Morphogenesis (von der griechischen Morphê-Gestalt und Entstehungsentwicklung, wörtlich, "Anfang der Gestalt") ist der biologische Prozess, der einen Organismus veranlasst, seine Gestalt zu entwickeln. Es ist einer von drei grundsätzlichen Aspekten der Entwicklungsbiologie zusammen mit der Kontrolle des Zellwachstums und der Zellunterscheidung.

Die Prozesssteuerung der organisierte Raumvertrieb von Zellen während der embryonischen Entwicklung eines Organismus. Morphogenesis kann auch in einem reifen Organismus in der Zellkultur oder innerhalb von Geschwulst-Zellmassen stattfinden. Morphogenesis beschreibt auch die Entwicklung von einzelligen Lebensformen, die keine embryonische Bühne in ihrem Lebenszyklus haben, oder die Evolution einer Körperstruktur innerhalb einer taxonomischen Gruppe beschreibt.

Antworten von Morphogenetic können in Organismen durch Hormone durch Umweltchemikalien im Intervall von Substanzen veranlasst werden, die durch andere Organismen zu toxischen Chemikalien oder Radionukliden erzeugt sind, veröffentlicht als Schadstoffe und andere Werke, oder durch mechanische durch das Raummustern der Zellen veranlasste Betonungen.

Geschichte

Einige der frühsten Ideen darauf, wie physische und mathematische Prozesse und Einschränkungen biologisches Wachstum betreffen, wurden von D'Arcy Wentworth Thompson und Alan Turing geschrieben. Diese Arbeiten haben die Anwesenheit chemischer Signale und physikochemischen Prozesse wie Verbreitung, Aktivierung und Deaktivierung im zellularen und organismic Wachstum verlangt. Das vollere Verstehen der an wirklichen Organismen beteiligten Mechanismen hat die Entdeckung der DNA und die Entwicklung der molekularen Biologie und Biochemie verlangt.

Der Begriff Histomorphogenesis wurde von Ricqlès ins Leben gerufen u. a. (2001) für denselben Prozess in der Knochen-Histologie.

Molekulare Basis

Mehrere Typen von Molekülen sind während morphogenesis besonders wichtig. Morphogens sind auflösbare Moleküle, die ausgießen und Signale dass Kontrollzellunterscheidungsentscheidungen auf eine von der Konzentration abhängige Mode tragen können. Morphogens handeln normalerweise durch die Schwergängigkeit zu spezifischen Protein-Empfängern. Eine wichtige Klasse von an morphogenesis beteiligten Molekülen ist Abschrift-Faktor-Proteine, die das Schicksal von Zellen bestimmen, indem sie mit DNA aufeinander gewirkt wird. Diese können für vom Master Durchführungsgene codiert werden und entweder aktivieren oder die Abschrift anderer Gene ausschalten; der Reihe nach können diese sekundären Genprodukte den Ausdruck noch anderer Gene in einer Durchführungskaskade regeln. Eine andere Klasse von an morphogenesis beteiligten Molekülen ist Moleküle dieses Kontrollzellfestkleben. Zum Beispiel, während gastrulation, schalten Klumpen von Stammzellen ihr Zelle-zu-Zelle-Festkleben aus, werden wandernd, und nehmen neue Positionen innerhalb eines Embryos auf, wo sie wieder spezifische Zellfestkleben-Proteine aktivieren und neue Gewebe und Organe bilden. Mehrere Beispiele, die die Rollen von morphogens, Abschrift-Faktoren und Zellfestkleben-Molekülen in morphogenesis illustrieren, werden unten besprochen.

Zellbasis

Morphogenesis entsteht wegen Änderungen in der Zellstruktur, oder wie Zellen in Geweben aufeinander wirken. Bestimmte Zelle tippt "Sorte". "Sich von selbst erledigende" Zelle bedeutet, dass, wenn die Zellen physisch aufeinander wirken, sie sich bewegen, um zur Sorte in Trauben, die Kontakt zwischen Zellen desselben Typs maximieren. Die Fähigkeit von Zellen zu tun kommt das aus dem Differenzialzellfestkleben. Zwei gut studierte Typen von Zellen, die sich von selbst erledigen, sind epithelische Zellen und mesenchymal Zellen. Während der embryonischen Entwicklung gibt es einige Zellunterscheidungsereignisse, während deren mesenchymal Zellen epithelische Zellen werden und in anderen Zeiten epithelische Zellen in mesenchymal Zellen differenzieren (sieh Epithelischen-mesenchymal Übergang). Im Anschluss an den epithelischen-mesenchymal Übergang können Zellen weg von einem Epithel abwandern und dann mit anderen ähnlichen Zellen in einer neuen Position verkehren.

Festkleben

Während der embryonischen Entwicklung werden Zellen auf verschiedene Schichten wegen Differenzialsympathien eingeschränkt. Eine der Weisen, wie das vorkommen kann, ist, wenn Zellen dieselben Zelle-zu-Zelle-Festkleben-Moleküle teilen. Zum Beispiel, homotypic Zellfestkleben kann Grenzen zwischen Gruppen von Zellen aufrechterhalten, die verschiedene Festkleben-Moleküle haben. Außerdem können Zellen gestützt auf Unterschieden im Festkleben zwischen den Zellen sortieren, so sogar können sich zwei Bevölkerungen von Zellen mit verschiedenen Niveaus desselben Festkleben-Moleküls von selbst erledigen. In Zellkulturzellen, die die stärkste Festkleben-Bewegung zum Zentrum Mischanhäufungen von Zellen haben.

Die für das Festkleben verantwortlichen Moleküle werden Zellfestkleben-Moleküle (NOCKEN) genannt. Mehrere Typen von Zellfestkleben-Molekülen sind bekannt, und eine Hauptklasse dieser Moleküle sind cadherins. Es gibt Dutzende von verschiedenen cadherins, die auf verschiedenen Zelltypen ausgedrückt werden. Cadherins binden zu anderem cadherins auf eine ähnliche-zu-artig Weise: E-cadherin (gefunden auf vielen epithelischen Zellen) bindet bevorzugt zu anderen E-cadherin Molekülen. Zellen von Mesenchymal drücken gewöhnlich andere cadherin Typen wie N-cadherin aus.

Matrix von Extracellular

Die extracellular Matrix (ECM) wird mit dem Trennen von Geweben, der Versorgung der Strukturunterstützung oder der Versorgung einer Struktur für Zellen beteiligt, um darauf abzuwandern. Collagen, laminin, und fibronectin sind ECM Hauptmoleküle, die verborgen und in Platten, Fasern und Gele gesammelt werden. Empfänger von Multisubunit transmembrane haben gerufen integrins werden verwendet, um zum ECM zu binden. Integrins verpflichten extracellularly zu fibronectin, laminin, oder andere ECM Bestandteile, und intrazellulär zu Mikroglühfaden bindenden Proteinen α-actinin und talin, den cytoskeleton mit der Außenseite zu verbinden. Integrins dienen auch als Empfänger, um Signal transduction Kaskaden auszulösen, wenn sie zum ECM binden. Ein gut studiertes Beispiel von morphogenesis, der ECM einschließt, ist Milchdrüse ductal das Ausbreiten.

Siehe auch

• Embryogenesis
• Muster-Bildung
• Französisches Fahne-Modell
• Reaktionsverbreitung
• Neurulation
• Gastrulation
• Leitung von Axon
• Augenentwicklung
• Polyblasennierekrankheit 2
• Taufliege embryogenesis
• Ricqles, A. DE; Mateus, O.; Antunes, M. Telles; & Taquet, P. (2001). Histomorphogenesis von Embryos von Oberem Jurassic Theropods von Lourinhã (Portugal). Comptes rendus de l'Académie des sciences - Série IIa - Sciences de la Terre et des planètes. 332 (10): 647-656.

Links

• Künstliches Lebensmodell von mehrzellularem morphogenesis mit autonom erzeugten Anstiegen für die Stellungsinformation