Körperplan und rudimentäre Gewebe bilden sich früh in der Embryonalentwicklung
Der menschliche Körper besteht aus etwa 100 Billionen Zellen, entwickelt sich jedoch aus einer einzigen Zelle, der Zygote, die aus der Fusion eines Spermas und einer Eizelle resultiert. Die frühen Stadien in der Entwicklung eines Embryos sind durch schnelle Zellteilung und Diedifferenzierung von Zellen zu Geweben gekennzeichnet. Der embryonale Körperplan, das räumliche Muster von Zelltypen (Geweben) und Körperteilen, ergibt sich aus Zweieinflüssen: ein Programm von Genen, die das Muster des Körpers und lokale Spezifizierenzelleninteraktionen, die verschiedene Teile des Programms induzieren. Bemerkenswerterweise ist Dergrundkörperplan aller Tiere ist sehr ähnlich (Abbildung 1-12). Diese Erhaltung des Körperplans spiegelt den evolutionären Druck wider, die Gemeinsamkeiten in den molekularen und zellulären Mechanismen zu bewahren, die die Entwicklung in verschiedenen Organismen steuern. Die beeindruckenden Fortschritte inDas Verständnis dieser Mechanismen wird in mehreren späteren Kapiteln beschrieben.
Abbildung 1-12
Gemeinsame Entwicklungsmuster sind bei so unterschiedlichen Tieren wie Seeigeln, Fliegen, Mäusen und Menschen zu sehen. Hier gezeigt, sind eine Reihe von Hox-Genen linear in den Genomen von Säugetieren und Fliegen angeordnet. Diese Gene steuern die Entwicklung vonverschiedene Segmente in (mehr…)
Mit wenigen Ausnahmen weisen die meisten Tiere eine axiale Symmetrie auf, d.h. ihre linke und rechte Seite spiegeln sich. Dieses grundlegendste Muster ist kodiertim Genom. Tatsächlich spezifizieren Mustergene die allgemeine Organisation eines Organismus, beginnend mit den Hauptkörperachsen — anterior-posterior, dorsal-ventral und links-rechts — und endend mit Körpersegmenten wie Kopf, Brust, Bauch und Schwanz. Die Erhaltung der Axialsymmetrie vondie einfachsten Würmer zu Säugetieren werden durch das Vorhandensein konservierter Mustergene in den Genomen erklärt. Einige Mustergene kodieren Proteine, die die Expression anderer Gene steuern; andere Mustergene kodieren Proteine, die für die Zelladhäsion oder die Zellsignalisierung wichtig sind. Dieses breite Repertoire an Mustergenen ermöglicht die Integration und Koordination von Ereignissen in verschiedenen Teilen des sich entwickelnden Embryos.
Der genaue Zeitpunkt von Entwicklungsereignissen wird durch die Fähigkeit einer Zellgruppe aufrechterhalten, die Differenzierung einer zweiten Zellgruppe zu induzieren oder zu aktivieren.Meistens wird Induktion vermittelt durchdirekter Zellkontakt oder durch lösliche Faktoren, die von den Zellen freigesetzt werden. In einem typischen Fall leitet der Kontakt zwischen einem Aggregat von Zellen, dem Mesenchym, mit einer darüber liegenden Epithelzellschicht die letzteren Zellen dazu, sich in anembryonales Gewebe oder in späteren Entwicklungsstadien in eine bestimmte Art von Gewebe zu differenzieren. Zum Beispiel induziert das primitive Notochord die Entwicklung vonembryonales Nervengewebe und Gehirn. Später bildet sich ein Auge, wenn der Kontakt zwischen Alobe des sich entwickelnden Gehirns die darüber liegende embryonale „Haut“ dazu veranlasst, sich in eine primitive Linse zu differenzieren.
