Биологията на развитието е изучаването на процеса, чрез който животните и растенията растат и се развиват.
Биологията на развитието също така обхваща биологията на регенерацията, асексуалното размножаване, метаморфозата и растежа и диференциацията на стволови клетки в организма на възрастните.
Основните процеси, участващи в ембрионалното развитие на животните, са: тъканен модел (чрез регионална спецификация и моделирана клетъчна диференциация); растеж на тъканите; тъканна морфогенеза.
Развитието на растенията включва процеси, подобни на тези на животните. Въпреки това растителните клетки са предимно неподвижни, така че морфогенезата се постига чрез диференциален растеж, без клетъчни движения. Също така, индуктивните сигнали и участващите гени са различни от тези, които контролират развитието на животните.
Клетъчната диференциация е процесът, при който в развитието възникват различни функционални типове клетки. Например, невроните, мускулните влакна и хепатоцитите (чернодробните клетки) са добре известни видове диференцирани клетки. Диференцираните клетки обикновено произвеждат големи количества от няколко протеина, които са необходими за тяхната специфична функция и това им придава характерния вид, който им позволява да бъдат разпознати под светлинния микроскоп. Гените, кодиращи тези протеини, са силно активни. Обикновено тяхната хроматинова структура е много отворена, позволявайки достъп на транскрипционните ензими, а специфичните транскрипционни фактори се свързват с регулаторните последователности в ДНК, за да активират генната експресия. Например NeuroDе ключов транскрипционен фактор за невронна диференциация, миогенин за мускулна диференциация и HNF4 за диференциация на хепатоцити. Клетъчната диференциация обикновено е последният етап на развитие, предшестван от няколко състояния на ангажираност, които не са видимо диференцирани. Една тъкан, образувана от един тип прогениторна клетка или стволова клетка, често се състои от няколко диференцирани типа клетки. Контролът на тяхното образуване включва процес на странично инхибиране, въз основа на свойствата на сигналния път на Нотч. Например, в невронната плоча на ембриона тази система работи за генериране на популация от невронални прекурсорни клетки, в които NeuroD е силно експресиран.
Регенерацията показва способността за повторно израстване на липсваща част. Това е много разпространено сред растенията, които показват непрекъснат растеж, а също и сред колониалните животни като хидроиди и асцидии. Но най-голям интерес от страна на биолозите за развитие е проявен към регенерирането на части в свободно живи животни. По-специално четири модела са били обект на много изследвания. Два от тях имат способността да регенерират цели тела: Хидра, която може да регенерира всяка част от полипа от малък фрагмент, и планарните червеи, които обикновено могат да регенерират както глави, така и опашки. И двата примера имат непрекъснат клетъчен оборот, захранван от стволови клетки и поне в планария е доказано, че поне някои от стволовите клетки са плурипотентни. Другите два модела показват само дистална регенерация на придатъци. Това са придатъците на насекомите, обикновено краката на полуметаболните насекоми като щуреца и крайниците на земноводните от рода Urudele. Сега има значителна информация за регенерацията на крайниците на земноводни и е известно, че всеки тип клетка се регенерира сам, с изключение на съединителната тъкан, където има значително взаимно преобразуване между хрущяла, дермата и сухожилията. По отношение на модела на структурите, това се контролира чрез повторно активиране на сигнали, активни в ембриона. Все още има дебат относно стария въпрос дали регенерацията е „девствено“ или „адаптивно“ свойство. Ако случаят е такъв, с подобрени познания може да очакваме да можем да подобрим регенеративните способности при хората. Ако последното, тогава се предполага, че всеки случай на регенерация е възникнал чрез естествен подбор при обстоятелства, специфични за вида, така че не се очакват общи правила.
Сперматозоидът и яйцеклетката се сливат в процеса на оплождане, за да образуват оплодено яйце или зигота. Това преминава през период на деления, за да се образува топка или лист от подобни клетки, наречени бластула или бластодерма. Тези клетъчни деления обикновено са бързи без растеж, така че дъщерните клетки са наполовина по-малки от майчината клетка и целият ембрион остава приблизително със същия размер. Те се наричат деления на разцепване. Мишките от рода Ерiblast с първични полови клетки се подлагат на обширна епигенетични препрограмиране. Този процес включва деметилиране на ДНК в целия геном, реорганизация на хроматина и изтриване на епигенетичен отпечатък, което води до тотипотентност. Деметилирането на ДНК се извършва чрез процес, който използва пътя за възстановяване с ексцизия на ДНК.
This article uses material from the Wikipedia Български article Биология на развитието, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Съдържанието е достъпно под условията на лиценза CC BY-SA 4.0, освен ако не е посочено друго. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Български (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.