Hur kan morfogenes påverkas av genuttryck

Reglering av genuttryck spelar en viktig roll vid morfogenes genom att kontrollera cellmekanismerna för celldelning och cellspecialisering. Dessutom regleras cellulärt beteende, såsom cellmigration, cellulära egenskaper såsom celladhesion såväl som apoptos, genom reglering av genuttryck, främjande av morfogenes.

Morfogenes är den biologiska processen genom vilken en organism utvecklar sin form. Det drivs av olika cellulära och utvecklingsprocesser som celldelning, cellspecialisering, apoptos, cellmigration och celladhesion. Eftersom denna process kontrollerar den särskilda fördelningen av en organism uppträder morfogenes huvudsakligen under embryonisk utveckling. De molekyler som är ansvariga för morfogenes är morfogener. De utsöndras tillväxtfaktorer som inducerar flera intracellulära signalvägar. Koncentrationsgradienten för morfogener bestämmer cellens öde. Cellens öde bestäms genom interaktioner av morfogener med cellulärt DNA vid olika nivåer.  Genetisk ritning eller genomet av den specifika organismen och miljön är två faktorer som är inblandade i bestämningen av morfogenesen hos en viss enhet.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är morfogenes
      - Definition, roll, morfogener
2. Hur kan morfogenes påverkas av genuttryck
     - Reglering av genuttryck genom morfogener

Nyckelord: Koncentration Gradient, Morfogenes, Morfogener, Reglering av genuttryck, Signalvägar

Vad är morfogenes

Morfogenes är processen för embryonisk utveckling, genom vilken en organism, ett organ eller en vävnad utvecklar sin form. Det sker genom olika cellulära processer som celldelning, cellspecialisering, cellmigration, celladhesion och apoptos. Det är också viktigt att organisera cellerna under vuxenstadiet. Det förekommer också i unicellulära organismer. Morfogenes i växter uppträder huvudsakligen genom differentiell tillväxt. Planter innehåller vanligen permanent morfogenetiska vävnader vars morfogenetiska potential beror på miljön. Morfogenes induceras genom att skicka signalmolekyler som är kända som morfogener produceras av specialiserade, intilliggande celler till de generiska cellerna.  

Hur kan morfogenes påverkas av genuttryck

Morfogener är molekylerna som är ansvariga för morfogenesen. Dom är vattenlösliga tillväxtfaktorer som ger sin effekt genom att inducera signalvägar. Vissa signaleringsvägar är plancellpolaritet (PCP, hak-signalering, vingefri (WNT), sonisk hedgehog (SHH), benmorfogenetisk protein (BMP), retinsyra (RA) och fibroblasttillväxtfaktor (FGF) morfogener bestämmer cellens öde. Dessa signaleringsvägar aktiverar slutligen transkriptionsfaktorer som förändrar genuttrycket. Reglering av genuttrycket genom cellsignaleringskaskader visas i Figur 1.

Figur 1: Genuttrycksreglering genom cell-signalkaskader

Som ett exempel stimulerar FGF-vägen signaleringsmolekyler såsom ERK, som reglerar genuttrycket vid både transkriptions- och posttranslationella nivåer. FGF-vägen är en typ av intracellulär receptor tyrosinkinas signalväg, som aktiverar vid bindning till tillväxtfaktorer, hormoner och cytokiner. Reglering av genuttryck genom FGF-vägen visas i figur 2.

Figur 2: FGF-vägen

Därför reglerar genregleringstjänster genuttrycket, reglerar nivåerna av mRNA och proteiner i en cell genom olika typer av molekylära regulatorer som interagerar med varandra. Reglering av genuttryck spelar en viktig roll vid morfogenes genom att kontrollera cellmekanismerna för celldelning och specialisering. Vidare styrs cellulärt beteende, såsom cellmigration, cellulära egenskaper såsom celladhesion såväl som apoptos, av regleringen av genuttryck, som främjar morfogenes. Därför orsakar högre koncentrationer av morfogener hög nivå av genuttrycksreglering medan lägre koncentrationer av morfogener orsakar låg nivå av genuttryck.

Slutsats

Morfogenes är den biologiska processen genom vilken formen av ett djur eller en växt bestäms. Morfogener är de extracellulära signaleringsmolekylerna som produceras av intilliggande celler för att främja morfogenes av generiska celler genom reglering av genuttryck under morfogenes.

Referens:

1. Basson, Albert. "Signalering i celldifferentiering och morfogenes." Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, Tillgänglig här.

Image Courtesy:

1. "Gene Regulatory Network" (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "FGF Pathway tm" Av Tylermiyawaki - Egent arbete (CC BY-SA 4.0) via Wikimedia Commons