Body Plan e tessuti rudimentali si formano all’inizio dello sviluppo embrionale
Il corpo umano è costituito da circa 100 trilioni di cellule, ma si sviluppa da una singola cellula, lo zigote, risultante dalla fusione di uno sperma e di un uovo. Le fasi iniziali dello sviluppo di un embrione sono caratterizzate da una rapida divisione cellulare e daldifferenziazione delle cellule nei tessuti. Il piano del corpo embrionale,il modello spaziale di tipi di cellule (tessuti) e parti del corpo, emerge da dueinfluenze: un programma di geni che specificano il modello del corpo e interazioni localcell che inducono diverse parti del programma. Sorprendentemente, il piano corporeo di base di tutti gli animali è molto simile (Figura 1-12). Questa conservazione del piano del corpo riflette la pressione evolutiva per preservare i punti in comune nello sviluppo dei meccanismi molecolari e cellulari in diversi organismi. I passi impressionanti fatti incomprendere questi meccanismi sono dettagliati in diversi capitoli successivi.
Figura 1-12
I modelli comuni di sviluppo sono visti negli animali come diversi ricci, mosche, topi e umani. Mostrato qui, un insieme di geni Hox sono disposti linearmente nel genomesof mammiferi e mosche. Questi geni dirigono lo sviluppo didiversi segmenti in (altro…)
Con poche eccezioni, la maggior parte degli animali mostra simmetria assiale; cioè, i lati sinistro e destro si rispecchiano a vicenda. Questo più fondamentale dei modelli è codificatonel genoma. Infatti, i geni patterning specificano il generalorganization di un organismo, cominciando con i bodyaxes principali — anteriore-posteriore, dorsale-ventrale, andleft-destra — e terminando con i segmenti del corpo suchas la testa, il petto, l’addome e la coda. La conservazione della simmetria assiale dai vermi più semplici ai mammiferi è spiegata dalla presenza di geni conservati nei genomi. Alcuni geni di patterning codificano l’espressione di thatcontrol di proteine di altri geni; altri geni di patterning codificano thatare di proteine importante in adesione di cella o in segnalazione di cella. Questo ampio repertorio di geni modellanti consente l’integrazione e il coordinamento di eventi in diverse parti dell’embrione in via di sviluppo.
La tempistica precisa degli eventi di sviluppo è mantenuta dalla capacità di un gruppo di cellule di indurre o attivare la differenziazione di un secondo gruppo di cellule.Molto spesso l’induzione è mediata dacontatto cellulare diretto o da fattori solubili rilasciati dalle cellule. In un caso tipico, il contatto tra un aggregato di cellule, il mesenchima, con uno strato di cellule overlyingepithelial dirige le ultime cellule a differenziarsi in tessuto anembrionico o in fasi successive di sviluppo in un tipo specifico di tessuto. Ad esempio, la notocorda primitiva induce lo sviluppo ditessuto nervoso embrionale e cervello. Più tardi, un occhio si forma quando il contatto tra alobe del cervello in via di sviluppo induce la sovrastante”pelle” embrionale a differenziarsi in una lente primitiva.
