Raidos genetika

Šiam straipsniui ar jo daliai trūksta išnašų į patikimus šaltinius. Jūs galite padėti Vikipedijai pridėdami tinkamas išnašas su šaltiniais.

Raidos genetika yra embriologijos ir genetikos mokslų šaka, tirianti organizmo raidą ir jos dėsningumus molekuliniame lygyje.

Molekuliniame lygyje vystymasis apima kelis skirtingus procesus, kurie yra susiję grįžtamais ryšiais ir gali veikti atskirai arba kartu skirtingose embriono vietose:

• ląstelių proliferacija ir migracija (kiekio didėjimas);
• augimas (dydžio kitimas) ir apoptozė (programuota žūtis);
• diferenciacija (struktūrinė ir funkcinė specializacija);
• struktūros (angl. „pattern“) formavimasis.

Šie pagrindiniai procesai yra kontroliuojami genų, kurie lemia kur, kada ir kiek bus sintetinami specifiniai baltymai embrione; t. y. lemia kaip skirtingos ląstelės elgsis.

Visos vieno organizmo ląstelės turi identišką DNR, t. y. tuos pačius genus. Todėl yra būtina skirtinga (diferencinė) genų ekspresija – ląstelės ekspresuoja skirtingus genų rinkinius. Genų ekspresija gali būti kontroliuojama transkripcijos faktorių (TF), todėl vystymasis priklauso nuo to, kokie TF bus aktyvūs atskiroje ląstelėje. Savo ruožtu TF aktyvumas priklauso nuo ląstelių tarpusavio sąveikos (signalų).

Ankstyvojo stuburinių vystymo metu pagrindinis ląstelių likimo determinantas yra jų pozicija kitų ląstelių atžvilgiu, t. y. ląstelę veikia signalai iš gretimų ląstelių (indukcija). Pvz., chorda indukuoja nervinio vamzdelio formavimasi iš ektodermos dalies. Pradžioje procesas grįžtamas, vėliau negrįžtamas – ląstelė tampa determinuota – aktyvuojami molekuliniai procesai, kurie neišvengiamai lems jos diferenciaciją. Taip gali būti dėl:

• negrįžtamai aktyvuojami TF genai;
• epigenetinės chromatino modifikacijos;
• sumažėja ląstelių konkurencija indukcijai.

Vėliau ląstelių likimas gali būti lemiamas ir jų kilmės (somatinės kamieninės ląstelės - blastai).

Bazinis kūno modelis

Diferenciacija lemia ląstelių specializaciją, tačiau ne organizaciją. Kiekvienos rūšies atstovai turi panašų bazinį kūno modelį (planą), t. y. panašią organizaciją. Pvz, H. sapiens išorinis kūno modelis yra bilateraliai simetriškas kraniokaudalinės ašies atžvilgiu ir asimetriškas dorsoventralinės ašies atžvilgiu. Kai kurie vidaus organai lokalizuoti asimetriškai, kas lemia dešinės - kairės ašį. Visi organai ir audiniai formuojasi šių ašių sudaromoje trimatėje erdvėje laiko atžvilgiu; toks struktūrinis modelis atsiranda labai anksti. Vėliau, tokia pati struktūra atsikartoja atskirame organe (pvz, rankos pirštai), audinyje, ląstelėje.