Ензимологія

Дата добавления: 2014-07-26 | Просмотров: 1680

Онтогенез делится на два периода:

1. эмбриональный — от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек;

2. постэмбриональный — от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма.

Эмбриональный период

В эмбриональном периоде выделяют три основных этапа: дробление, гаструляцию и первичный органогенез.

Дробление

Дробление — ряд последовательных митотических делений оплодотворенного или инициированного к развитию яйца. Дробление представляет собой первый период эмбрионального развития, который присутствует в онтогенезе всех многоклеточных животных и приводит к образованию зародыша, называемого бластулой (зародыш однослойный).

Гаструляция (впячивание) — гаструла формируется в результате инвагинации клеток. В ходе гаструляции, клетки зародыша практически не делятся и не растут. Происходит активное передвижение клеточных масс (морфогенетические движения). В результате гаструляции формируются зародышевые листки (пласты клеток). Гаструляция приводит к образованию зародыша, называемого гаструлой.

Первичный органогенез

Первичный органогенез — процесс образования комплекса осевых органов. В разных группах животных этот процесс характеризуется своими особенностями. Например, у хордовых на этом этапе происходит закладка нервной трубки, хорды и кишечной трубки.

В ходе дальнейшего развития формирование зародыша осуществляется за счет процессов роста, дифференцировки и морфогенеза. Рост обеспечивает накопление клеточной массы зародыша. В ходе процесса дифференцировки возникают различно специализированные клетки, формирующие различные ткани и органы. Процесс морфогенеза обеспечивает приобретение зародышем специфической формы.

Постэмбриональное развитие

Постэмбриональное развитие бывает прямым и непрямым.

1. Прямое развитие — развитие, при котором появившийся организм идентичен по строению взрослому организму, но имеет меньшие размеры и не обладает половой зрелостью.

2. Непрямое развитие (личиночное развитие, развитие с метаморфозом) — появившийся организм отличается по строению от взрослого организма, обычно устроен проще, может иметь специфические органы, такой зародыш называется личинкой. Личинка питается, растет и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослому организму (имаго).

Гипотеза дифференциальной активности генов – возникновение различий между клетками, тканями, органами. До 7 дня зигота тотипотентна, т.е. из любой её кл можно вырастить целый организм или орган. После 7 дня тотипотентность теряется из-за дифференцировки. Все структурные кл условно делят на 3 типа: 1) гены “домашнего” хоз-ва – работующего во все кл организма; 2) гены, работающие в специализированных тканях; 3) гены, выполняющ. 1-ну узкую функцию.

Эмбриональная индукция — взаимодействие между частями развивающегося организма у многоклеточных беспозвоночных и всех хордовых.

Согласно этой гипотезе, существуют определенные клетки, которые действуют как организаторы на другие, подходящие для этого клетки. В условиях отсутствия клеток-организаторов такие клетки пойдут по другому пути развития, отличном от того, в котором они развивались бы в условиях присутствия организаторов. Проиллюстрировать это можно тем самым экспериментом 1924-го года, показавшим, что дифференцировка в значительной степени контролируется влиянием цитоплазмы клеток одного типа на клетки другого типа.

Эксперимент

Г. Шпеман и его сотрудница Х. Мангольд открыли зародышей амфибий «организатор». Контрольный эксперимент был проведен Хильдой Мангольд в 1921 году. Она вырезала кусочек ткани из дорсальной губы бластопора гаструлы гребенчатого тритона (Triturus cristatus) со слабопигментированным зародышем, и пересадила ее в вентральную область другой гаструлы близкого вида, тритона обыкновенного (T. vulgaris), зародыш которого характеризуется обильной пигментацией. Эта естественная разница в пигментации позволила различить в химерном зародыше ткани донора и реципиента. Клетки дорсальной губы при нормальном развитии образуют хорду и мезодермальные сомиты (миотомы). После пересадки у гаструлы-реципиента из тканей трансплантата развивалась вторая хорда и миотомы. Над ними из эктодермы реципиента возникала новая дополнительная нервная трубка

Ензимологія

Основу життєдіяльності будь-якого організму складають хімічні процеси. Практично усі реакції у живому організмі відбуваються за участю природних біокаталізаторів, які називаються ферментами, або ензимами. Серед великої кількості енергетично можливих реакцій ферменти вибірково перетворюють реагенти, що називаються субстратами, по фізіологічно корисному шляху. Таким чином, ферменти керують усіма метаболічними процесами організму.

В науковій літературі українською мовою затвердились обидва терміни: «ферменти» та «ензими», але перевагу надають терміну «фермент», хоча наука про ферменти називається ензимологією. Слово «фермент» походить від лат. fermentum – закваска, а «ензим» – від гр. en – в, всередині і zyme – дріжджі. Дана термінологія виникла історично під час вивчення ферментативних процесів спиртового бродіння.

Становлення ензимології як науки відбулося на початку ХІХ ст. Активний її розвиток продовжується і в наш час. Завданням цієї науки є визначення ролі окремих ферментів в прискоренні хімічних реакцій, що відбуваються в організмі, виділення і очищення ферментів, встановлення їхньої структури, дослідження механізму дії, вивчення кінетичних характеристик і особливостей регуляції активності in vivo.

Для практичної медицини важливість ензимології обумовлена тим, що вона дає фармакологам інструмент направленої зміни метаболізму клітини шляхом впливу певними хімічними речовинами на активність ферментів. Велика кількість фармацевтичних препаратів є інгібіторами ферментів. Інша, не менш важлива задача ензимології для практичної медицини – використання методів визначення активності ферментів у біологічних рідинах для діагностики захворювань. Крім того, виділені і очищені ферменти можуть використовуватися як терапевтичні засоби.