Mikä on morfogeneesi?

Morfogeneesi on tärkeä kehitysbiologian prosessi, jossa organismit kehittävät sille ominaisia ​​muotoja. Tämä sisältää kudosten, elinten ja koko organismin muotojen kehittämisen – se ei rajoitu vain organismin koko muotoon. Tätä prosessia, jolla muoto määritellään, ohjaa epäsuorasti olennon geneettinen rakenne. Erilaiset prosessit, kuten kemialliset signaalit, joihin liittyy hormoneja, ja solujen kehitysmallien aiheuttamat fyysiset rasitukset, saavat solut kehittymään tietyllä tavalla, mikä johtaa erityismuotoisten elinten muodostumiseen. Vaikka morfogeneesiä tutkitaan yleensä erillään solukasvusta, nämä kaksi ovat olennaisesti samanlaisia ​​yksisoluisten organismien kehityksessä, koska tällaisen olennon muoto määräytyy sen yhden solun muodon perusteella.

Kehitysbiologiassa on monia erilaisia ​​elementtejä, jotka lopulta vaikuttavat morfogeneesiin. Solujen erilaistuminen, prosessi, jolla yksi solu jakautuu muodostaen monia, on tärkeä, koska monet elinten muodoista, jotka johtavat organismin yleiseen muotoon, määritetään solujen erilaistumismallien perusteella. Esimerkiksi varhaisessa kehityksessä ensimmäinen solu jakautuu kahtia, mutta nämä kaksi solua eivät välttämättä jakaudu symmetrisesti. Eri solut jakautuvat eri aikoina aiheuttaen siten epäsymmetristä kehitystä, joka monien myöhempien jakautumisten jälkeen johtaa muotoon. Nämä epäsymmetriat johtuvat yleensä proteiinien tai muiden kemiallisten ja alueellisten elementtien suorittamista geneettisistä ohjeista.

Solujen kasvu on toinen tärkeä kehitysbiologian osa, joka edistää morfogeneesiä. Solukasvu kuvaa sitä, kuinka paljon solu kasvaa sen organellien ja sytoplasman suhteen. Jotkut solut kasvavat melko suuriksi, kun taas toiset pysyvät melko pieninä. Eri solukokoilla on tärkeä osa morfogeneesiä, koska erikokoiset solut voivat yhdistyä monin eri tavoin tuottamaan eri muotoisia elimiä.

Morfogeneesi on suhteellisen herkkä prosessi, joka voidaan häiritä tai muuttaa monin eri tavoin. Kehitysgeenit tutkivat usein morfogeneesiä deaktivoimalla tiettyjä kohdennettuja geenejä, jotka tallentavat geneettisiä ohjeita tietyille soluille tuottaakseen signaaleja, jotka laukaisevat tai pysäyttävät solujen kasvun ja erilaistumisen eri näkökohdat. Usein tällaiset kokeet johtavat organismeihin, jotka eivät kehity tarpeeksi selviytyäkseen alkion kehityksestä. Joissakin tapauksissa tietyt tärkeät elimet eivät muodostu kokonaan, kun taas toisissa erilaistuminen ei välttämättä tapahdu riittävästi, jotta elinten muodot kehittyisivät ollenkaan. Tutkimalla morfogeneesiä tällä tavalla tutkijat voivat yhdistää tiettyjä geenejä tiettyihin kehitystoimintoihin.