Загальні закономірності регуляції онтогенезу

Молекулярно-генетичні механізми онтогенезу в чому схожі у організмів різного філогенетичного рівня і грунтуються на фундаментальних процесах активації та репресії. Стартовим сигналом до багатьох процесів розвитку служить позиційна інформація яйцеклітини материнського організму.
У процесах детермінації і диференціації, що призводить до різноманіття клітин і тканин, ключовим фактором є диференціальна експресія генів. У еукаріотів вона носить багаторівневий характер. Гени, що регулюють розвиток, являють собою систему, організовану за ієрархічним принципом. Активація одних генів включає експресію інших, а регуляція експресії може відбуватися на будь-якому рівні. Така складна морфогенетична ланцюжок може бути запущена одним геном, який «включає» комплекс послідовних формообразовательних подій. Гени, що запускають такий «каскад», отримали в біології розвитку назва «гени-панове» (Master Genes), а структурні гени останнього рівня – «гени-раби» (Slaves Genes). Між ними розташовуються численні регуляторні гени, до яких належать і гомеозісние. Існують регуляторні гени, які контролюють гомеозісние гени, також як і гени, контрольовані ними. Диференціальна експресія забезпечується взаємодією багатьох регуляторних генів. Схематично це можна представити наступним чином:
Гени «материнського ефекту» → «Гени-панове» → Система регуляторних генів → Структурні гени
Молекулярно-генетичні механізми онтогенезу дуже складні, не всі деталі в даний час зрозумілі. Ці складності послужили причиною численних спекуляцій. У околонаучной середовищі віддавна широку популярність має поняття «біополе», що припускає зовнішній фактор розвитку організму невідомої фізичної природи. У колишні часи концепцію «біополя» поділяли і деякі вчені-ембріологи. «Біополе» різні автори приписують різні функції, але однією з основних є функція формоутворення.
Проте вивчення морфогенетичних закономірностей показує, що формообразовательние процеси обумовлені специфікою послідовностей експресії різних генів, що запускаються зазвичай одним геном. Це зайвий раз переконує в необгрунтованості теорії «біополя» як особливого чинника онтогенезу. Формообразовательние процеси залежать від молекулярно-генетичних процесів, так само як і інші онтогенетические процеси. Дуже наочно демонструють це гомеозісние мутації.
* * *
Таким чином, ми можемо бачити, що сучасна ембріологія настільки тісно пов’язана з генетикою, що фактично стала її розділом. Успіхи генетики формують сучасний вигляд біології розвитку. Однак не треба забувати і можливості інших наук.
Фундаментальні закони світобудови в даний час неминуче розглядаються в рамках системного підходу. Ймовірно, в природі існує єдиний спосіб побудови складних систем, що обумовлює всі формообразовательние процеси, від молекулярного до организменного рівня.
Біологію розвитку чекають революційні відкриття, які, можливо, радикально змінять наші уявлення про онтогенезі.

Посилання на основну публікацію