Клетка онтогенез

Онтогенез подобен филогенезу — эволюционному развитию — в том смысле, что развивающийся зародыш представляет собой своего рода биоценоз, в котором сосуществуют популяции специализированных клеток. Сам зародышевый биоценоз формируется этими популяциями. Зародышевый биоценоз не статическая, но динамическая система с предопределенным поведением. Делящиеся клетки не подвержены случайной изменчивости. Развитие биоценоза определяется внешними воздействиями и внутри- и межклеточными взаимодействиями, но оно запрограммировано генотипом. В 17.9 рассмотрены информационные аспекты онтогенеза. Задачи теоретического моделирования онтогенеза еще далеки от своего решения. Однако ряд работ в этой области заслуживает внимания, обещая ее дальнейшее развитие. [c.575]

Строение и свойства других важнейших биополимеров — нуклеиновых кислот—существенно отличны от строения и свойств белков. Это различие выражает принципиальную разницу биологических функций. Можно сказать, что функция белков— исполнительная, в то время как функция нуклеиновых кислот— законодательная, поскольку она сводится к участию в синтезе белка. В конечном счете главный молекулярный процесс, лежащий в основе всей биологии, — матричный синтез биополимеров, реализуемый в транскрипции и трансляции (а также в обратной транскрипции). Физические основы этих явлений описаны в книге. Однако мы ограничились рассмотрением простейших модельных процессов, реализуемых в бесклеточных системах, и не затрагивали процессы регуляции матричного синтеза, т. е. регуляции действия генов. Очевидно, что клеточная дифференцировка, морфогенез и онтогенез в целом не могли бы реализоваться без такой регуляции. В самом деле, в любой соматической клетке многоклеточного организма наличествует тот же геном, что и в исходной зиготе, но функции соматических клеток различны, так как в них синтезируются разные белки. Регуляция действия генов осуществляется на молекулярном уровне в системе оперона у прокариотов или транскриптона у эукариотов. Рассмотрение этих систем выходит за рамки книги. [c.610]

Наконец, синапс — это ключ к специфичности нейрональных связей. При функционировании нервной системы схе.ма соединений нейрональной сети определяется не случайным образом, а генетическими и, возможно, некоторыми другими внутренними и внешними факторами, которые и обусловливают то, какие именно клетки соединятся вместе при онтогенезе синаптического контакта. Образование синапсов весьма специфично (например, аксоны находят свои мишени и иннервируют их) и генетически запрограммировано в клетках. [c.188]

Зрелая нервная система человека состоит из более, чем 10 о нервных клеток, каждая из которых образует синаптические контакты с 10 других нервных клеток. В гл. 1 мы определили функцию нервной системы как накопление, обработку, хранение и передачу информации через синаптические связи клеток (т. е. особую систему коммуникации нейрональных клеток), а не путем ее кодирования в определенных клетках с помощью набора импульсов. Одним из главных вопросов нейробиологии является происхождение механизма такой системы коммуникации при онтогенезе нервной системы. [c.318]

Таким образом, процессы транскрипции и трансляции, служащие для выражения в онтогенезе генетической информации, не приводят к наследованию изменений, возникающих при их функционировании. Только изменения, происходящие в молекулах ДНК, могут сохраняться в ряду поколений, поскольку они воспроизводятся в процессе репликации. Следовательно, в основе эволюции прокариот лежит способность к изменению только их генетического материала. У прокариот весь генетический материал, необходимый для жизнедеятельности, локализован в одной хромосоме, т.е. бактериальная клетка гаплоидна. В определенных условиях в клетках бактерий может содержаться несколько копий хромосомы. [c.143]

Г, А. Надсон [188] различал несколько категорий изменчивости. Изменчивость, проявляющаяся при смене стадий жизни, т. е. по мере развития и старения культур меняются размеры, а иногда и форма клеток, у некоторых видов появляются неразличимые в оптическом микроскопе образования — фильтрующиеся формы (онтогенетическая изменчивость). Цикл развития, или онтогенез, культуры у некоторых видов бактерий довольно сложный. У бактерий, как и у высших организмов, нет двух абсолютно одинаковых организмов. Представители одного вида могут различаться по форме, величине клетки и по биохимическим свойствам. Это индивидуальная изменчивость. Третья категория изменчивости — групповая изменчивость. Целые микробные популяции, развивающиеся в различных изолированных пространствах, могут приобретать или утрачивать какие-то признаки Образуются варианты различной степени устойчивости, т. е. они могут быть временными или же относительно долгое время сохраняющимися. Это формы изменчивости, именуемые модификациями. [c.98]

А. П. Белозерский показал, что РНК скапливается в точках роста растений, эмбриональных тканях, секреторных клетках и органах. Проследил закономерности изменения нуклеиновых кислот в онтогенезе растений. [c.680]

Первостепенную роль в биосинтезе белка и в процессах воспроизведения специфических свойств организма играют НК [3], [10]. Они заключают в себе наследственную информацию организма и являются существенной частью тех механизмов клетки, посредством которых эта информация передается потомству и реализуется в формообразовательных процессах в ходе онтогенеза. [c.7]

Существенной частью механизма развертывания этого процесса в онтогенезе, по-видимому, являются описанные выше структурные переходы хроматина. Биологический смысл этих переходов заключается в том, что в ходе развития в хроматине ядра каждой клетки происходит последовательная, подчиненная определенной программе активация одних и инактивация других областей ДНК. [c.18]

Благодаря стабильности содержание ДНК в клетке является самым надежным эталоном сравнительного изучения динамики поведения отдельных химических компонентов в онтогенезе растения и в процессе формирования урожая. Самое точное представление о том, накапливается данное вещество в-клетке или убывает, можно получить, если содержание этого-вещества рассчитать не на сухой или свежий вес навески, а на ДНК. [c.21]

Беспрерывно протекающий обмен веществ организма приводит к беспрерывному возрастанию энтропии вне организма, в среде. По-видимому, отдельная клетка в среде довольно постоянного состава представляет собой открытую систему более стационарного состояния, чем отдельные органы или части организма, которые в свою очередь меньще отличаются от открытых систем в стационарном состоянии, чем целые организмы. Все же организмы одного вида подобны между собой в определенных пределах по обмену веществ в процессе онтогенеза, и это свойство можно сравнить со свойством открытых химических систем, в которых состав стационарного состояния не зависит от начальных концентраций компонентов. [c.143]

Оболочка клеток высших растений состоит в основном из целлюлозы,, а у некоторых растений из чистой целлюлозы (лен, рами и др.). Структура оболочки может быть понята лучше всего при изучении ее в онтогенезе, т. е. в процессе ее роста и формирования. Во время деления клетки можно видеть возникновение новой клеточной перегородки (межклетный слой), разделяющей две дочерние клетки. На этот межклетный слой вслед за разделением клеток начинает откладываться по всей поверхности образующейся клетки первичная оболочка. Возникший межклетный слой в начальном периоде роста клетки соединяется с межклетным слоем материнской клетки, так что [c.14]

Онтогенез древесной растительной клетки [c.30]

Клетки, образующие древесину, являются зрелыми в том смысле, что они в процессе развития прошли через несколько стадий. Изменения, которым подвергалась древесная клетка, составляют ее жизненную историю, или онтогенез, которому посвящены нижеследующие разделы. [c.30]

Способностью к биосинтезу этилена обладают практически все живые клетки растения. В онтогенезе характер образования этого фитогормона резко изменяется. У ювенильного растения этилен синтезируется главным образом в меристематических тканях. В дальнейшем наибольшие количества этилена образуют созревающие плоды. Биосинтез этилена также резко усиливается при травмах или стрессовых воздействиях на растение. [c.340]

По мере углубления исследований каталитического аппарата растительной клетки, связанного с дыханием, все больше раскрывается сложность, гетерогенность дыхательной системы. Гетерогенность эта неразрывно связана с непостоянством, изменчивостью соотношений между отдельными компонентами окислительной системы. Речь идет о так называемой смене ферментативных систем в онтогенезе растений. Описанное Сисакяном и Рубиным (1944) на примере листьев яблони, Михлиным и Колесниковым (1947) на проростках ячменя, это явление затем было подтверждено в исследованиях многих других авторов на самых различных объектах. [c.235]

Из приведенных выше данных видно, что растительная клетка обладает весьма сложным комплексом физиологически активных соединений, отдельные компоненты которого оказывают различное не только по силе, но и по направленности действие на процессы роста и общий ход онтогенеза. Отсюда следует, что характер ростовых процессов зависит не от содержания какого-либо одного соединения, а определяется сложным и, по-видимому, весьма подвижным соотношением между различными видами стимуляторов и ингибиторов. [c.575]

Естественно, что первые попытки модельного описания онтогенеза имели чисто биологический характер. Гурвич предложил формальный метод трактовки межклеточных взаимодействий в морфогенезе, связав с каждой клеткой некоторое биологическое поле)-), выходящее за пределы клетки и влияющее на ее соседей. Поля нескольких клеток векторно суммируются и вызывают перемещение клеток, необходимое для формообразования (1944). Уоддингтон ввел понятие эпигенетического ландшафта. Развитие организма уподобляется движению по пересеченной местности в фазовом пространстве. Маршрут движения определяется характером местности и внешними воздействиями. В онтогенезе происходит канализация развития — морфогенетические потенции клеточных популяций постепенно ограничиваются. Уоддингтон называет креодом канализованную траекторию развития, притягивающую к себе ближайшие (1968). [c.575]

Имеются многочисленные наблюдения (хотя и не складывающиеся пока в полную картину), что глиальные клетки — это не только просто цемент , т. е. скрепляющая ткань, но эти клетки играют также важную активную роль. Возможно, они контролируют внеклеточное окружение нейрона и непосредственно влияют на интеграцию групп нейронов. Кроме того, они могут снабжать нервную клетку важными веществами, метаболитами и факторами питания. Более подробно роль глиальных клеток, в частности на примере онтогенеза, мы рассмотрим в гл. И, где увидим, что по крайней мере в клеточной культуре эти не нервные клетки ганглия влияют на экспрессию синтеза медиатора. Вот еще один пример. В клеточных культурах линия клеток нейробластомы проявляет способность к образованию выростов нейритов (аксонов нервной клетки), но не функциональных синапсов, тогда как линии гибридов нейробластомы и глиомы образуют синапсы, что является еще одним доказательством важной дополнительной функции глиальных клеток. Периферические глиальные клетки (шванновские клетки) участвуют в восстановлении поврежденных нервов. Было даже показано, что после денервации щванновская клетка может заменять дегенерированное нервное окончание в мыщце и даже выделять медиатор. [c.31]

Споры бактерий, за исключением актиномицетов, нельзя считать неизбежной стадией онтогенеза. Они формируются лишь при неблагоприятных условиях — истощении питательных сред и накоплении в среде продуктов метаболизма. Поместив спорообразующие бактерии в дистиллированную воду, можно индуцировать спорообразование. Бактериальные споры эубактерий сохраняют жизнеспособность многие годы. В нашей лаборатории хранятся без пересевов в аэробных условиях чистые культуры споровых бактерий маслянокислых, пектипразлагающих и анаэробных целлюлозных, более 35 лет сохраняя жизнеспособность. Шлегель [271] приводит случаи сохранения жизнеспособности спор в образцах почвы от 50 до 100 лет, а на корнях гербарных растений от 200 до 320 лет. В оптимальных условиях споры прорастают, и бактерии начинают свой жизненный цикл. В одной вегетативной клетке всегда содержится одна спора. Поэтому спорообразование эубактерий не имеет отноше- [c.32]

В жизни большинства организмов можно отметить в онтогенезе три основных периода до начала созревания, период размножения, старость. Каждый период имеет свои особенности и свою длительность. К этому еще адо добавить, что одни организмы имеют только половое, а другие половое и бесполое размножение, у некоторых образуются споры, латентные яйца и другие приспособления для переживания неблагоприятных условий. Простейшие разм1ножаются путем простого деления на две дочерние клетки (организмы), через некоторое время конъюгируют, а потом опять разм1ножаются путем деления. Что считать в этом случае периодом размножения и периодом старости для. каждого организма, а не популяции, не вполне ясно. Есть разные точки зрения. [c.25]

Мы начнем с анализа движений и сил, определяющих форму эмбриона у амфибий и морских ежей. Проблема клеточной дифференцировки и экспрессии различных генов в зависимости от места клеток в организме будет рассмотрена сначала на примере мыши, затем дрозофилы и, наконец, на примере развития конечностей у тараканов и птиц. Для сравнения будет описан онтогенез червя СаепогкаМи1з екдат, для которого в отличие от насекомых и позвоночных характерна чрезвычайная точность и предопределенность всех процессов развития, что позволяет с полной достоверностью предсказать судьбу каждой отдельной клетки. И наконец, мы вкратце рассмотрим миграцию клеток в зародышах позвоночных. Этот последний раздел может послужить как бы предисловием к обсуждению специальных проблем развития нервной системы (гл. 18). [c.53]

Теперь, когда мы узнали, что гликопротеииы МНС участвуют в представлении антигена Т-клеткам, гены 1г в значительной мере потеряли свою загадочность. По крайней мере мы видим, каким образом определенная аллельная форма гжкопротеина МНС класса II (Р) могла бы быть неэффективна в представлении Т-хелперам какой-то антигенной детерминанты А, но могла бы тем не менее представлять другие антигенные детерминанты-В, С, В и т.д. Например, форма Р может быть не способна связать молекулу антигена таким образом, чтобы эффективно представить детерминанту А. В другом случае среди Т-клеток особей, имеющих аллель Р, может не быть Т-хелперов, способных узнать комбинацию Р-(-А,-если, например, комбинация Р + А окажется сходной с каким-то своим гликопротеином МНС (самим по себе или ассоциированным с какой-то другой своей молекулой). В зтом случае Т-хелперы, реагирующие с Р -I- А, должны были элиминироваться при развитии толерантности ко всему своему в процессе онтогенеза жмфоцитов (такую толерантность мы кратко рассмотрим ниже). [c.64]

Побеги, изолированные от взрослого материнского растения (черенки), способны вновь образовывать корни и превращаться в самостоятельное растение, причем интенсивность корнеобразования у таких черенков зависит от ряда внешних и внутренних факторов, и в частности от баланса природных регуляторов роста (Турецкая, 1961 Турецкая, Кефели, Коф, 1966 Kefeli, 1968). Ризогенез стеблевых черенков представляет собой удобную модель для изучения индукционных процессов — образования новых тканей и целых органов. Формирование корневых зачатков из тканей стебля можно рассматривать как смену программ развития, которые определяются индукторными веществами, вызывающими появление заранее запрограммированных последовательных процессов (Боннер, 1968). Клетки тканей стебля под действием эндогенных фитогормонов как бы перестраивают направление своего метаболизма, и в них начинается биосинтез новых продуктов, ведущих к заложению корневых зачатков. Дифференциаш я новых органов не ограничивается действием одних фитогормонов. Она тесно связана и с процессом синтеза белков, специфических для разных этапов онтогенеза (Бутенко, 1964 Бутенко, Володарский, 1967). [c.127]

Ризогенез — образование корней на черенках — представляет собой процесс формирования нового органа из клеток материнского растения (Турецкая, 1961). Ризогенез — в сущности удобная модель для изучения морфогенетических процессов образования новых тканей и целых органов. Формирование корневых зачатков из тканей стебля можно рассматривать как смену программ развития, которые определяются индукторными веществами, вызывающими появление заранее запрограммированных последовательных превращений (Боннер, 1968). Клетки тканей стебля под действием эндогенных фитогормонов как бы перестраивают направление своего метаболизма, и в них открываются биосинтезы новых продуктов, ведущих к заложению корневых зачатков. Дифференциация новых органов не ограничивается действием одних фитогормонов, она тесно связана и с процессом синтеза белков, специфических для разных этапов онтогенеза (Бутенко, 1964 Бутенко, Володарский, [c.177]

Полиплоидия в онтогенезе С.tropi alis была выявлена [52, 68] при помощи морфологического (объем клетки и ядра), биохимического (количество ДНК в клетке), цитофлуориметрического (количество ядер-ной ДНК) и цитологического (чило хромосом) методов. [c.47]

Возможны и другие причины наличие определенных внутриклеточных взаимоотношений, связанных с размерами клетки, ядра, хромосом, сложившихся исторически и определяющих онтогенез растений (длительность клеточного цикла). Дарлингтон [73] указывает, что тетра-плоиды не встречаются в некоторых родах с более крупными хромосомами, таких как Lilium, Tritillaria, и высказывает соображение об ограничении размера хромосом минимальными размерами клеток, особенно в камбиальных клетках, с которыми связан вторичный рост. [c.75]

На рис. 11 цифрами 5 и 6 обозначены паренхимные клетки. Описаин1,1е до этого времени элементы 2, 3, 4, 7, 8. 9 являю гся прозенхимными, т. е. они после образования из камбия быстро теряют свой протопласт и в различной степени выполняют проводящие и механические функции. Продольная паренхима 5 и веретенообразная паренхима 6, как и другие элементы, изображенные на рис. И, завершают свой онтогенез в год своего образования, но по какой-то причине сохраняют свои протопласты, пока являются частью заболони. В противопололсность прозенхиме древесины древесная паренхима некоторое время продолжает жить и функционирует, главным образом, как ткань, выполняющая запасные функции. [c.59]

Каковы же причины генетической нестабильности культивируемых клеток Таких причин несколько. Прежде всего — это генетическая неоднородность исходного материала (гетерогенность экспланта). У многих растений дифференцированные ткани характеризуются наличием клеток разной плоидности и лишь активно пролиферирующие в течение онтогенеза ткани, такие, как верхушечные меристемы, камбий и другие, остаются всегда диплоидными. Другой причиной может быть длительное пассирование тканевых и клеточных культур, приводящее к накоплению в них генетических изменений, в том числе к неравномерному изменению плоидности. Нарушение коррелятивных связей при изолировании участков тканей растений и помещении их на питательную среду также приводит к генетической нестабильности клеток. Подобные результаты могут быть связаны и с влиянием на генетический аппарат клетки входящих в состав питательных сред фитогормонов. В качестве гормонов в питательные среды для каллусообразования обязательно входят ауксины и цитокинины. О мутагенном действии этих веществ известно из целого ряда работ. Наиболее активным мутагенным препаратом является 2,4-Д, входящий в состав большинства питательных сред. Цитокинины, в частности кинетин, способствуют полиплоидизации клеток. [c.89]

Дифференцированные клетки в нормальном растении могут иметь разную степень плоидности, но для отдельных видов характерно наличие только диплоидных клеток. Однако в процессе онтогенеза могут возникать клетки с разной плоидностью. Например, экспериментально доказано, что в меристемных тканях, наряду с фактором видового постоянства числа хромосом, почти у 80 % покрытосеменных растений в процессе дифференцировки в соматических клетках может происходить эндоредупликация хромосом и формирование тканей различного уровня плоидности. Для вегетативно размножаемых и апомиктичных растений характерно образование с высокой частотой анеуплоидных клеток. Усиление хромосомных перестроек, приводящих к появлению химерности и миксоп-лоидии у растений, наблюдается при изменении условий произрастания, особенно при их резком ухудшении засоление почв, повышенные или пониженные температуры, применение гербицидов или пестицидов, минеральных удобрений в повышенных дозах и др. Эти и другие факторы могут приводить к физиологическим нарушениям, связанным, в первую очередь, с появлением аномальных митозов и формированием клеток с числом хромосом, отличающимся от такового в материнской ткани. [c.139]

Жизненный цикл фага Т4 стал классическим примером онтогенеза вирусов. Эксперимент, впервые проведенный Эмори Эллис и Максом Дельбрюком, позволил установить общую последовательность событий. Растущие клетки Е. соИ заражали фагом Т4 так, что в среднем на одну клетку приходилось по одной фаговой частице. В течение двух-трех минут инкубации большинство фагов адсорбировалось на клетках. Все не-адсорбировавшиеся фаги затем инактивировали, добавляя антифаговую сыворотку. Через несколько минут после этого культуру разбавляли в несколько сот раз питательной средой для того, чтобы понизить концентрацию антител и предупредить инактивацию фагового потомства. Через определенные промежутки времени в пробах инфицированной культуры определяли концентрацию инфицирующих единиц, высевая на чашки с индикаторными бактериями и подсчитывая число стерильных пятен (негативных колоний) на газоне. Результаты графически представлены на рис. 7.1, Л. В течение первых 24 мин после прикрепления фага к клетке число инфицирующих единиц в культуре оставалось постоянным. В этот период каждая негативная колония образовывалась отдельной инфицированной клеткой, из которой потомство фага выходило после того, как клетка оказывалась на поверхности агара. По прошествии этих 24 мин число инфицирующих единиц в культуре начинает [c.191]

Существенное преимущество растений по сравнению с животными, важное для генетики соматических клеток, заключается в том, что гаплоидные клетки растений можно культивировать in vitro. В процессе онтогенеза всех растений происходит смена гаплоидных и диплоидных фаз. У мхов и печеночников доминирует гаплоидная фаза. Эта фаза, называемая гаметофитом, сохраняется и у высщих растений, хотя у них она сильно редуцирована. В процессе мейоза образуются мужские и женские клетки, которые проходят несколько митотических делений. Диплоидность восстанавливается при оплодотворении. Клетки гаплоидной фазы можно поддерживать в культуре. В такой культуре клеток легко тестировать проявление рецессивных маркеров подобно тому, как это делается при работе с ауксотрофными маркерами бактерий. При использовании соответствующих селективных сред можно проводить скрининг больщих популяций клеток, подбирая условия, при которых способность к пролиферации сохраняют только нужные мутанты. [c.329]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология