Anmerkungen zur Entwicklung von Tier- und Pflanzenzellen (730 Wörter)

Entwicklung von Tier- und Pflanzenzellen!

Entwicklung:

Der Prozess, durch den ein vielzelliger Organismus aus einer einzelnen Zelle entsteht, wird als Entwicklung bezeichnet.

Es handelt sich dabei um eine schrittweise Entwicklungsstrategie, die als Epigenese bezeichnet wird. Dabei wird der einfache Embryo, der aus wenigen, grob organisierten Zelltypen besteht, schrittweise verfeinert, um einen komplexen Organismus mit vielen Zelltypen herzustellen, die eine sehr detaillierte Organisation aufweisen. Die Entwicklung umfasst fünf Hauptprozesse, die miteinander verknüpft sind: Wachstum, Zellteilung, Differenzierung, Musterbildung und Morphogenese.

Tier- und Pflanzenentwicklung:

Tiere zeigen eine große Vielfalt, aber die frühe Entwicklung der meisten Tiere beinhaltet eine Reihe von Ereignissen. Die Entwicklung beginnt in der Regel mit der Befruchtung nach der Gametenbildung (Gametogenese). Die durch die Befruchtung gebildete diploide Zygote wird dann zur Bildung einer Blastula gespalten.

Die nächste Entwicklungsstufe ist die Gastrulation, die eine komplexe Reihe von Zellbewegungen umfasst, die den Embryo in drei grundlegende Zellschichten reorganisieren, die Keimschichten (Ektoderm, Mesoderm und Endoderm). Auf die Gastrulation folgen Neurulation bzw. Organogenese.

Die Entwicklung in Blütenpflanzen beginnt mit einer doppelten Befruchtung, die die Zygote und das Endospermgewebe produziert, das den Embryo nährt. Nach der Befruchtung folgt eine Reihe von stereotypen Zellteilungen, um eine Gruppe von Zellen zu erzeugen, die als Präembryo bezeichnet wird und von einem Suspensor an die Eizelle angehängt wird.

In Pflanzen fehlt das gastrulationsähnliche Stadium, da relative Zellbewegungen durch die starren Zellwände verhindert werden. Durch weiteres Wachstum und Zellteilung entsteht ein Embryo, der radial in drei grundlegende Zellschichten und radial in eine Reihe von Organbildungsbereichen organisiert ist, die den Sprossen, Wurzeln und Keimblättern des Sämlings entsprechen. Nach der Keimung werden alle Teile der reifen Pflanze aus zwei kleinen Gruppen von im Embryo etablierten proliferativen Zellen, dem Sproß- und Wurzelmeristem, produziert.

A. Wachstum und Zellteilung:

Entwicklung beinhaltet sowohl Wachstum als auch Zellteilung, die unabhängig voneinander auftreten können. Die Zellteilung führt zu einer Erhöhung der Zellzahl, die notwendig ist, damit sich die Zellen spezialisieren, sich in Mustern organisieren und verschiedene Funktionen ausführen können. In den ersten Stadien der Tierentwicklung nimmt die Zellzahl ohne Wachstum zu.

Während der Spaltungsabteilungen steigt die Zellzahl ohne Wachstum an, so dass das Ei in eine Reihe von zunehmend kleineren Zellen aufgeteilt wird. Später in der Entwicklung kann Wachstum ohne Zellteilung stattfinden, da Wachstum nicht nur durch Erhöhung der Zellzahl erreicht werden kann, sondern auch durch das Wachstum extrazellulärer Strukturen, die von Materialien erzeugt werden, die aus Zellen ausgeschieden werden, wie im Fall von Knochen und Knorpel.

B. Zelluläre Differenzierung:

Der voll entwickelte Organismus besteht aus einer Reihe verschiedener Arten von Zellen. Zelluläre Differenzierung ist die vollständige Abfolge von Änderungen, die mit der fortschreitenden Diversifizierung der Zellstruktur und -funktionen einhergehen, was das Markenzeichen der Entwicklung ist. Die Differenzierung erfolgt gleichzeitig mit dem Wachstum und die beiden Prozesse können nicht getrennt werden. Normalerweise ist der Differenzierungsprozess irreversibel. Fast jede Zelle, in der sich ein Embryo entwickelt, vermehrt sich und unterscheidet sich von den ursprünglichen Bedingungen sowie voneinander.

C. Musterbildung:

Es ist der Prozess, durch den sich die Zellen im Embryo organisieren, um zunächst die grundlegenden Ansätze des Körperplans zu bilden und später die Feinstruktur der einzelnen Organe zu erzeugen. Für den erfolgreichen Abschluss der Entwicklung durchlaufen die Zellen einen als regionale Spezifikation bezeichneten Prozess, bei dem sich die Zellen entsprechend ihrer Position spezialisieren.

Jede Zelle verhält sich entsprechend ihrer Position im Embryo, so dass an den richtigen Stellen die richtigen differenzierten Zelltypen entstehen und Zellen ähnlicher Typen regional geeignete Strukturen bilden.

Das erste Ereignis bei der Musterbildung, das im Embryo stattfindet, ist die Achsenspezifikation, die zur Etablierung der Hauptkörperachsen (dorsiventral, anteroposterior usw.) führt. Sobald die Hauptachsen festgelegt sind, wird die Position der Zellen entlang jeder Achse festgelegt. Dies wird erreicht, indem jeder Zelle ein Positionswert in Bezug auf die embryonalen Hauptachsen zugewiesen wird, häufig als Reaktion auf einen Morphogengradienten. Später in der Entwicklung erzeugt die Musterbildung die feinen Details aufkommender Organe durch intrinsische Mechanismen oder durch Zell-Zell-Wechselwirkungen.

D. Morphogenese:

Morphogenese bedeutet die Schaffung von Struktur und Form und spiegelt die vielen verschiedenen Arten von Zellverhalten wider, die zur Formung von Gewebe und Organen beitragen. Es wird von verschiedenen Formen des Zellverhaltens bestimmt, einschließlich unterschiedlicher Zellproliferationsraten, Änderungen der Zellform und -größe, der Bewegung von Zellen relativ zueinander, Zellfusion und Zelltod.