Az egyedfejlődés alapok
Vajon ez micsoda?
Nézzük csak közelebbről
Nézzünk meg egyetlen sejtet!
A nyálkagomba aggregációja Az amőbák egy gyújtópontba gyűlnek össze Az amőboid alak bipolárissá változik
A camp jel terjedése és a kemotaxis A központi sejt kibocsát egy adag camp-t, majd átmenetileg inaktívvá válik A környező sejtek állábaikkal a központi sejt felé másznak, miközben camp jelet bocsátanak ki
A Dictyostelium nyálkagomba termőtestének kialakulása A mászó meztelen csigában a pre-nyél sejtek elől vannak A pre-spóra terület a csúcsra kerül
Miért nehéz az egyedfejlődés problémája? Attól, hogy valami hasznos, nem tudjuk, miként alakult ki Nem építünk embrionális gépeket: a fiziológia könnyű, az ontogenezis nehéz Eltérő felfogások az egyedfejlődés mibenlétéről
Preformáció versus epigenezis Preformacionisták : homonkulusz (kis emberke az ivarsejtben) Az epigenetikus álláspont: az egyedfejlődés során nő a térbeli komplexitás
A vírus kapszid összeszerelődése Az alegységek fehérjékből állnak
Az összeszerelődés folyamata
A Drosophila anteroposterior tengelyének beállítása
A gének programozzák az egyedfejlődést? Bizonyos értelemben, DE Egy zsáknyi elefánt-fehérje nem elefánt Ön-összeszerelő struktúrák (self-assenbly) Riboszóma: 51 fehérje, 3 RNS Vírus részecskék spontán összeállása Kiegészítő templát felszínek fontossága A kirakójáték-elv korlátai
Hullámszerű jelenségek A valódi hullámok alakja nem függ közvetlenül attól, hogy alkohol- vagy vízmolekulák alkotják-e a folyadékot Kültakaró mintázatok (zebra, tigris, stb.) Viszont a gének megváltoztatásával megváltoztathatjuk az elefánt alakját Valahogy a molekulák akkor is befolyásolják az alakot, ha nem összeszerelődésről van szó DE HOGYAN???
Turing fellépése Alan Turing angol matematikus A német kód megfejtője Az univerzális Turinggép megalkotója Cikk a morfogenezisről: Philosophical Transactions of the Royal Society (1952) Mi alakítja ki a zebra csíkjait és a cheetah foltjait?
A kémiai állóhullám elmélete Két anyag: inhibitor és aktivátor Az aktivátor segíti önmaga és az inhibitor keletkezését Az inhibitor gátolja az aktivátor keletkezését Mindkét anyag bomlik Az inhibitor diffúzió sebessége jóval nagyobb
A kémiai állóhullám Ha az egész egy jólkevert oldatban van, mindkét anyag koncentrációja egy stacionárius szintre áll be Ha az oldatot nem keverjük, akkor az aktivátor koncentrációjának helyi pozitív fluktuációja felerősíti önmagát E fluktuáció a véletlen műve (Brown-mozgás) Az inhibitor is elkezd termelődni, de a nagyobb diffúziósebesség miatt a koncentráció púpja laposabb és szélesebb lesz
Egy hal kültakarójának fejlődése A növekedés és a REGENERÁCIÓ is a Turingmechanizmust látszik követni Reakció-diffúzió rendszerek
A Belouszov-Zsabotyinszkij reakció Belouszov, 1958 Kálium-bromát, cérium(iv)-szulfát, citromsav és híg kénsav A cérium(iv) és a cérium(iii) aránya oszcillált A felfedezést visszautasították
Haladó hullámok a BZ-ben Felülről kétdimenziósnak tűnnek Valójában 3 dimenziós szerkezet (tekercsek) jelennek meg
A BZ számítógépen szimulálható Balra a szimuláció, jobbra a felvétel
Wolpert: a francia zászló A mintázatképződés egyszerű modellje
Pozicionális információ és mintázat-képződés Minden ember helye sor és ülés szerint meghatározott a stadionban Minden pozícióban meghatározott színű posztert kell felmutatni
Az Oncopeltus szőrmintázata: a polaritás indikátora A cuticulán a szőrök hátrafelé mutatnak, ami egy morfogén grádiensére utalhat A szelvény határának kiütése a grádiens irányának helyi megfordulását eredményezi a szőrökével együtt
A csirke végtagjának fejlődése A polarizáló terület adja a pozicionális információt az antero-posterior irányhoz
A polarizáló terület hatása
Előmintázat és következmény A morfogén a sonic hedgehog
A Drosophila anteroposterior tengelyének beállítása
A bicoid anyai mrns kifejeződése Az mrns és a fehérje helyben megfesthető, és a koncentrációval mélyülő tónust ad.
A 2. even-skipped (eve) csík meghatározása Bicoid és hunchback fehérjék aktiválnak Giant és Krüppel fehérjék gátolnak Nem túl elegáns
Génkifejeződés és mintázat Az expresszált gének más és más kombinációi a mintázat más és más részeit határozzák meg