Клеточная дифференциация

Здравствуйте, уважаемые читатели блога репетитора ЕГЭ по биологии по Скайпу biorepet-ufa.ru.

Сегодня рассмотрим еще один довольно «заковыристый» вопрос.

Что считать началом жизни организма

Разве не его  рождение  на свет? Конечно же нет! Развитие начинается  с появления зиготы — оплодотворенной сперматозоидом яйцеклетки. Вот он — новый будущий организм, пока всего одна единственная клетка  как и положено с двойным набором хромосом: один набор от материнской особи,  другой,  с гомологичным первому набору хромосом   — от  отцовской.

Вся генетическая информация будущего многомиллионноклеточного организма уже заложена в этой единственной клеточке. Как вы могли понять из названия этого поста, он касается выяснения, с точки зрения репетитора ЕГЭ по биологии, самого щекотливого момента эмбриогенеза.

Отчего происходит изначально клеточная дифференциация

Зигота начинает делиться митозами. Сначала образуется 2, 4, 8, 16 и т.д. клеток совершенно идентичных по генетическому составу (набору генов) зиготе. А иначе и быть не может. Митоз — это четкое создание клеток-копий.

И на стадии бластулы — многоклеточного зародышевого пузырька, и на стадии гаструлы — когда клетки начинают активно перемещаться и образуют уже двухслойный зародыш, и, более того, в любой последующий момент жизни организма — все его клетки всегда по составу генов идентичны друг другу.

Снова вернемся к бластуле

Был однослойный пузырек и вдруг, какие-то его клетки начинают перемещаться внутрь, закладывается эНтодерма,  какие-то остаются снаружи — клетки будущей эКтодермы, а после гаструляции и вовсе образуется еще и третий слой клеток — мезодерма. А ведь все эти три зародышевых листка в дальнейшем послужат образованию совершенно различных морфологически и физиологически групп клеток.

Из этих клеток будут формироваться всевозможные ткани организма, а из тканей — органы уж совершенно не похожие друг на друга. Но в основе то любой клетки многоклеточного организма лежит совершенно та же генетическая информация, тот же набор генов, что и в исходной зиготе.

Конечно же, самым «узким местом» во всей этой детективной истории остается вопрос,  почему изначально совершенно идентичные клетки бластулы начинают активно перемещаться? Почему происходит эта клеточная дифференциация?  А теперь, извините меня, репетитора ЕГЭ по биологии, за бессовестность…

Окончательного ответа на этот вопрос у науки до сих пор нет

Есть только какие-то не очень внятные умозаключения. Зигота оказывается так быстро делится, что ДНК то, хотя и успевает удвоиться и равномерно распределиться по новым клеткам (то есть с кариокинезом всё в порядке), а  вот участки цитоплазмы, достающиеся новым клеткам будут неравноценными  (то есть всё «валят» на цитокинез).

Вот и считают, что этих, казалось бы незначительных отличий в распределении материалов цитоплазмы по новым клеткам вполне достаточно, чтобы как-то по разному влиять на экспрессию (проявление) генов той или иной клетки. А различное проявление генов и обеспечивает различное поведение клеток бластулы.

Несмотря на то, что над выяснением причин первоначальной клеточной дифференциации ученые бьются давно, но механизм этого явления природа до сих пор держит от нас на замке. Может быть просто еще не пришло время? Может быть вами будет открыт этот секрет?

А в чем причина непохожести клеток одного организма друг на друга

Вот этот вопрос вполне возможен на экзамене. Почему клетки одного многоклеточного организма, входящие в состав разных его тканей, так не похожи друг на друг ни по внешнему виду, ни по выполняемым функциям, при этом  имея совершенно одинаковую генетическую информацию?

Здесь, как репетитор ЕГЭ по биологии, хочу напомнить вам   об огромной «прозорливости» природы. Создавая жизнь, она как будто просчитала все на сто шагов вперед. Известно, что каждая клетка наделена таким огромным запасом генетической информации, которая может и не понадобиться ей в течение всей жизни.

Все зависит от условий: придется ли ей в жизни преодолевать какие-то экстремальные ситуации или нет. В норме в клетках реализуется, то есть служит образованию тех или иных белков,  лишь 7-8%  имеющихся в ней генов. Значит более 90% остаются невостребованными. Но в каких то экстраординарных условиях может быть задействовано и большее количество генов.

Понятно «где собака зарыта»? Хотя в клетках разных тканей одного организма и заложена совершенно одинаковая генетическая информация, но реализуются (экспрессируются) разные гены.

Ну  как, теперь надеюсь, вопрос о причинах непохожести клеток многоклеточного организма не будет ставить вас в тупик?

                                                     ***************************************

У кого есть вопросы по  статье к репетитору ЕГЭ по биологии по Скайпу,  замечания, пожелания — прошу в комментарии.

У меня на блоге вы можете приобрести  ответы на все тесты ОБЗ ФИПИ за все годы проведения экзаменов  по ЕГЭ и ОГЭ (ГИА).