap na hinog at fertilized.
Bago magsimulang mag-mature ang hinaharap na itlog, ito ay mukhang anumang iba pang hindi nakikilalang cell, iyon ay, hindi ito nagtataglay ng anumang mga katangian batay sa kung saan maaari itong maiugnay sa anumang partikular na espesyal na uri. Ang itlog ng palaka (itlog) ay humigit-kumulang 17 microns ang lapad, ibig sabihin, ito ay humigit-kumulang dalawang beses na mas malaki kaysa sa mga espesyal na selula. Ang diameter ng isang mature na itlog ay umabot sa 2000 microns, i.e. 2 millimeters. Nangangahulugan ito na sa panahon ng proseso ng pagkahinog, ang dami ng itlog ay tumataas ng 1,600,000 beses. Ang napakalaking pagtaas ng volume na ito ay nangyayari dahil sa pagsipsip ng cell ng mga materyales mula sa kapaligiran at gamitin ang mga ito upang i-synthesize ang kanilang sariling mga sangkap. Sa ilang mga hayop, ang itlog ay sumisipsip at nagsasama ng napakasalimuot na molekula na na-synthesize ng ibang mga selula (karaniwan ay nutritional o follicular cells). Tulad ng para sa mga palaka at iba pang mga amphibian, ang kanilang mga itlog ay tila sumisipsip ng materyal pangunahin sa anyo ng mga simpleng molekula, kung saan ang nucleus at cytoplasm ng itlog pagkatapos ay aktibong nag-synthesize ng mas kumplikadong mga sangkap.
Dahil sa panahon ng pag-unlad ng itlog ang masa ng cytoplasm, nucleus, nucleoli at nuclear membrane nito ay tumataas, kailangan nating tapusin na ang cell ay sumisipsip ng lahat ng mga sangkap na ito mula sa kapaligiran. mga simpleng sangkap(mga predecessors) at gamitin ang mga ito kahit papaano, o hindi bababa sa ilagay ang mga ito sa isang reserba. Ang mga pag-aaral na may radioactive isotopes ay nagpakita na ang matinding synthesis ay nangyayari kapwa sa nucleus at sa cytoplasm. Ang partikular na aktibong synthesis ay nangyayari sa lahat ng bahagi ng nucleus - sa mga chromosome, sa nuclear juice at sa nucleoli.
Ang lumalagong itlog ay pangunahing synthesize ng glycogen, lipids, protina at nucleoproteins, na mga protina na konektado sa mga nucleic acid- DNA at RNA. Ang mga protina ay bahagyang ipinakita sa anyo ng transparent na cytoplasm, mayaman sa RNA, at bahagyang sa anyo ng mga bukol ng yolk, na tinatawag na yolk plates; ang mga talaang ito ay may napaka iba't ibang laki, at hindi pa malinaw ang kanilang tungkulin. Ang mga naroroon sa malalaking dami Mitochondria at iba't ibang mga enzyme. Ang mga itlog ng ilang mga species ay naglalaman din ng DNA sa cytoplasm. Posible na ang mga pangunahing grupo mga kemikal na sangkap na nakapaloob sa lumalagong mga itlog ay ang kanilang mga sarili lubhang magkakaiba, dahil marami kumplikadong proseso Ang synthesis ay kinokontrol ng mga gene, ang bilang nito ay umabot sa 10-20 libo, at ang bawat gene ay maaaring maiugnay sa synthesis ng anumang isang sangkap. Samakatuwid, titingnan muna natin ang mas detalyadong pagtingin sa mga chromosome kung saan matatagpuan ang mga gene.
Ang mga chromosome ng mga itlog na pumasok sa panahon ng paglaki ay wala sa lahat ng hitsura ng mga siksik, nakapulupot na mga pormasyon na hugis baras, dahil nakasanayan nating makita ang mga ito sa panahon ng mitosis. Sa kabaligtaran, ang mga ito ay malakas na untwisted at samakatuwid ay kumuha ng anyo ng mahaba at manipis na mga thread. Naka-on maagang yugto Sa panahon ng paglaki ng itlog, ang mga chromosome ay mga single strand, at kalaunan - double strands, kung saan ang makapal at siksik na mga pamamaga - chromomeres - ay matatagpuan sa maikling distansya mula sa isa't isa.
Ang mga chromomere na ito ay napakarami; ang kanilang bilang ay halos tumutugma sa tinantyang bilang ng mga gene, at posible pa nga na ang mga ito ay mga gene. Tila, ang mga chromomere ay ang mga bahagi ng chromosome thread na lalo na mahigpit na nabaluktot sa isang spiral. Ang ipinares na manipis na mga thread ay umaabot mula sa chromosome axis (maaaring ito ay mga despiralized na bahagi ng chromosome axis), na bumubuo ng mga loop sa magkabilang panig ng chromosome, at pagkatapos ay muling lumalapit sa chromosome, na pumapasok sa pangalawang chromomere ng bawat pares. Para sa iyong katangiang hitsura Ang mga chromosome sa yugtong ito ng paglaki ng itlog ay tinatawag na "lampbrush" chromosome.
Karamihan sa mga chromomere ay may mga lateral loops, napaka-magkakaibang laki at hugis.
Natuklasan nina H. Callan at J. Goll na para sa isang ibinigay na chromomere, ang hugis ng loop, pati na rin ang likas na katangian ng matrix na nakapalibot sa loop na ito, ay may napaka-espesipikong mga tampok, at sa axis ng bawat ibinigay na chromosome ang chromomere na ito ay palaging sumasakop sa parehong posisyon. Ang chromosome axis, chromomeres at side loops ay binubuo ng DNA, iyon ay, ang sangkap kung saan, ayon sa mga modernong konsepto, ang mga gene ay binubuo. Ang matrix na nakapalibot sa mga gilid na loop ay binubuo ng RNA at protina. Ang mga itlog ay na-synthesize sa mga lateral loop sa buong paglaki malalaking dami ang dalawang sangkap na ito, ngunit ang DNA synthesis ay hindi nangyayari sa kanila.
Ipinakita nina Callan at Goll na ang RNA (at posibleng protina), na nabuo sa mga gilid na loop ng lampbrush chromosome, ay nahihiwalay sa mga loop na ito at unang lumutang nang malaya sa nuclear sap, at pagkatapos ay tumagos sa porous nuclear envelope papunta sa cytoplasm. Sa panahon ng maaga at gitnang yugto ng paglaki ng itlog, ang dami ng RNA sa cytoplasm ay tumataas, at ang malaking halaga ng protina ay na-synthesize sa mga lokasyon ng mga butil ng RNA. Samakatuwid ito ay posible na ang numero iba't ibang uri ang mga molekula ng RNA at protina sa itlog ay katumbas ng bilang ng mga gene na nilalaman nito na kasangkot sa synthesis. Hanggang sa pagbutihin ang mga pamamaraan upang pag-iba-ibahin ang iba't ibang uri ng RNA at protina, ang antas ng heterogeneity sa mga nilalaman ng itlog ay mananatiling isang bagay ng hula.
Hindi mahirap i-verify na ang isang mature na itlog ay may polarity; ito ay nangangahulugan na ang mga nilalaman nito ay ibinahagi nang hindi pantay, at, higit pa rito, sa paraan na ang hindi pagkakapantay-pantay na ito ay isang maayos at tiyak na kalikasan. Ang nucleus ay matatagpuan malapit sa isang punto na maaaring tawaging itaas na poste; Ang transparent na cytoplasm, mga butil ng RNA at mitochondria ay puro sa paligid ng poste na ito, at patungo sa ibabang poste ay bumababa ang kanilang bilang. Ang pamamahagi ng pigment ay pareho ang kalikasan, habang ang mga bugal ng yolk ay mas malaki at mas makapal na matatagpuan sa ibabang poste, at habang papalapit sila sa itaas na poste, ang kanilang laki ay bumababa at sila ay hindi gaanong karaniwan. Kaya, maaari nating pag-usapan ang pagkakaroon ng mga gradient sa pamamahagi ng mga sangkap sa cytoplasm. Ang mga gradient na ito ay matatagpuan parallel sa egg axis at tinutukoy ang radial symmetry ng cytoplasm: sa lahat ng mga punto ng anumang eroplano na kahanay sa "equator" ng itlog, ang cytoplasm ay may parehong komposisyon, gayunpaman, ang komposisyon nito sa mga puntong nakahiga sa iba't ibang mga eroplano ay naiiba. Samakatuwid, ang lahat ng meridional na "hiwa" ng itlog, na tumatakbo (tulad ng mga hiwa ng isang orange) mula sa itaas na poste hanggang sa ibaba, ay ganap na magkapareho sa nilalaman at pamamahagi ng mga sangkap.
Ang radial symmetry na ito, na katangian ng mga itlog ng maraming hayop, ay kasunod na pinalitan ng bilateral symmetry. U iba't ibang uri ang isang pagbabago sa uri ng simetrya ay nangyayari alinman sa ilang sandali bago ang pagpapabunga o sa ilang sandali pagkatapos nito. Ang pagbabago sa uri ng symmetry ay sanhi ng pagbabago sa pamamahagi ng mga cytoplasmic na bahagi at kadalasang nauugnay sa pagbabago sa panlabas (cortical) na layer ng itlog. Ang ilang mga cytoplasmic substance ay minsan ay kinokolekta sa hugis ng karit sa isang gilid ng itlog. Karagdagang pag-unlad ng mga itlog na ito ay nagpapakita na ang eroplano na naghahati sa katawan ng pagbuo ng embryo sa kanan at kaliwang kalahati ay dumadaan sa pinakamalawak na bahagi ng karit na ito (na matatagpuan humigit-kumulang na kahanay ng ekwador) at sa magkabilang poste. Pinakamarami ang mga amphibian malawak na bahagi Palaging nagiging dorsal (dorsal), o itaas, bahagi ng katawan ang falx, at ang lugar kung saan nagtatagpo ang makitid na dulo ng falx ay nagiging ventral (tiyan), o ilalim na bahagi. Ang ulo ay bubuo sa ventral na bahagi ng itaas na poste, at ang buntot ay matatagpuan sa lugar sa pagitan ng ibabang poste at babang dulo karit
Kaya, sa isang itlog na hindi pa nadudurog, ang hinaharap na embryo ay ganap na natutukoy ng lokasyon at mga katangian ng mga cytoplasmic na bahagi ng itlog. Sa mga itlog ng maraming hayop, ang paunang pagpapasya na ito ay ipinahayag nang napakalinaw na bago magsimula ang pagdurog, madaling makilala sa kanila ang mga lugar kung saan bubuo ang utak, bituka, kalamnan, o mga selula ng mikrobyo sa hinaharap. At sa ilang mga species, tulad ng nabanggit na natin, ang predetermination ay malinaw na kapansin-pansin kahit bago ang pagpapabunga ng itlog. Siyempre, normal na ang itlog ay dapat na fertilized bago magsimula ang cleavage.
Sa panahon ng proseso ng pag-unlad na nangyayari pagkatapos ng pagpapabunga, ang mga kromosom ng itlog at tamud ay pinagsama sa isang nucleus, na pagkatapos ay sumasailalim sa mitosis, na humahantong sa unang pagkapira-piraso. Ang nuclei ng anak na babae na nabuo sa panahon ng proseso ng pagdurog ay tumatanggap ng mga bahagi ng cytoplasm na naiiba sa komposisyon dahil sa spatial heterogeneity ng egg cytoplasm, na nagpapatatag bilang resulta ng paglitaw ng mga lamad ng cell.
Samantala, ang lahat ng nuclei na lumabas sa pamamagitan ng mitosis mula sa isang nucleus ng isang fertilized na itlog ay magkapareho, hindi bababa sa simula. Dahil magkapareho, dapat silang lahat ay gumana sa parehong paraan. Ang nuclei ay maaaring gumana sa ibang paraan lamang kung sila ay sinenyasan na gawin ito ng ilang variable na salik, katulad ng kapaligiran, at sa partikular ang cytoplasm na agad na pumapalibot sa nucleus. Maliban kung magpasya tayo na ang lahat ng pagkita ng kaibhan ay ganap na nakasalalay sa cytoplasm, pagkatapos ay kailangan nating ipagpalagay na sa ilalim ng impluwensya ng cytoplasm, ang komposisyon at likas na katangian ng kung saan ay naiiba sa iba't ibang bahagi ng itlog, ang magkaparehong nuclei ay gumagana nang iba. Ang pagpapalagay na ito ay hindi lamang kumakatawan sa isang lohikal na pangangailangan, ngunit nakumpirma rin, tulad ng makikita natin ngayon, sa pamamagitan ng maraming pang-eksperimentong data.
Ang mga glandula ng salivary ng larvae ng ilang mga insekto (pangunahin ang dipteran larvae) ay binubuo ng isang maliit na bilang ng malalaking selula na naglalaman ng malalaking chromosome. Ito ay isa sa mga kaso kung saan ang paglago ay nangyayari bilang isang resulta ng isang pagtaas hindi sa bilang ng mga cell, ngunit sa kanilang laki. Ang isang napakalaking cell ay malinaw na hindi maaaring gumana sa karaniwang bilang ng mga chromosome, at samakatuwid ang bilang ng mga chromosome sa naturang cell ay tumataas alinsunod sa laki nito. Ang higanteng chromosome sa mga cell mga glandula ng laway ay talagang isang bundle ng 500-1000 despiralized chromosome, na pinagdikit-dikit sa paraang magkakatabi ang mga magkakahawig na bahagi - chromomeres - ng lahat ng homologous chromosome. Bilang resulta, ang lahat ng chromomere ng isang gene locus ay bumubuo ng isang disk; ang parehong mga disk ay bumubuo sa mga chromomeres ng lahat ng iba pang gene loci. Ang mga disk na ito ay pinaghihiwalay ng mga interchromomeric o interdisk na rehiyon, upang ang higanteng chromosome ay lilitaw na parang binubuo ito ng maraming madilim at maliwanag na guhit na may iba't ibang lapad.
Ang maingat na pag-aaral na isinagawa ni M. Breuer, gayundin ni W. Biermann at ng kanyang mga kasama, ay nagpakita na ang mga chromomere ay maaaring bumukol, na bumubuo ng tinatawag na Balbiani ring, o mga pamamaga. Bilang karagdagan, natuklasan ng mga siyentipikong ito na ang intensive synthesis ng RNA at mga protina ay nangyayari sa mga chromosome swellings. Ang partikular na interes ay ang katotohanan na ang pagbuo ng mga pamamaga na ito ay natural. Sa mga mature na larvae ng isang partikular na species, ang lahat ng indibidwal ay nagpapakita ng mga pamamaga sa ilang partikular na chromomeres. Gayunpaman, sa mga batang larvae, ang mga pamamaga ay nabubuo sa iba pang mga chromomere. Natural na ipagpalagay na ang iba't ibang gene loci ay bumubukol at nagiging aktibo sa iba't ibang yugto pag-unlad ng isang ibinigay na organismo.
Ang pagtitiyak na nagpapakilala sa aktibidad ng chromomeres ay nagpapakita ng sarili depende hindi lamang sa edad, kundi pati na rin sa uri ng cell. Sa mga glandula ng salivary (hindi bababa sa mga chironomids) mayroong dalawang uri ng mga secretory cell, at ang pamamaga ng mga chromomeres ay nangyayari sa ibang paraan sa mga cell iba't ibang uri at sa iba't ibang yugto ng pag-unlad. Tila may ilang partikular na salik sa cytoplasm na nagiging sanhi ng aktibidad ng mga indibidwal na gene. Bilang karagdagan, posible na ang iba't ibang uri ng mga selula ay may iba't ibang mga cytoplasm at ang cytoplasm ay sumasailalim sa mga pagbabago sa panahon ng pag-unlad (marahil bilang isang resulta ng aktibidad ng mga partikular na gene).
Ang ilang data na nagkukumpirma sa mga naturang pagpapalagay ay nakuha kamakailan salamat sa orihinal na mga eksperimento na isinagawa ni Kroeger. Binago ni Kroeger ang chromosome na kapaligiran ng mga glandula ng salivary, na naglilipat ng nuclei mula sa mga glandula ng nabuong larvae sa mga paghahanda na naglalaman ng cytoplasm ng pagbuo ng mga itlog. Ito ay lumabas na sa bagong kapaligiran ang mga pamamaga ng ilang mga chromomere ay nawala, habang ang iba pang mga chromomere, sa kabaligtaran, ay namamaga. Posible pa ring magtatag ng isang kilalang ugnayan sa pagitan ng pagbuo ng mga pamamaga at ang yugto ng pag-unlad ng mga itlog kung saan kinuha ang cytoplasm.
Ang pag-aaral ng mga chromosome ng mga selula ng salivary gland ay may malaking kahalagahan para sa pagbuo ng aming mga ideya tungkol sa kung paano nangyayari ang espesyalisasyon ng cell. Pinapayagan nito ang isa na tumagos sa kakanyahan ng ugnayan sa pagitan ng nucleus at ng nakapalibot na cytoplasm. Bagama't ang mga pag-aaral ay pangunahing isinasagawa sa medyo huli na mga yugto ng pag-unlad, nagbibigay sila ng ilang pananaw sa kung paano nangyayari ang pagkakaiba-iba sa mga unang yugto.
Tingnan natin ngayon kung ano ang mangyayari kung babaguhin natin ang setup ng eksperimento, iyon ay, iwanan ang cytoplasmic environment na hindi nagbabago, ngunit baguhin ang nuclei. Sa mahabang panahon Ito ay pinaniniwalaan, sa kabila ng kakulangan ng direktang data, na ang lahat ng mga cell ng isang partikular na organismo ay naglalaman ng magkaparehong mga chromosome, anuman ang likas na katangian ng espesyalisasyon ng cell. Upang masubukan ang pagpapalagay na ito, posible, gamit ang isang napaka banayad na pamamaraan, na kunin ang nucleus (naglalaman ng lahat ng mga chromosome) mula sa isang hindi pa fertilized na itlog ng palaka at palitan ito ng isang nucleus na nakuha mula sa ilang bahagyang espesyal na selula ng pagbuo ng embryo ng palaka. Ang cytoplasm ng itlog at ang nucleus na ipinakilala dito ay bubuo at nagbunga ng tinatawag na transplant embryo. Sa pagpapabunga sa sa kasong ito hindi na kailangan, dahil ang ipinakilala na nucleus ay nagmumula sa nucleus na nagreresulta mula sa pagsasanib ng nuclei ng itlog at tamud.
Dahil ang cytoplasm ay nagtataglay ng lahat ng mga katangiang kinakailangan para sa normal na pag-unlad, ang pag-unlad na naobserbahan sa naturang eksperimento ay magsisilbing sukatan ng kalidad o potensyal na pag-unlad na taglay ng nucleus na ipinasok sa itlog.
R. Briggs, T. King, at ang mga may-akda ng artikulong ito, sa pakikipagtulungan kay J. Gordon, ay nagsagawa ng mga katulad na eksperimento sa iba't ibang uri mga palaka at nakakuha talaga ng parehong mga resulta. Ito ay lumabas na kung ang nuclei ay tinanggal sa mga unang yugto ng pag-unlad ng embryo (blastula), kung gayon ang mga normal na tadpoles ay nabuo mula sa mga transplanted na embryo sa karamihan ng mga kaso. Kung ang nuclei ay kinuha mula sa mga embryo na nasa mga huling yugto ng pag-unlad, kung gayon ang bilang ng mga normal na tadpoles ay makabuluhang mas maliit. Karamihan sa mga inilipat na embryo ay namatay sa pinakadulo simula, o ang kanilang pag-unlad ay nagpatuloy nang abnormal at huminto sa loob ng ilang taon. Huling yugto. Ang mga resulta ng eksperimentong ito ay nagpapakita na ang nuclei ay nagbabago sa panahon ng pag-unlad at pagkita ng kaibhan. Lumilitaw na nawawala ang kanilang totipotensiya at ang kanilang kakayahang magdirekta normal na pag-unlad nagiging mas limitado.
Ang isa sa mga pinaka nakakagulat na tampok ng mga eksperimentong ito ay kapag ang mga nuclei na kinuha mula sa ilang partikular na organ (halimbawa, ang bituka) ng isang binigay na embryo ay inilipat sa mga itlog kung saan ang nucleus ay tinanggal, ang mga transplanted na embryo na nabubuo mula sa mga itlog ay lumalabas. upang maging hindi pareho, ngunit napaka-magkakaibang. Ang pag-unlad ng ilan sa kanila ay humihinto sa yugto ng blastula, ang iba ay nagbibigay ng iba't ibang mga abnormalidad, at mula lamang sa ilang mga itlog posible na makakuha ng mga normal na tadpoles. Samakatuwid, maaari nating tapusin na hindi lamang ang nuclei ng mga cell na kabilang sa iba't ibang mga organo ay naiiba, ngunit kahit na ang mga nuclei na kinuha mula sa mga cell ng parehong organ ay iba. Sa madaling salita, ang pagbuo ng organ ng embryo ay naglalaman ng napaka-magkakaibang populasyon ng nuclei. Kung ang nuclei na kinuha mula sa mga bagong hatched tadpoles ay inilipat sa cytoplasm sa paraang inilarawan sa itaas, kung gayon ang mga embryo na nabuo sa kasong ito ay magiging mas homogenous. Ang pagbaba sa pagkakaiba-iba ng mga inilipat na embryo ay maaaring magpahiwatig na sa yugto ng tadpole ang nuclei ay nagiging mas magkatulad, dahil karamihan sa kanila sa oras na ito ay dumaan na sa ilang magkakaparehong pagbabago (samantalang sa mga eksperimento kung saan ang mga nuclei ay kinuha mula sa mga embryo, ang mga ito nasa loob ang nuclei iba't ibang yugto mga pagbabago). Gayunpaman, marahil ang dahilan ay nasa ibang lugar, ibig sabihin, na ang mga potensyal na kakayahan na taglay ng tadpole nuclei ay lubhang limitado, bilang isang resulta kung saan ang pagbuo ng mga transplanted embryo na naglalaman ng naturang nuclei ay kadalasang naantala sa mga pinakaunang yugto.
Ang isa pang tanong ay lumitaw: ang mga naobserbahang pagbabago sa nucleus ay nababaligtad sa kalikasan, o sila ba ay matatag, hindi maibabalik at minana? Ang tanong na ito ay masasagot sa pamamagitan ng paggamit sa tulong ng "nuclear clones". Upang lumikha ng tulad ng isang clone, ang nucleus ng isang donor embryo ay ipinakilala sa isang hindi fertilized na itlog, kung saan ang sarili nitong nucleus ay unang inalis. Ang itlog na ito ay bubuo sa isang blastula, at walang karagdagang pagkakaiba-iba ng nuclei na nangyayari.
Ang mga selula ng blastula na ito ay pinaghihiwalay sa isa't isa at ang kanilang nuclei ay isa-isang ipinapasok sa mga hindi na-fertilized na itlog. Ang mga embryo na nabubuo bilang resulta ng pangalawang paglipat na ito ay bumubuo ng isang clone kung saan ang bawat embryo ay naglalaman ng nuclei na nagmula sa karaniwang orihinal na nucleus na ginamit para sa unang paglipat; samakatuwid, ang lahat ng mga embryo ng isang naibigay na clone ay may parehong genetic na konstitusyon. Ang buong pamamaraan na ito ay paulit-ulit nang maraming beses upang makakuha ng isang bilang ng mga naturang clone.
Ang pagkakapareho sa loob ng isang clone ay malinaw na inihayag laban sa background ng pagkakaiba-iba na naobserbahan sa iba't ibang mga clone. Ang bawat clone ay sumasalamin sa mga katangian ng isang orihinal na kernel, at ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga clone ay nagpapakita ng mga pagkakaiba sa pagitan ng mga indibidwal na orihinal na kernel. Ang mga eksperimentong ito ay nagpapakita na ang mga pagbabagong nararanasan ng nuclei sa panahon ng natural na pagkita ng kaibhan ay medyo matatag at namamana. Bilang karagdagan, sinusuportahan nila ang pananaw na ang pagkakaiba-iba na naobserbahan pagkatapos ng unang paglipat ay tunay at hindi kumakatawan sa resulta ng pinsala sa nuclei sa panahon ng paglipat.
Ang katatagan, pagmamana at maliwanag na hindi maibabalik ng mga pagbabagong nuklear na ito ay natural na pumipilit sa atin na magtaas ng ilang mga bagong katanungan. Halimbawa, gusto kong malaman kung aling bahagi ng kernel ang apektado ng mga pagbabago? Nangyayari ba ang mga ito sa nuclear envelope, nuclear sap, nucleolus, o mga chromosome na naglalaman ng mga gene? Malamang, ang mga pagbabago ay nakakaapekto sa mga chromosome, dahil, sa pagkakaalam natin, ang mga chromosome ay ang tanging nuclear na istraktura na nagpapanatili ng pagpapatuloy sa buong mitosis at kapag ipinadala mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon. Gayunpaman, hindi namin tiyak na mapagpasyahan ang tanong na ito hanggang sa makumpleto ang mga eksperimento na kasalukuyang isinasagawa.
Ilang taon na ang nakalilipas, tila ganap na hindi maiisip na ang mga genetic na katangian ng nuclei ay maaaring sumailalim sa mga pagbabago sa panahon ng proseso ng pagkita ng kaibhan. Gayunpaman, kamakailan-lamang na higit pa at higit pang mga halimbawa ng hindi maibabalik na mga pagbabago na dulot ng nucleus sa pamamagitan ng cytoplasmic na mga kadahilanan ay ipinahayag. Ang mga ganitong halimbawa ay matatagpuan sa protozoa, roundworm, palaka at ilang insekto. Ang huli katulad na pagbabago nakakaapekto sa mga chromosome at maaaring malinaw na maobserbahan sa isang regular na mikroskopyo.
Ang mga pang-adultong insektong gallina ay hindi pangkaraniwan dahil mayroon silang malaking bilang ng mga kromosom sa mga selulang mikrobyo at napakakaunti sa mga selulang somatic na bumubuo sa buong organismo. Ilalarawan namin kung paano nangyayari ang pagkakaibang ito sa bilang ng chromosome sa isang species, katulad ng Mayetiola destructor.
Tulad ng iba pang mga insekto, ang species na ito ay hindi bumubuo ng mga lamad ng cell sa mga unang yugto ng pag-unlad. Ang zygote nucleus, na naglalaman ng humigit-kumulang 40 chromosome, ay nahahati muna sa dalawa, pagkatapos ay sa apat at pagkatapos ay sa walong nuclei. Dahil sa kawalan ng mga lamad, ang mga nuclei na ito ay maaaring pantay na maipamahagi sa buong cytoplasm ng itlog. Sa yugto ng walong nuclei, ang isa sa mga nuclei ay dumadaan sa posterior pole ng itlog at naisalokal na katabi ng isang espesyal na cytoplasm - ang germ plasm, na palaging nangongolekta sa poste na ito.
Sa susunod na mitosis, ang lahat ng 8 nuclei ay nahahati muli, upang ang 16 na nuclei ay ginawa. Kasabay nito, ang cytoplasm na matatagpuan sa posterior pole ay pinagsama sa dalawang cell, na kinabibilangan ng dalawang nuclei na nakahiga na pinakamalapit sa posterior pole at lahat ng germ plasm. Sa ikaapat na dibisyong ito, dalawang bagong nabuong mga selula ang pinaghihiwalay mula sa buong itlog. Ang dalawang cell na ito ay naging orihinal na mga selula ng mikrobyo, kung saan ang lahat ng hinaharap na mga itlog o tamud, pati na rin ang mga nutritional cell, ay kasunod na ginawa.
Ang isang ganap na kakaiba, ikalimang, mitosis ay nagsisimula, kung saan ang lahat ng 14 na nuclei na nakahiga sa somatic na bahagi ng egg divide, at ang dalawang pangunahing germ cell ay hindi nakikilahok sa mitosis. Kapag dumating ang oras para maghiwalay ang mga nadobleng chromosome (sa yugto ng anaphase), nagiging malinaw na ang mitosis ay nagpapatuloy nang ganap. sa hindi pangkaraniwang paraan. Sa 40 chromosome na nakapaloob sa bawat nucleus, 8 lamang ang longitudinally na nahahati sa dalawang halves, na naghihiwalay sa magkasalungat na pole ng mitotic spindle. Sa natitirang 32 chromosome, hindi nakumpleto ang paghahati; ang mga kapatid na chromosome ay nananatiling konektado sa kanilang mga dulo at patuloy na nakahiga nang hindi gumagalaw sa equatorial plate ng spindle. Samantala, ang walong chromosome na lumilipat sa mga spindle pole ay bumubuo ng dalawang maliit na anak na nuclei. Sa lalong madaling panahon pagkatapos nito, ang 32 chromosome na "naiwan" ay nagsisimulang matunaw at kalaunan ay sumanib sa cytoplasm, na nagiging ganap na hindi makilala. Kaya, ang mga somatic cell ay nawawalan ng 32 chromosome.
Ang mga pangunahing selula ng mikrobyo ay hindi lamang nakikibahagi sa mitosis na ito, ngunit ang pag-aalis ng chromosome ay hindi rin nangyayari sa kanila: sa mga kasunod na dibisyon, ang buong bilang ng mga chromosome ay nananatili sa mga selula ng mikrobyo at sa gayon ang mga selula kung saan bubuo ang mga organo ng reproduktibo. ay nakahiwalay. Ang maliliit na nuclei (naglalaman ng 8 chromosome) ay patuloy na naghahati at nagbubunga ng nuclei ng lahat ng somatic cells.
Ito ay lubos na halata na ang pag-uugali ng nuclei sa panahon ng ikalimang mitotic division ay tinutukoy ng pagkakaroon o kawalan ng ilang cytoplasmic factor. Ang maingat na mga obserbasyon sa nuclei ng hinaharap na mga cell ng mikrobyo ay nagpapakita na ang germ plasm, na mayaman sa RNA at mitochondria, ay malapit na bumabalot sa mga lamad ng mga nuclei na ito pagkatapos ng ikaapat na mitosis. Mukhang pinoprotektahan ng germ plasm ang nuclei mula sa impluwensya ng nakapalibot na cytoplasm - isang impresyon na pinalakas ng pagbuo ng mga lamad ng cell na pumutol sa dalawang selula ng mikrobyo mula sa natitirang bahagi ng itlog.
Sinusubukang alamin ang mga dahilan para sa inilarawan na pagkawala ng mga chromosome, pinahiran ni K. Bantock ng ultraviolet ang pinakadulo ng likod ng mga itlog ng gallina, kung saan matatagpuan ang germ plasm, bago lumipat dito ang nuclei ng hinaharap na mga selula ng mikrobyo. Ang natitirang bahagi ng itlog, na naglalaman ng lahat ng nuclei, ay maingat na protektado mula sa radiation. Sa mga itlog na ginagamot sa ganitong paraan, ang dalawang posterior nuclei ay lumipat sa karaniwang paraan sa germ plasm, ngunit sa pagkakataong ito ay nagdusa sila ng parehong kapalaran tulad ng lahat ng iba pang nuclei, iyon ay, ang bilang ng kanilang mga chromosome ay nabawasan mula 40 hanggang 8. Ang orihinal na mga selula ng mikrobyo, sa kabila ng pagkawala ng 32 chromosome, hindi gaanong nagbunga ng mga selula kung saan nabuo ang mga organo ng reproduktibo. Kung ang mga embryo ay pinahihintulutang bumuo, sila ay magiging mga adultong babae at lalaki, normal ang hitsura ngunit talagang baog. Ang pagsusuri sa histological ng mga genital organ ng naturang mga insekto na nakuha mula sa ultraviolet-irradiated na mga itlog ay nagpakita na ang kanilang mga selulang mikrobyo ay hindi nabuo.
Lumalabas na karaniwang pinipigilan ng germplasm ang pagkawala ng chromosome. Ito ay maaaring dahil sa pagsugpo sa ikalimang dibisyon sa nuclei ng hinaharap na mga selula ng mikrobyo o sa iba pa mekanismo ng pagtatanggol, ang pagkilos nito ay kasabay ng pagsupil na ito. Ang kawalan ng mga cell ng mikrobyo sa gallinas na inilabas mula sa mga irradiated na itlog ay nagpapahiwatig na ang pagbuo ng mga cell na ito ay nangangailangan ng tiyak na mga chromosome na nawala.
Bukod dito, kaya malakas na epekto Ang pagkakalantad sa radiation ay nagpapahiwatig na ang proteksiyon na kadahilanan na nasa germplasm ay binubuo ng RNA, dahil ang RNA ay lalong sensitibo sa ultraviolet light.
Ang gawain ni Bantock sa gallines ay nagbibigay sa atin ng magandang halimbawa ng pakikipag-ugnayan ng nuclear-plasma. Ipinakikita nila na ang normal na pagbuo ng itlog ay posible lamang kung ang buong set ng chromosome ng isang partikular na species ay kasangkot sa prosesong ito; Ang pagkakaiba-iba ng somatic ay maaaring magpatuloy nang normal kahit na may isang makabuluhang nabawasan (hanggang walong) bilang ng mga chromosome, sa kondisyon na ang cytoplasm ng itlog ay naglalaman ng mga produkto ng aktibidad ng mga gene na nasa aktibong estado sa panahon ng pagbuo ng itlog.
Posible na sa iba pang mas kumplikadong mga organismo, ang germ plasm ay gumaganap ng parehong proteksiyon na papel, na nagpapahintulot sa mga cell ng mikrobyo na maiwasan ang pagdadalubhasa at mapanatili ang kanilang totipotensi. Sa mga palaka, natuklasan ang germ plasm na katulad nito komposisyong kemikal na may katulad na gallina plasma; sa kasong ito, masyadong, ang ultraviolet irradiation ay humantong sa bahagyang o kumpletong sterility ng mga palaka na nabubuo mula sa irradiated na mga itlog.
Upang buod, dapat sabihin na ang pagkita ng kaibhan ay malamang na resulta ng pakikipag-ugnayan ng nuclear-plasma, na nagiging sanhi ng unti-unting paghihiwalay ng cytoplasm at isang patuloy na pagtaas ng pagdadalubhasa ng nuclei ng mga indibidwal na selula. Ang pangunahing tanong na ibinibigay dito, kung paano nag-espesyalisa ang mga cell, ay nananatiling hindi nasasagot; gayunpaman, tila sa amin ay naipakita namin na ang pagiging kumplikado ng cytoplasm ng mature na itlog ay hindi maaaring hindi humantong sa espesyalisasyon.
Tandaan!
Ano ang isang gene at genotype?
Ang gene ay isang fragment (seksyon o segment) ng DNA na naglalaman ng impormasyon tungkol sa isang molekula ng protina. Ang genotype ay ang hanay ng lahat ng mga gene sa isang organismo.
Ano ang alam mo tungkol sa modernong mga tagumpay sa larangan ng genetics?
– Mga prospect para sa gene therapy sa paggamot ng vascular atherosclerosis ng lower extremities.
– Paggamit ng mga molecular genetic marker upang masuri ang isang bilang ng sakit sa pag-iisip
- Paggamot bihirang anyo paralisis gamit ang gene therapy
– Ang genetika ay pumapasok sa labanan laban sa pagtanda
– Genetics upang matulungan ang mga antropologo
– Mga pagsulong sa stem therapy
– Pagtuklas ng gene na responsable para sa pagbuo ng type 1 Usher syndrome
– Isang bagong paraan upang masuri ang kanser sa anumang uri gamit ang pagsusuri sa dugo
Suriin ang mga tanong at takdang-aralin
1. Ano ang genome? Piliin ang iyong sariling pamantayan sa paghahambing at ihambing ang mga konsepto ng "genome" at "genotype".
Genome – isang set ng mga gene na nakapaloob sa isang set ng chromosome ng isang partikular na organismo. Halimbawa, ang genome ng tao ay may chromosome 23. Ang genotype ay ang hanay ng lahat ng mga gene sa isang organismo sa isang diploid na estado, halimbawa, ang genotype ng tao ay may 46 na chromosome.
2. Ano ang tumutukoy sa umiiral na espesyalisasyon ng mga cell?
Ang nangungunang papel sa pagkakaiba-iba ng cell sa mga unang yugto ng pag-unlad ng embryonic ay nilalaro ng cytoplasm at ang ibabaw na layer ng itlog, na heterogenous sa istraktura. Ang lahat ng mga selula ng embryo sa yugto ng blastula ay magkapareho sa komposisyon ng gene (genotype), ngunit ang mga pagkakaiba sa komposisyon ng cytoplasm ay nagsisiguro ng pagkakaiba-iba ng cell, samakatuwid, sa yugto ng gastrula, ang mga selula ng embryo ay dalubhasa. Mahalagang bigyang-diin na ang mekanismo ng karagdagang pagdadalubhasa at ang pagbuo ng mga tisyu at organo ay nagiging mas kumplikado at natutukoy sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng iba't ibang bahagi ng embryo.
3. Anong mahahalagang elemento ang kasama sa komposisyon ng gene ng isang eukaryotic cell?
Kung ang isang gene ay isang piraso ng DNA, nangangahulugan ito na binubuo ito ng mga nucleotide na konektado sa isa't isa.
Alinsunod sa modernong siyentipikong ideya gene eukaryotic cells, pag-encode ng isang partikular na protina, palaging binubuo ng ilang kinakailangang elemento. Bilang isang patakaran, ang mga espesyal na rehiyon ng regulasyon ay matatagpuan sa simula at dulo ng gene; tinutukoy nila kung kailan, sa ilalim ng anong mga pangyayari at sa anong mga tisyu gagana ang gene na ito. Ang ganitong mga rehiyon ng regulasyon ay maaari ding matatagpuan sa labas ng gene, na matatagpuan medyo malayo, ngunit gayunpaman ay aktibong nakikilahok sa kontrol nito. Bilang karagdagan sa mga regulatory zone, mayroong isang istrukturang bahagi ng gene, na, sa katunayan, ay naglalaman ng impormasyon tungkol sa pangunahing istraktura ng kaukulang protina. Sa karamihan ng mga eukaryotic genes ito ay makabuluhang mas maikli kaysa sa regulatory zone.
4. Magbigay ng mga halimbawa ng interaksyon ng gene.
Bilang halimbawa ng pakikipag-ugnayan ng gene, isaalang-alang kung paano minana ang kulay ng bulaklak sa ilang halaman. Sa mga selula ng matamis na pea corolla, ang isang tiyak na sangkap ay na-synthesize, ang tinatawag na propigment, na, sa ilalim ng pagkilos ng isang espesyal na enzyme, ay maaaring
nagiging anthocyanin pigment, na nagiging sanhi ng pagiging lila ng bulaklak. Nangangahulugan ito na ang pagkakaroon ng kulay ay nakasalalay sa normal na paggana ng hindi bababa sa dalawang gene, ang isa ay responsable para sa synthesis ng propigment, at ang isa para sa synthesis ng enzyme. Ang pagkagambala sa paggana ng alinman sa mga gene na ito ay hahantong sa pagkagambala sa synthesis ng pigment at, bilang resulta, sa kakulangan ng kulay; sa kasong ito, ang talutot ng mga bulaklak ay magiging puti. Minsan ang kabaligtaran na sitwasyon ay nangyayari, kapag ang isang gene ay nakakaimpluwensya sa pagbuo ng ilang mga katangian at katangian ng organismo. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na pleiotropy o multiple gene action. Bilang isang patakaran, ang gayong epekto ay sanhi ng mga gene na ang paggana ay napakahalaga sa mga unang yugto ng ontogenesis. Sa mga tao, ang isang katulad na halimbawa ay isang gene na kasangkot sa pagbuo nag-uugnay na tisyu. Ang pagkagambala sa paggana nito ay humahantong sa pagbuo ng ilang mga sintomas nang sabay-sabay (Marfan syndrome): mahabang "spider" na mga daliri, napakataas na paglaki dahil sa malakas na pagpahaba ng mga limbs, mataas na joint mobility, pagkagambala sa istraktura ng lens at aneurysm ( protrusion ng dingding) ng aorta.
Isipin mo! Tandaan!
1. Ang mitochondria ay naglalaman ng DNA, ang mga gene kung saan naka-encode ang synthesis ng maraming protina na kailangan para sa pagbuo at paggana ng mga organel na ito. Isaalang-alang kung paano mamamana ang mga extranuclear gene na ito.
Sa karamihan ng mga organismong pinag-aralan, ang mitochondria ay naglalaman lamang ng mga pabilog na molekula ng DNA; sa ilang mga halaman, mayroon ding mga pabilog na molekula ng DNA. Ang mga gene na naka-encode sa mitochondrial DNA ay nabibilang sa pangkat ng mga plasmagens na matatagpuan sa labas ng nucleus (sa labas ng chromosome). Ang kabuuan ng mga salik na ito ng pagmamana, na puro sa cytoplasm ng cell, ay bumubuo sa plasmon ng isang partikular na uri ng organismo (kumpara sa genome). Sa karamihan ng mga multicellular na organismo, ang mitochondrial DNA ay minana sa pamamagitan ng maternal line. Ang isang itlog ay naglalaman ng ilang order ng magnitude na mas maraming kopya ng mitochondrial DNA kaysa sa isang tamud. Karaniwang mayroong hindi hihigit sa isang dosenang mitochondria sa isang tamud (sa mga tao ay may isang spirally twisted mitochondrion), sa maliliit na itlog sea urchin- ilang daang libo, at sa malalaking oocytes ng palaka - sampu-sampung milyon. Bilang karagdagan, ang pagkasira ng sperm mitochondria ay kadalasang nangyayari pagkatapos ng pagpapabunga.
3. Gumawa ng portfolio sa paksang “Human DNA Research: Hopes and Fears.”
Ang unang na-digitize na genome ng tao sa mundo ay nabuo sa loob ng 15 taon, at nagkakahalaga ito ng $3 bilyon. Ngayon ay maaari kang makakuha ng genetic passport sa loob ng 1 araw at para sa 1 libong dolyar. Gayunpaman, nang matanggap ang genome, kailangan mong iimbak ito sa isang lugar (at tumitimbang ito ng 1000 GB) at kahit papaano ay pag-aralan ito.
Ang DNA genetic analysis ay ang pag-aaral ng genome ng tao upang masuri at matukoy ang indibidwal na panganib na magkaroon ng mga sakit at pagpaparaya mga gamot, pati na rin upang makakuha ng data tungkol sa mga genetic na katangian, hilig at kakayahan ng isang tao. Ang bawat tao ay may natatanging hanay ng mga gene (genotype), na tumutukoy sa kanyang sariling katangian at predisposisyon sa isang partikular na sakit.
Bakit kailangan ko genetic analysis? Marahil sa loob ng ilang taon ang tanong na ito ay tila hangal sa iyo. Hindi ka na nagtataka ngayon kapag may doktor na magpakuha ng blood test, di ba? At sa lalong madaling panahon, ang genetic analysis ay magiging mandatory para sa bawat bata sa maternity hospital at bawat pasyente na pupunta sa klinika. Dahil ang iyong DNA ay maaaring matukoy kung aling mga sakit ang iyong predisposed at kung aling mga gamot ang mas epektibo para sa iyo.
Mga alalahanin.
Ang mga geneticist mula sa United States, gamit ang precision gene editing technology, ay gumawa ng isa pang pagtatangka na baguhin ang DNA ng isang itlog ng tao. Ang eksperimentong ito ay isinagawa sa layuning alisin ang mga magiging supling ng namamana na mga sakit ipinadala sa embryo mula sa mga magulang. Ang isang bilang ng mga biyolohikal na eksperto ay sumalungat sa naturang pananaliksik. Sa UK, tulad ng sa maraming iba pang mga bansa, ang pagpapalit ng mga chromosome sa itlog o tamud ng isang tao upang lumikha ng isang artificially inseminated embryo ay ilegal dahil sa takot na ang "baby engineering" ay isasagawa.
Tanong 1. Ano ang genome?
Genome ay isang set ng mga gene na katangian ng haploid set ng mga chromosome ng isang partikular na biological species. Ang genome, sa kaibahan sa genotype, ay isang katangian ng isang species, hindi isang indibidwal, dahil inilalarawan nito ang isang set ng mga katangian ng gene. species na ito, at hindi ang kanilang mga alleles, na nagdudulot ng mga indibidwal na pagkakaiba sa mga indibidwal na organismo. Ang antas ng pagkakatulad sa pagitan ng mga genome ng iba't ibang species ay sumasalamin sa kanilang pagkakaugnay sa ebolusyon.
Tanong 2. Ano ang tumutukoy sa umiiral na espesyalisasyon ng mga cell?
Ang pagdadalubhasa ng mga selula ng katawan ay tinutukoy ng pumipili na paggana ng mga gene. Sa bawat cell, ang mga gene na katangian ng partikular na uri ng tissue at organ na ito ay gumagana: sa mga selula ng kalamnan - mga gene para sa mga protina ng kalamnan, sa mga selula ng mga dingding ng tiyan - mga gene digestive enzymes atbp. Karamihan sa natitirang mga gene ay naharang, at ang kanilang pag-activate ay maaaring humantong sa pag-unlad ng mga malubhang sakit (halimbawa, ang hitsura ng isang cancerous na tumor).
Tanong 3. Anong mahahalagang elemento ang kasama sa gene ng isang eukaryotic cell?
Ang mga obligadong elemento ng isang eukaryotic gene ay:
1. mga rehiyong pang-regulasyon na matatagpuan sa simula at dulo ng gene, at minsan din sa labas ng gene (sa ilang distansya mula dito). Tinutukoy nila kung kailan, sa ilalim ng anong mga pangyayari at sa anong mga uri ng mga tisyu gagana ang gene na ito (kaliwa, intermediate at kanang mga elemento ng regulasyon).
2. isang seksyon ng DNA na naka-encode sa pangunahing transcript, kabilang ang nucleotide sequence na matatagpuan sa RNA molecules; introns (para sa mRNA), intermediate sequence - spacer (para sa rRNA). Ang mga intron at spacer ay tinanggal sa panahon ng pagproseso ng mga pangunahing transcript; hindi naisalin na mga sequence ng nucleotide.
3. Mga minimum na sequence na kinakailangan para sa pagsisimula ng transkripsyon (promoter) at pagtatapos ng transkripsyon (terminator).
4. Mga sequence na kumokontrol sa dalas ng pagsisimula ng transkripsyon; responsable para sa inducibility at pagsupil ng transkripsyon, pati na rin ang cellular, tissue at temporal na pagtitiyak ng transkripsyon. Ang mga ito ay magkakaiba sa istraktura, posisyon at pag-andar.
5. Kabilang dito ang mga enhancer (mula sa English na enhance - to strengthen) at silencers (mula sa English silence - to drown out) - ito ay mga DNA sequence na matatagpuan libu-libong pares ng nucleotide mula sa promoter ng isang eukaryotic gene at may malayong impluwensya sa kanyang transkripsyon.
6. Kasama ang mga sequence ng DNA na nakakaimpluwensya sa spatial configuration ng gene sa chromatin, mga sequence na kumokontrol sa topology nito.
Ang figure (Fig. 3) ay nagpapakita ng isang diagram ng istraktura ng isang eukaryotic gene na responsable para sa pag-encode ng synthesis ng protina.
kanin. 3. Istraktura ng isang eukaryotic gene na nag-encode ng isang protina.
+1 - transcription initialization point; 5" - NTR at 3" - NTR:
Ang 5" at 3" ay mga hindi naisaling pagkakasunod-sunod.
Tanong 4. Magbigay ng mga halimbawa ng interaksyon ng gene.
Ang isang halimbawa ng interaksyon ng gene ay ang pigmentation (kulay) ng balahibo ng kuneho. Ang pagbuo ng isang tiyak na kulay ay kinokontrol ng dalawang gene. Ang isa sa kanila (tawagin natin itong A) ay responsable para sa pagkakaroon ng pigment, at kung ang gawain ng gene na ito ay nagambala (recessive allele), ang balahibo ng kuneho ay magiging puti(genotype aa). Ang pangalawang gene (tawagin natin itong B) ay responsable para sa hindi pantay na kulay ng amerikana. Sa kaso ng normal na paggana ng gene na ito (dominant allele), ang synthesized na pigment ay naipon sa base ng buhok, at ang kuneho ay may kulay abong kulay (genotypes AaBb, AABb, AaBB, AABB). Kung ang pangalawang gene ay kinakatawan lamang ng mga recessive alleles, kung gayon ang synthesized na pigment ay ibinahagi nang pantay-pantay. Ang mga kuneho na ito ay may itim na balahibo (genotypes Aabb, AAbb).
Histology- ang agham na nag-aaral ng mga tisyu.
Sa kabila ng katotohanan na ang mga selula ng isang multicellular na organismo ay may parehong hanay ng mga chromosome at gene, hindi lamang sila magkakaiba sa hugis, ngunit mayroon ding iba't ibang mga tampok na istruktura.
Ang pagkuha ng mga indibidwal na pagkakaiba sa pamamagitan ng mga selula sa panahon ng pag-unlad (pagkita ng kaibhan) ay humahantong sa pagbuo ng mga sistema ng tisyu sa karamihan ng mga multicellular na organismo (histogenesis) at pagbuo ng organ (organogenesis) . Gayunpaman, hindi lahat ng mga cell ay nagpapanatili ng kakayahang hatiin.
Ang kabuuan ay structurally katulad na mga cell, pati na rin ang mga intercellular substance na nauugnay sa kanila, na pinagsama ng pagganap ng ilang mga function, ay tinatawag na tissue.
Kung ang tissue ay binubuo ng mga cell ng isang uri, pagkatapos ay nagsasalita sila ng simpleng tissue, at kung ito ay binubuo ng dalawa o higit pang mga cell, pagkatapos ay nagsasalita sila ng kumplikadong tissue. Karaniwan, ang mga selula ng tisyu ay may isang karaniwang pinagmulan.
Mga uri ng tela:
♦ epithelial,
♦ matipuno,
♦ kinakabahan,
♦ mga tisyu ng panloob na kapaligiran.
1) Epithelial tissue Ito ay borderline at sumasakop sa katawan mula sa labas, at din ang mga linya ng maraming mga cavity at organo, ay bahagi ng atay, baga, at iba't ibang mga glandula.
Ang mga pangunahing pag-andar na ginagawa ng epithelial tissue:
♦ proteksiyon;
♦ trophic (nutritional);
♦ integumentaryo;
♦ secretory.
Ang mga elemento ng cellular ay karaniwang nakaayos sa isang layer at may mataas na kakayahang muling buuin. Ang epithelial tissue ay walang mga daluyan ng dugo, at ang nutrisyon nito ay nagkakalat sa pamamagitan ng basal plate, na binubuo ng isang interweaving ng collagen fibers na nabuo ng pinagbabatayan na mga tisyu. Ang pag-uuri ng morpolohiya ay batay sa hugis ng mga cell at ang mga tampok ng kanilang lokasyon na may kaugnayan sa bawat isa.
kubiko
cylindrical (depende sa hugis ng mga cell).
Sa pag-andar, ang epithelium ay nahahati sa:
1. Covering epithelium - kabilang dito ang epithelium ng balat.
2. Epithelium ng mauhog lamad - mga linya ng guwang na organo na natatakpan ng uhog (halimbawa, absorptive intestinal epithelium).
3. Epithelium ng serous membranes - linya ang mga dingding ng tatlong malalaking cavity - pericardial, abdominal at pleural.
4. Parenchyma epithelium lamang loob- kinakatawan ng epithelium ng baga at atay. Kasama rin sa ganitong uri glandular epithelium, ang pangunahing pag-andar nito ay ang pagpapalabas ng iba't ibang mga sangkap.
2) Nervous tissue. Nagsasagawa ng mga tungkulin ng pagtanggap, pagproseso, pag-iimbak at pagpapadala ng impormasyon na nagmumula panlabas na kapaligiran at mula sa mga panloob na organo. Tinitiyak nito ang regulasyon at koordinasyon ng mga aktibidad ng lahat ng mga sistema ng katawan. Mula sa nerve tissue binubuo ng isang ulo at spinal cord, nerve ganglia at fibers. Ang mga cellular na elemento ng nervous tissue ay mga neuron at glial cells.
Ang mga neuron ay binubuo ng isang cell body at dalawang uri ng mga proseso - axons at dendrites.
Axon(ito ay palaging nag-iisa) ay maaaring umabot ng 1.5 m ang haba, hindi sumasanga, nagsasagawa salpok ng ugat mula sa cell body hanggang sa terminal section.
Mga dendrite- maikli, medyo makapal at mataas na branched na proseso (ang isang cell ay karaniwang may ilan sa mga ito), nagsasagawa ng mga impulses sa cell body.