Biologie člověka

Všechny klíčové procesy (proliferace, migrace, diferenciace a apoptóza) geneticky řízeny – spuštěny, zastaveny a modulovány

Řídící signál:

• Přímo z buňky – autospecifikace (autokrinní signalizace)

• Častěji z okolních buněk – indukce (proliferace, diferenciace,…) → kontakt s jinou buňkou, s extracelulární matrix, s rozpuštěnými signálními molekulami (většinou z blízkého okolí - parakrinní signály)

• Nezbytná interakce signální molekuly s cílovou buňkou → specifický receptor

• Na formování tkání se podílejí i fyzikální síly → mají funkci signální a stavební (hydrostatický tlak tekutiny vytváří lumen dutých útvarů…)

Genetická kontrola embryonálního vývoje:

• Specifická úloha vybraných genů:

  • HOX geny - homeotické ev. homeoboxové geny; → transkripční faktory

  • SRY (sex determining region of Y chromosome) – oblast určující pohlaví na chromosomu Y

  • SOX geny - evolučně starší autosomální homology (SRY- box obsahující geny). Např. SOX9 je nezbytný člen kaskády diferenciace varlete, spouštěný přímo SRY; nezbytný pro vytvoření chrupavčitých základů kostí z nediferencovaného mezenchymu (pod vlivem signalizace BMP). Mutace SOX9 způsobují poruchu vývoje skeletu s poruchou determinace pohlaví u mužů

  • BMP – kostní morfogenetické proteiny (bone morphogenetic

  • proteins)

  • PAX geny - důležité pro organogenezi; → transkripční faktory

  • MyoD (myogenic differentiation) - nezbytný pro diferenciaci buněk svalů

  • TBX geny – např. TBX4 → vývoj zadní končetiny; TBX5 → končetiny přední a podílí se na vývoji srdce

• HOX geny:

  • Komplexy regulačních genů (těsně vázané)

  • Přesná hierarchie jejich působení – přímý lineární vztah mezi pozicí genů a jeho dočasnou prostorovou expresí

  • Podmiňují embryonální vývoj ve směru předozadní tělové osy, vysoce konzervativní geny (identické sekvence u různých druhů organismů), expres během časné gastrulace

  • Určují specifikaci jednotlivých segmentů těla

  • Produkty HOX genů:

    • Transkripční faktory podmiňují organogenezi neurální trubice, ledvin, plic, střeva, zárodečných buněk apod., působí parakrinně, mohou spouštět několik vývojových programů jiných morfogenů v sousedních buňkách

    • Poruchy - Mutace HOXA/ 7+ mutace v dalších genech: Wolf- Hirschhornův syndrom; retardace růstu, mikrocefalie, rozštěp rtu/patra, defekty srdce, mentální retardace; Mutace HOX D/13 -Synpolydaktylie - heterozygoti: srostlé články dvou prstů a navýšení prstů rukou i nohou - homozygoti: těžce postiženi

  • Kontrolují migraci, diferenciaci, apoptózu buněk

  • Migrace během diferenciace:

    • Zejména před formací zárodečných vrstev

    • Na počátku organogeneze dochází ke snížení migrace

    • V dospělosti buňky navzájem přiléhají buněčné klony

• PAX geny:

  • Paired – box geny

  • Regulační geny – zásadní význam pro morfogenezi

  • Kódují tkáňově specifické transkripční faktory - např.: