Клеточная активность при морфогенезе
Деление, дедифференцировка, перемещение и программированная гибель клеток при морфогенезе.
В основе морфогенеза, как и в основе гаструляции , лежат различные формы клеточной активности. Например, при регенерации головы у гидры клеточных делений не происходит: клетки только перемещаются и дифференцируются в соответствии с новым положением в теле гидры. После окончания регенерации начинается рост, связанный с делением клеток. Иначе ведут себя клетки при регенерации утраченной конечности у личинки тритона. На раневой поверхности образуется шапочка из недифференцированных клеток. Установлено, что эти клетки образуются из клеток различных тканей - хрящевой, мышечной, соединительной и др. Значит, при определенных условиях клетки могут утрачивать признаки тканевой специфичности. Этот процесс называется дедифференцировкой. Затем клетки "шапочки" начинают усиленно делиться и ведут себя примерно так же, как клетки почки конечности при ее нормальном развитии.
При морфогенезе важную роль играют миграции клеток. Процессом, похожим на миграцию, является направленный рост аксонов (длинных отростков нервных клеток). Морфогенез нервной системы - одна из наиболее интересных и интенсивно изучаемых областей эмбриологии. Ведь для нормального функционирования нервной системы должны возникать очень точные и сложные связи между клетками. В частности, аксоны должны уметь находить свою "мишень" - клетку, которой они посылают команды в виде нервных импульсов. Сейчас довольно многое известно о том, как образуются связи между нервными клетками.
Еще один важный для развития формы процесс - программируемая гибель клеток - апоптоз . Оказывается, что формирование "лишних" клеток, которым "на роду написано покончить самоубийством" - закономерное явление во многих процессах развития. Например, у нематоды Caenorhabditis (см. " ДРОБЛЕНИЕ ЗИГОТЫ ") в норме образуется на 131 клетку больше, чем есть у взрослого червя, и совершенно определенные клетки гибнут.
Практически у всех животных интенсивная гибель клеток происходит при формировании нервной системы.
В некоторых случаях значение гибели клеток для морфогенеза понятно. Например, при формировании пальцев клетки гибнут там, где между пальцами формируются выемки. А вот у уток эта программа гибели клеток в ходе эволюции утрачена - и между пальцами образуются перепонки.
Программируемая гибель клеток важна также при развитии с метаморфозом, когда личинка превращается во взрослую особь. Например, у головастика гибнут, а затем поглощаются фагоцитами клетки хвоста. У личинок мух гибнут почти все органы и ткани (кроме нервной системы), и тело взрослого насекомого формируется из небольших участков специальной ткани - имагинальных дисков.
Сейчас механизмы апоптоза клеток довольно хорошо изучены на молекулярном уровне. Оказалось, что в норме программа гибели есть у любой клетки. Она может запускаться из-за синтеза определенных белков, а сигналом к такому синтезу часто служат любые повреждения ДНК. Такой механизм весьма целесообразен: ведь клетка, в которой произошли мутации, может стать раковой, и ее "заблаговременное самоубийство" полезно для организма. А вот если программа гибели нарушилась - тогда клетка становится потенциально бессмертной. В результате еще нескольких мутаций она может стать родоначальницей опухоли. Таким образом, изучение программы клеточной гибели и способов воздействия на нее может помочь в лечении раковых заболеваний.
