Midblastula

W biologii rozwojowej przejście midblastuli lub midblastuli ( MBT ) występuje na etapie blastuli rozwoju embrionalnego u zwierząt innych niż ssaki. Na tym etapie zarodek nazywany jest blastulą. Szereg zmian w blastuli, które charakteryzują przejście midblastuli, obejmuje aktywację transkrypcji genu zygotycznego , spowolnienie cyklu komórkowego , zwiększoną asynchronię podziału komórek i wzrost ruchliwości komórek.

Blastula przed MBT

To jest zarodek 4 godziny po zapłodnieniu, zanim przeszedł MBT. Obecne są 3 warstwy: syncytialna warstwa żółtka (YSL), warstwa otaczająca (EVL) i głębokie komórki (DEL).

Zanim zarodek przejdzie przejście midblastuli, znajduje się w stanie szybkiej i ciągłej replikacji komórek. Cykl komórkowy jest bardzo krótki. Komórki w zygocie również replikują się synchronicznie, zawsze przechodząc podziały komórkowe w tym samym czasie. Zygota nie wytwarza własnego mRNA , ale raczej wykorzystuje mRNA, które zostały wyprodukowane w matce i załadowane do komórki jajowej w celu wytworzenia białek niezbędnych do wzrostu zygoty. Zygotyczny DNA ( materiał genetyczny ) nie jest używany, ponieważ jest represjonowany przez różne mechanizmy, takie jak metylacja . Ten stłumiony DNA jest czasami określany jako heterochromatyna i jest ciasno upakowany wewnątrz komórki, ponieważ nie jest używany do transkrypcji.

Charakterystyka czołgu podstawowego

Matczyne przejście zygotyczne. Zmiany w RNA w czasie, gdy zarodek przechodzi zmiany w strukturze od etapu 1 komórki do stadium gastruli. Spadek stężenia matczynego RNA wskazuje na przejście midblastuli. Niebieska linia reprezentuje matczyny mRNA, a czerwona linia reprezentuje zygotyczny mRNA.

Zanim zygota przejdzie przejście midblastuli, znajduje się w stanie szybkiej i ciągłej replikacji komórek.

Cykl komórkowy z fazami G1 i G2. Pomarańczowe kółko pokazuje, jak wygląda cykl komórkowy przed MBT. Wielokolorowe wewnętrzne kółko pokazuje, jak wygląda cykl komórkowy po MBT i dodaniu faz G1 i G2.

Aktywacja transkrypcji genu zygotycznego

Na tym etapie zygota zaczyna wytwarzać własne mRNA, które są tworzone z jej własnego DNA i nie wykorzystuje już matczynego mRNA. Można to również nazwać przejściem matczynym w zygotyczne . Matczyne mRNA są następnie degradowane. Ponieważ komórki dokonują teraz transkrypcji własnego DNA, na tym etapie po raz pierwszy obserwuje się ekspresję genów ojcowskich .

Zmiany cyklu komórkowego

Kiedy zygota zaczyna wytwarzać własne mRNA, cykl komórkowy zaczyna zwalniać, a fazy G1 i G2 są dodawane do cyklu komórkowego. Dodanie tych faz daje komórce więcej czasu na sprawdzenie nowego materiału genetycznego, który wytwarza, aby upewnić się, że nie ma mutacji. Asynchroniczny charakter podziałów komórkowych jest ważną zmianą zachodzącą podczas/po MBT.

Ruchliwość komórek

Czas MBT

Czas MBT jest różny dla różnych organizmów. Danio pręgowany występuje w cyklu 10, ale występuje w cyklu 13 zarówno u Xenopus , jak i Drosophila . Uważa się, że komórki mierzą czas MBT, mierząc nukleocytoplazmatyczny , czyli stosunek objętości jądra zawierającego DNA do objętości cytozolu. Dowody na tę hipotezę pochodzą z eksperymentów pokazujących, że czas MBT można przyspieszyć, dodając dodatkowe DNA w celu powiększenia jądra lub zmniejszając o połowę ilość cytoplazmy. Dokładne metody, dzięki którym komórka osiąga tę kontrolę, nie są znane, ale uważa się, że obejmują białka w cytosolu .

U Drosophila czynnik transkrypcyjny palca cynkowego Zelda jest związany z regionami regulatorowymi genów wyrażanych przez zygotę, a u danio pręgowanego białko homeodomeny Pou5f3 (paralog ssaczego POU5F1 (OCT4) pełni analogiczną rolę. Bez funkcji tych białek Synchronizacja ekspresji genów MBT jest zakłócona, ale konkretne mechanizmy koordynowania czasu ekspresji genów są nadal nieznane, ale są badane.

^ ^a ^b ^c Kane D, Kimmel C (1993). „Przejście midblastula danio pręgowanego” . Rozwój . 119 (2): 447–456. doi : 10.1242/dev.119.2.447 . PMID 8287796 .
^ ^{ab Meehana R, Dunicana D, Ruzova A}^, Pennings S (2005). „Epigenetyczne wyciszanie w embriogenezie”. Do potęgi. Biol komórkowy . 309 (2): 241–249. doi : 10.1016/j.yexcr.2005.06.023 . PMID 16112110 .
^ ^a ^b ^c Masui Y, Wang P (1998). „Przejście cyklu komórkowego we wczesnym rozwoju embrionalnym Xenopus laevis” (PDF) . Biol. komórka . 90 (8): 537–548. doi : 10.1016/S0248-4900(99)80011-2 . PMID 10068998 . ^{[ stały martwy link ]}
^ Mita I Obata C (1984). „Czas wczesnych zdarzeń morfogenetycznych w zarodkach tetraploidalnej rozgwiazdy” . J. Exp. zoo . 229 (2): 215–222. doi : 10.1002/jez.1402290206 . Zarchiwizowane od oryginału w dniu 05.01.2013 r.
^ Mita I (1983). „Badania nad czynnikami wpływającymi na czas wczesnych zdarzeń morfogenetycznych podczas embriogenezy rozgwiazdy”. J. Exp. zoo . 225 (2): 293–9. doi : 10.1002/jez.1402250212 . ^{[ martwy link ]}
Bibliografia _ Li, XY; Kaplan, T; Botchan, MR; Eisen, MB (październik 2011). „Wiązanie Zelda we wczesnym zarodku Drosophila melanogaster oznacza regiony aktywowane następnie podczas przejścia od matki do zygoty” . PLOS Genet . 7 (10): e1002266. doi : 10.1371/journal.pgen.1002266 . PMC 3197655 . PMID 22028662 .

[:0-1] Kane D, Kimmel C (1993). „Przejście midblastula danio pręgowanego” . Rozwój . 119 (2): 447–456. doi : 10.1242/dev.119.2.447 . PMID 8287796 .

[:1-2] {ab Meehana R, Dunicana D, Ruzova A}^, Pennings S (2005). „Epigenetyczne wyciszanie w embriogenezie”. Do potęgi. Biol komórkowy . 309 (2): 241–249. doi : 10.1016/j.yexcr.2005.06.023 . PMID 16112110 .

[:2-3] Masui Y, Wang P (1998). „Przejście cyklu komórkowego we wczesnym rozwoju embrionalnym Xenopus laevis” (PDF) . Biol. komórka . 90 (8): 537–548. doi : 10.1016/S0248-4900(99)80011-2 . PMID 10068998 . ^{[ stały martwy link ]}

[4] Mita I Obata C (1984). „Czas wczesnych zdarzeń morfogenetycznych w zarodkach tetraploidalnej rozgwiazdy” . J. Exp. zoo . 229 (2): 215–222. doi : 10.1002/jez.1402290206 . Zarchiwizowane od oryginału w dniu 05.01.2013 r.

[5] Mita I (1983). „Badania nad czynnikami wpływającymi na czas wczesnych zdarzeń morfogenetycznych podczas embriogenezy rozgwiazdy”. J. Exp. zoo . 225 (2): 293–9. doi : 10.1002/jez.1402250212 . ^{[ martwy link ]}

[6] Bibliografia _ Li, XY; Kaplan, T; Botchan, MR; Eisen, MB (październik 2011). „Wiązanie Zelda we wczesnym zarodku Drosophila melanogaster oznacza regiony aktywowane następnie podczas przejścia od matki do zygoty” . PLOS Genet . 7 (10): e1002266. doi : 10.1371/journal.pgen.1002266 . PMC 3197655 . PMID 22028662 .