Midblastula - Midblastula

v vývojová biologie, midblastula nebo přechod midblastula (MBT) dochází během blastula fáze embryonální vývoj. Během této fáze se embryo označuje jako blastula. Série změn blastuly, které charakterizují přechod midblastula, zahrnují aktivaci zygotický genová transkripce, zpomalení buněčný cyklus, zvýšená asynchronie v dělení buněk a zvýšení motility buněk.

Blastula před MBT

Jedná se o embryo 4 hodiny po oplodnění, než prošlo MBT. Jsou přítomny 3 vrstvy: žloutková syncyciální vrstva (YSL), obalová vrstva (EVL) a hluboké buňky (DEL).

Předtím, než embryo prochází přechodem midblastula, je ve stavu rychlé a stálé replikace buněk[1]. The buněčný cyklus je velmi krátká. Buňky v zygote se také replikují synchronně a vždy procházejí buněčným dělením ve stejnou dobu. Zygota nevyrábí vlastní mRNA ale spíše používá mRNA, které byly produkovány u matky a zavedeny do oocytů, aby produkovaly proteiny nezbytné pro zygotický růst[2]. Zygotická DNA (genetický materiál ) se nepoužívá, protože je potlačován různými mechanismy, jako je methylace[2]. Tato potlačovaná DNA se někdy označuje jako heterochromatin a je těsně zabalený uvnitř buňky, protože se nepoužívá k transkripci.

Charakteristika MBT

Mateřský zygotický přechod. Změny RNA v průběhu času, jak embryo prochází změnami struktury od stadia 1 buňky po stádium gastruly. Pokles koncentrace mateřské RNA ukazuje přechod midblastula. Modrá čára představuje mateřskou mRNA a červená čára představuje zygotickou mRNA.

Předtím, než zygota projde přechodem střední blastuly, je ve stavu rychlé a konstantní replikace buněk.

Buněčný cyklus s fázemi G1 a G2. Oranžový kruh ukazuje, jak vypadá buněčný cyklus před MBT. Vícebarevný vnitřní kruh ukazuje, jak vypadá buněčný cyklus po MBT a přidání fází G1 a G2.

Aktivace Zygotický Genový přepis

V této fázi začíná zygota produkovat své vlastní mRNA, které jsou vyrobeny z vlastní DNA, a již nepoužívá mateřskou mRNA[3]. To lze také nazvat přechod matky na zygotiku. Mateřské mRNA se poté degradují[3]. Vzhledem k tomu, že buňky nyní přepisují svou vlastní DNA, dochází v této fázi k expresi otcovské geny je poprvé pozorován[3].

Buněčný cyklus Změny

Když zygota začne produkovat svou vlastní mRNA, buněčný cyklus se začne zpomalovat a G1 a Fáze G2 jsou přidány do buněčného cyklu[1]. Přidání těchto fází umožňuje buňce mít více času na korekturu nového genetického materiálu, který vyrábí, aby zajistily, že nedojde k žádným mutacím. Asynchronní povaha buněčných dělení je důležitou změnou, ke které dochází během / po MBT.


Pohyblivost buněk

Načasování MBT

Načasování MBT se u různých organismů liší. Zebrafish MBT se vyskytuje v 10. cyklu[1], ale vyskytuje se v cyklu 13 v obou Xenopus a Drosophila. Předpokládá se, že buňky časují MBT měřením nukleocytoplazmatický poměr, což je poměr mezi objemem jádra, které obsahuje DNA, a objemem cytosolu. Důkazy pro tuto hypotézu pocházejí z experimentů, které ukazují, že načasování MBT lze urychlit přidáním další DNA[4] zvětšit jádro nebo snížit počet cytoplazmy na polovinu. Přesné metody, kterými buňka dosáhne této kontroly, nejsou známy, ale předpokládá se, že zahrnují bílkoviny v cytosol.

v Drosophila, transkripční faktor se zinkovým prstem Zelda je vázán na regulační oblasti genů exprimovaných zygotou a v zebrafish[5], protein homeodomény Pou5f3 (paralog savčího POU5F1 (OCT4) má obdobnou roli[6]. Bez funkce těchto proteinů je synchronita genové exprese MBT narušena, ale konkrétní mechanismy koordinace načasování genové exprese jsou stále neznámé, ale jsou studovány.

Reference

  1. ^ A b C Kane D, Kimmel C (1993). „Přechod zebrafish midblastula“. Rozvoj. 119 (2): 447–456. PMID  8287796.
  2. ^ A b Meehana R, Dunicana D, Růžová A, Pennings S (2005). "Epigenetické umlčení v embryogenezi". Exp. Cell Biol. 309 (2): 241–249. doi:10.1016 / j.yexcr.2005.06.023. PMID  16112110.
  3. ^ A b C Masui Y, Wang P (1998). "Přechod buněčného cyklu v časném embryonálním vývoji Xenopus laevis" (PDF). Biol. Buňka. 90 (8): 537–548. doi:10.1016 / S0248-4900 (99) 80011-2. PMID  10068998.[trvalý mrtvý odkaz ]
  4. ^ Mita I, Obata C (1984). „Načasování časných morfogenetických událostí u tetraploidních embryí hvězdic“. J. Exp. Zool. 229 (2): 215–222. doi:10.1002 / jez.1402290206. Archivovány od originál dne 05.01.2013.
  5. ^ Mita I (1983). "Studie faktorů ovlivňujících načasování časných morfogenetických událostí během embryogeneze hvězdic". J. Exp. Zool. 225 (2): 293–9. doi:10.1002 / jez.1402250212.[mrtvý odkaz ]
  6. ^ Harrison, MM; Li, XY; Kaplan, T; Botchan, MR; Eisen, MB (říjen 2011). „Vazba Zeldy v raných embryích embryí Drosophila melanogaster se následně aktivuje při přechodu z matky na zygotickou“. PLoS Genet. 7 (10): e1002266. doi:10.1371 / journal.pgen.1002266. PMC  3197655. PMID  22028662.