Kako se zapravo formira ljudski embrion?


27. децембра 2015. Facebook Twitter LinkedIn Google+ Biologija


human embryo

Svi znamo priču – jajna ćelija se spaja sa spermatozoidom, biva oplođena, postaje zigot. Jednom kada ćelije počnu da se dele, grupišu se i regrupišu, dok u jednom momentu ne počnu da obrazuju organe i delove tela. Konačno, ta mala grupa ćelija pretvara se u potpuno oblikovanog minijaturnog sisara, ili bubu ili žabu.

Ali kako ćelije znaju da li da stvore malo kože ovde, ili prst tamo, ili da izrastu u mali bubreg pravo na odgovarajućem telu? U osnovi, ćeliji su potrebne instrukcije koje će odrediti njenu sudbinu – to jest, u koju strukturu u telu će ćelija biti uključena. Jednom kada je to određeno, ćelije se diferenciraju u nervne, ćelije kože i tako dalje. Ipak, priroda ovih instrukcija nije baš u potpunosti jednostavna.

Determinacija ćelija pojavljuje se zahvaljujući molekularnim signalima između ćelija, ali takođe do nje dolazi i prilikom distribucije određenih molekula unutar ćelije pre njene deobe. Ovi molekuli su obično proteini ili delovi RNA, koji će uticati na gene izražene u svakoj ćeliji.

Na primer, ukoliko majka ćelija – ona koja treba da se podeli na dve ćerke ćelije – ima mnogo determinanti molekula „nervnih ćelila“ rasutih na levoj strani, nakon deobe, samo levoruka ćerka ćelija će kasnije postati nervna ćelija, jer nosi ove neophodne determinante.

Ipak, većinu vremena, ćelije minijaturnog embriona proto-bića zapravo određuju sudbinu jedne drugih kroz nešto zvano induktivna signalizacija. Ono što se dešava ovde je da ćelije izbacuju određene proteine na svoju površinu, što za uzvrat šalje informaciju obližnjim ćelijama o tome šta treba da postanu. Ovo može da se dogodi kroz direktni kontakt, ili pak signali mogu takođe biti poslati kroz prazan prostor između ćelija.

Kada je reč o formiranju određenih obrazaca za razvoj u određene delove tela, hemijska signalizacija postaje još kompleksnija. Ćelije otpuštaju različite količine signalnih supstanci zvanih „morfogeni“. Oni stvaraju „difuzan nagibni pejzaž „gde nivoi koncentracije hemikalija u tkivu signaliziraju ćelijama gde su locirane u odnosu na druge. Za uzvrat, ono informiše gene u nukleusu ćelije da se prebace na isključeno stanje, određujući u šta će ta grupa ćelija da izraste – nokat ili bubreg.

Ono što je fascinantno je da je svo ovo znanje uglavnom od skoro – naučnici su pokušavali da reše problem determinacije ćelija još n apočetku 20. veka, ali  prvi gen koji šalje ovaj tip hemijskih signala identifikovao je jedino embriolog Eddy De Robertis u 1990. godini, u embrionu žabe.

Naučnici još uvek ne znaju sve o ovoj intrigantnoj hemijskoj komunikaciji, ali napredak postoji. „U protekle dve dekade, De Robertis i drugi istraživači su otkrili mrežu gena organizatora koji zajedno stvaraju koktel signalizirajućih proteina, koji se difuzuju preko embriona u različitim koncentracijama“, piše Alex Riley u časopisu Nautilus.

U svetlu ovog znanja, nije čudo da nekada ljudska bića imaju razvojne abnormalnosti – ipak, molekularni i genetski sistem komunikacije koji nas sve oblikuje u funkcionalna tela neverovatno je i divno komplikovan.

Komentara