www.wikidata.uk-ua.nina.az

Генетика індивідуального розвитку Гене тика індивідуа льного ро звитку галузь науки на перетині генетики і біології розв

Генетика індивідуального розвитку

Гене́тика індивідуа́льного ро́звитку — галузь науки на перетині генетики і біології розвитку, що вивчає генетичний фундамент онтогенезу; задачею цієї галузі науки є визначення, які саме гени відповідальні за те, що розвиток організму відбувається саме таким чином, а також встановлення, в яких типах клітин і коли експресуються певні гени (диференційна експресія).

Огляд ред.

Індивідуальний розвиток кожного багатоклітинного організму починається з заплідненої яйцеклітини, або зиготи. Зигота дає початок усім типам клітин, тобто є тотипотентною. Утворені при її поділах клітини, бластомери, мають однаковий генотип, причому бластомери, утворені впродовж перших 4 поділів зберігають тотипотентність, але подальші поступово її втрачають. В ході наступних етапів ембріогенезу клітини диференціюються, набуваючи спеціалізації та втрачаючи можливість перетворення на інші типи клітин. Ці процеси відбуваються завдяки зміні активності генів: одні гени починають експресуватися, інші припиняють. Нерівноправний внесок різних генів у роботу клітини починається ще на рівні зиготи, де мРНК і білки нерівномірно розташовані по цитоплазмі. Ядра утворених бластомерів знаходяться в неоднаковому цитоплазматичному оточенні, що впливає на регуляцію роботи генів.

Історія ред.

Генетика як наука зародилася як підрозіл ембріології й до початку 1930-х років обидві науки знаходилися на одному полі. Грегор Мендель назвав виявлені ним одиниці спадковості (ті, що зараз ми називаємо «гени») «формоутворюючими елементами» (нім. bildungsfähigen Elemente). Обидва лідери американської генетики Томас Морган та Едмунд Вілсон[en] починали у 1880-1890-х як «фізіологічні ембріологи», які досліджували, які саме клітинні структури впливають на хід розвитку, причому Вілсон був упевнений, що це ядро, а Морган віддавав перевагу цитоплазмі.

Втім, у 1930-ті роки обидві науки розділилися, у зв'язку з формулюванням Морганом концепції гена. Ембріологічні дослідження зміни форми організмів у ході розвитку здавалися генетикам застарілими. Натомість ембріологи вбачали великий потенціал у дослідженнях Шпемана щодо ембріональної індукції, а генетикам закидали відсутність вивчення впливу генів на ранні стадії ембріогенезу, які є критично важливими для розвитку. Крім того, неясно було, як однакові хромосоми з однаковими генами, які зберігаються в ядрі кожної клітини, породжують різноманіття типів клітин в одному організмі. Роз'єднання посилювалося створенням у кожній з наук власної термінології, вибором власних модельних організмів, заснуванням окремих наукових журналів та товариств, оформленням методичних підходів тощо.

Тим не менш, уже в 1920-ті — 1930-ті роки з'явилися перші дослідження, які показували, що гени дійсно керують ранніми етапами ембріогенезу. Відкриття мутації у гені Brachyury, що призводила до короткохвостості у мишей, Надією Добровольською-Завадською в Парижі, а потім її дослідження генетиками США стало першим подібним доказом.. Трохи пізніше, у кінці 1930-х британський ембріолог Конрад Воддінгтон знайшов у дрозофіли мутації, які призводили до порушення розвитку крила.

У подальшому були відкриті гомеозисні гени, або Hox-гени, які визначають осі зародка та формування його основних органів — голови, хвоста, кінцівок та інших.

Але кожна клітина організму містить однаковий набір генів. Тому для того, щоб з однієї яйцеклітини розвилися різні типи клітин, необхідна диференційна регуляція експресії генів. Конрад Воддінгтон у 1950х роках запропонував називати зміни, що впливають на зміну активності генів, епігенетичними, тобто «надгенетичними».

З розвитком методів молекулярної біології у 1970х-1980х роках генетика розвитку отримала можливість вивчати диференційну експресію генів та вплив окремих генів на ембріогенез і онтогенез.

Вплив генів на розвиток ред.

Фактори, що забезпечують диференційну експресію ред.

Наукові інституції ред.

Лабораторії ред.

З 1976 року в Київському університеті при кафедрі загальної та молекулярної генетики діє науково-дослідна лабораторія генетики індивідуального розвитку. Лабораторією завідував Геннадій Бердишев, інші науковці.

У багатьох світових генетичних центрах є спеціальні відділи, присвячені генетиці розвитку. Серед інших:

  • низка лабораторій Пенсильванського університету вивчають проблеми генетики розвитку;
  • відділ генетики розвитку в Інституті молекулярної генетики[en] Інститутів Макса Планка (завідувачем відділу станом на 2017 року є Бернгард Германн (нім. Bernhard Herrmann), який у 1990 році клонував ген Brachyury)

Журнали ред.

Науковий журнал «Developmental Genetics» (укр. генетика індивідуального розвитку), який видавався з 1995 року, був перейменований у 2000 році і продовжує виходити під назвою «Genesis[en]»у видавництві John Wiley & Sons

Дослідники ред.

Примітки ред.

  1. А. В. Сиволоб, С.Р. Рушковський, С.С. Кир'яченко та ін. (2008). . К: Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет". с. 202. Архів оригіналу за 4 березня 2016. Процитовано 11 липня 2017. 
  2. Gilbert, 2006, с. 77.
  3. Gilbert, 2006, с. 79.
  4. Короткохвості миші на світанку генетики розвитку - Надія Добровольська-Завадська. my.science.ua. Архів оригіналу за 24 липня 2013. Процитовано 5 вересня 2012. 
  5. Gilbert, 2006, с. 80.
  6. Gilbert SF (2010). Developmental genetics. Development biology (вид. 9). Sunderland (MA): Sinauer Associates. с. 202. 
  7. . Архів оригіналу за 17 червня 2017. Процитовано 20 червня 2017. 
  8. Developmental Genetics in Gene and Gene Regulation Program in Penn [ 29 липня 2017 у Wayback Machine.](англ.)
  9. . Архів оригіналу за 7 жовтня 2016. Процитовано 11 липня 2017. 
  10. . Архів оригіналу за 3 серпня 2017. Процитовано 11 липня 2017. 

Джерела ред.

Це незавершена стаття з генетики.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Gene tika individua lnogo ro zvitku galuz nauki na peretini genetiki i biologiyi rozvitku sho vivchaye genetichnij fundament ontogenezu zadacheyu ciyeyi galuzi nauki ye viznachennya yaki same geni vidpovidalni za te sho rozvitok organizmu vidbuvayetsya same takim chinom a takozh vstanovlennya v yakih tipah klitin i koli ekspresuyutsya pevni geni diferencijna ekspresiya Zmist 1 Oglyad 2 Istoriya 3 Vpliv geniv na rozvitok 3 1 Faktori sho zabezpechuyut diferencijnu ekspresiyu 4 Naukovi instituciyi 4 1 Laboratoriyi 4 2 Zhurnali 4 3 Doslidniki 5 Primitki 6 DzherelaOglyad red Individualnij rozvitok kozhnogo bagatoklitinnogo organizmu pochinayetsya z zaplidnenoyi yajceklitini abo zigoti Zigota daye pochatok usim tipam klitin tobto ye totipotentnoyu Utvoreni pri yiyi podilah klitini blastomeri mayut odnakovij genotip prichomu blastomeri utvoreni vprodovzh pershih 4 podiliv zberigayut totipotentnist ale podalshi postupovo yiyi vtrachayut V hodi nastupnih etapiv embriogenezu klitini diferenciyuyutsya nabuvayuchi specializaciyi ta vtrachayuchi mozhlivist peretvorennya na inshi tipi klitin Ci procesi vidbuvayutsya zavdyaki zmini aktivnosti geniv odni geni pochinayut ekspresuvatisya inshi pripinyayut Nerivnopravnij vnesok riznih geniv u robotu klitini pochinayetsya she na rivni zigoti de mRNK i bilki nerivnomirno roztashovani po citoplazmi Yadra utvorenih blastomeriv znahodyatsya v neodnakovomu citoplazmatichnomu otochenni sho vplivaye na regulyaciyu roboti geniv 1 Istoriya red Genetika yak nauka zarodilasya yak pidrozil embriologiyi j do pochatku 1930 h rokiv obidvi nauki znahodilisya na odnomu poli Gregor Mendel nazvav viyavleni nim odinici spadkovosti ti sho zaraz mi nazivayemo geni formoutvoryuyuchimi elementami nim bildungsfahigen Elemente Obidva lideri amerikanskoyi genetiki Tomas Morgan ta Edmund Vilson en pochinali u 1880 1890 h yak fiziologichni embriologi yaki doslidzhuvali yaki same klitinni strukturi vplivayut na hid rozvitku prichomu Vilson buv upevnenij sho ce yadro a Morgan viddavav perevagu citoplazmi 2 Vtim u 1930 ti roki obidvi nauki rozdililisya u zv yazku z formulyuvannyam Morganom koncepciyi gena Embriologichni doslidzhennya zmini formi organizmiv u hodi rozvitku zdavalisya genetikam zastarilimi Natomist embriologi vbachali velikij potencial u doslidzhennyah Shpemana shodo embrionalnoyi indukciyi a genetikam zakidali vidsutnist vivchennya vplivu geniv na ranni stadiyi embriogenezu yaki ye kritichno vazhlivimi dlya rozvitku Krim togo neyasno bulo yak odnakovi hromosomi z odnakovimi genami yaki zberigayutsya v yadri kozhnoyi klitini porodzhuyut riznomanittya tipiv klitin v odnomu organizmi Roz yednannya posilyuvalosya stvorennyam u kozhnij z nauk vlasnoyi terminologiyi viborom vlasnih modelnih organizmiv zasnuvannyam okremih naukovih zhurnaliv ta tovaristv oformlennyam metodichnih pidhodiv tosho 3 Tim ne mensh uzhe v 1920 ti 1930 ti roki z yavilisya pershi doslidzhennya yaki pokazuvali sho geni dijsno keruyut rannimi etapami embriogenezu Vidkrittya mutaciyi u geni Brachyury sho prizvodila do korotkohvostosti u mishej Nadiyeyu Dobrovolskoyu Zavadskoyu v Parizhi a potim yiyi doslidzhennya genetikami SShA stalo pershim podibnim dokazom 4 Trohi piznishe u kinci 1930 h britanskij embriolog Konrad Voddington znajshov u drozofili mutaciyi yaki prizvodili do porushennya rozvitku krila 5 U podalshomu buli vidkriti gomeozisni geni abo Hox geni yaki viznachayut osi zarodka ta formuvannya jogo osnovnih organiv golovi hvosta kincivok ta inshih Ale kozhna klitina organizmu mistit odnakovij nabir geniv Tomu dlya togo shob z odniyeyi yajceklitini rozvilisya rizni tipi klitin neobhidna diferencijna regulyaciya ekspresiyi geniv Konrad Voddington u 1950h rokah zaproponuvav nazivati zmini sho vplivayut na zminu aktivnosti geniv epigenetichnimi tobto nadgenetichnimi Z rozvitkom metodiv molekulyarnoyi biologiyi u 1970h 1980h rokah genetika rozvitku otrimala mozhlivist vivchati diferencijnu ekspresiyu geniv ta vpliv okremih geniv na embriogenez i ontogenez 6 Vpliv geniv na rozvitok red Faktori sho zabezpechuyut diferencijnu ekspresiyu red Faktori transkripciyi mikroRNK Epigenetichni mitki na DNK ta gistonah metilyuvannya acetilyuvannya Alternativnij splajsingNaukovi instituciyi red Laboratoriyi red Z 1976 roku v Kiyivskomu universiteti pri kafedri zagalnoyi ta molekulyarnoyi genetiki diye naukovo doslidna laboratoriya genetiki individualnogo rozvitku Laboratoriyeyu zaviduvav Gennadij Berdishev inshi naukovci 7 U bagatoh svitovih genetichnih centrah ye specialni viddili prisvyacheni genetici rozvitku Sered inshih nizka laboratorij Pensilvanskogo universitetu vivchayut problemi genetiki rozvitku 8 viddil genetiki rozvitku v Instituti molekulyarnoyi genetiki en Institutiv Maksa Planka zaviduvachem viddilu stanom na 2017 roku ye Berngard Germann nim Bernhard Herrmann yakij u 1990 roci klonuvav gen Brachyury 9 Zhurnali red Naukovij zhurnal Developmental Genetics ukr genetika individualnogo rozvitku yakij vidavavsya z 1995 roku buv perejmenovanij u 2000 roci i prodovzhuye vihoditi pid nazvoyu Genesis en u vidavnictvi John Wiley amp Sons 10 Doslidniki red Nadiya Dobrovolska Zavadska Mikola Timofeyev Resovskij Gyunter VagnerPrimitki red A V Sivolob S R Rushkovskij S S Kir yachenko ta in 2008 Genetika K Vidavnicho poligrafichnij centr Kiyivskij universitet s 202 Arhiv originalu za 4 bereznya 2016 Procitovano 11 lipnya 2017 Gilbert 2006 s 77 Gilbert 2006 s 79 Korotkohvosti mishi na svitanku genetiki rozvitku Nadiya Dobrovolska Zavadska my science ua Arhiv originalu za 24 lipnya 2013 Procitovano 5 veresnya 2012 Gilbert 2006 s 80 Gilbert SF 2010 Developmental genetics Development biology vid 9 Sunderland MA Sinauer Associates s 202 Genetiki individualnogo rozvitku naukovo doslidna laboratoriya Enciklopediya Kiyivskogo universitetu Arhiv originalu za 17 chervnya 2017 Procitovano 20 chervnya 2017 Developmental Genetics in Gene and Gene Regulation Program in Penn Arhivovano 29 lipnya 2017 u Wayback Machine angl Department Developmental genetics Max Planck Institute for Molecular Genetics Arhiv originalu za 7 zhovtnya 2016 Procitovano 11 lipnya 2017 Genesis Arhiv originalu za 3 serpnya 2017 Procitovano 11 lipnya 2017 Dzherela red Gilbert SF 2006 Developmental Biology vid 8 Sunderland MA Sinauer Associates s 202 angl A V Sivolob S R Rushkovskij S S Kir yachenko ta in 2008 Genetika K Vidavnicho poligrafichnij centr Kiyivskij universitet s 202 Arhiv originalu za 4 bereznya 2016 Procitovano 11 lipnya 2017 Serov O L Genetika razvitiya Novosibirsk Izd vo NGU 1998 Arhivovano 21 veresnya 2017 u Wayback Machine ros Developmental genetics Virtual Genetics Education Centre University of Leicester Arhivovano 10 listopada 2014 u Wayback Machine angl developmental genetics McGraw Hill Concise Encyclopedia of Bioscience 2002 The McGraw Hill Companies Inc 11 Jul 2017 Arhivovano 12 sichnya 2017 u Wayback Machine angl Principles of Development Developmental Genetics In Gilbert SF Developmental Biology 6th edition Sunderland MA Sinauer Associates 2000 angl nbsp Ce nezavershena stattya z genetiki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Genetika individualnogo rozvitku amp oldid 36120459