一‧模式生物model organisms:
包括:線蟲,大腸桿菌,果蠅,斑馬魚,阿拉伯芥
Pattern formation:
動物:三個軸的方向
前後:anteroposterior axis
背腹:dorsoventral axis
左右:rightleft axis
植物:root-shoot axis:radial pattern of growth
二‧發育:
物種的發育受到多種影響,以下分成兩點討論:positional information and transcription factor
A. positional information:
(1)細胞的反應:cell division / cell migration / cell differentiation / apoptosis
(2)如何接收訊息:利用morphogens或是cell adhesion
a. morphogens:影響一個細胞的命運,分布不均而有不同的效果
分布不均的狀況:1.發生在oocyte or egg precursor
2.在胚胎時期,細胞分泌運送後造成的不均勻
Morphogens與濃度相關,要超過一門檻(閾值)才會產生效果
b. cell adhesion:CAM分子
B. transcription factor:
在胚胎發育中扮演重要的角色,胚胎的發育大致分成四階段,每個階段都受不同的transcription factors影響。
1. organize body axis:軸的分化
2. organize into smaller regions:分節segmentation
3. cell organize to produce body part:develop specific body parts
4. cells themselves change morphology:細胞分化,形成器官
三‧果蠅(Drosophilla)模型:
1. 果蠅的生活史:大約十天
a. fertilized oocyte:
b. blastoderm:有兩個部分
第一:syncytial blastoderm:一系列的細胞分裂(沒有細胞質裂),產生大量的nuclei。
第二:cellular blastoderm:這些nuclei 排列在細胞膜的周圍,接著被其所包圍,形成許多細胞。
c. gastrulation:出現了胚層,包括了ectoderm , endoderm , mesoderm
d. embryo
e. larva
f. pupa:undergoes metamorphosis
g. adult
2. 果蠅發育與developmental genetics
四個階段:
Phase1:決定生物的axis
與bicoid(morphogen的一種)相關,由卵細胞中的nurse cell分泌,造成asymetrically distribution,其轉譯出來的bicoid protein,有transcription factor的作用
Phase2:segmentation分節(head:3,thoracic:3,abdominal:9)
受到segmentation genes的調控:
Bicoid---gap gene ----pair-rule gene----segment-polarity gene
(一連串活化的過程)
Phase3:segment characteristics:發展出各部位的特徵
Homeotic genes:生物體中一類專門調控生物形體的基因,一但這些基因發生突變,就會使身體的一部分變形。Homeotic genes是一連串的基因,分別控制不同的部外,其排列順序與身體的前後軸順序一致,被稱為colinearity rule。
每種生物都有homeotic gene,其數量及排列能做為演化的證據。
Homeobox:在一段homeotic gene中,能夠轉譯出蛋白質的部分(180 b p)
Phase4:cell differenciation:stem cell
Stem cells的特徵:能夠分裂,其子代細胞至少能分化出一種以上的細胞
Totipotent:能形成個體,分化出各種細胞:fertilized egg
Pluripotent:能分化出各種細胞,但不能形成單一個體:胚胎幹細胞
Multipotent:能分化出許多種細胞:hematopoietic stem cell
Unipotent:只能分化出一種細胞:testis分化成sperm
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