Молекулярная биология клетки - Том 3 - Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. 1994

От клеток к многоклеточным организмам
Клеточные механизмы развития

Организм любого многоклеточного животного можно рассматривать как клон клеток, образовавшихся из одной клетки- оплодотворенного яйца. Поэтому клетки тела, как правило, генетически идентичны, но различаются по фенотипу: одни становятся мышечными клетками, другие - нейронами, третьи - клетками крови и т. д. В организме клетки разного типа размещены строго упорядоченным образом, и благодаря этому тело обладает характерной формой. Все признаки организма определяются последовательностью нуклеотидов в геномной ДНК, которая воспроизводится в каждой клетке. Все клетки получают одни и те же генетические «инструкции», но интерпретируют их с учетом времени и обстоятельств - так, чтобы каждая клетка выполняла в многоклеточном сообществе свою специфическую функцию.

Многоклеточные организмы часто бывают очень сложными, но их построение осуществляется при помощи весьма ограниченного набора форм клеточной активности. Клетки растут, делятся и погибают, соединяются, движутся и меняют свою форму. Они дифференцируются, т. е. начинают или прекращают синтез определенных веществ, кодируемых геномом. Клетки выделяют в окружающую среду или образуют на своей поверхности вещества, влияющие на активность соседних клеток. Эти формы клеточного поведения являются универсальной основой развития животных. В данной главе мы попытаемся объяснить, каким образом реализация различных форм клеточной активности в нужное время и в нужном месте приводит к образованию целостного организма.

Мы не будем подробно шаг за шагом прослеживать от начала до конца развитие какого-то одного организма, а рассмотрим различные аспекты клеточного поведения, связанного с развитием, иллюстрируя общие принципы примерами тех животных, у которых они проявляются наиболее четко. Мы обсудим, каким образом и при участии каких сил клеточные перемещения приводят к формированию эмбриона, как под контролем собственных генов данных клеток и межклеточных взаимодействий развертывается пространственная картина дифференцировки и каким образом дифференцированные клетки, возникшие в разных частях эмбриона, оказываются в местах своего назначения, образуя сложные ткани и органы. Все эти вопросы будут рассмотрены на примере развития земноводных, морских ежей, мышей, мух, птиц, тараканов и нематод. Развитие растений будет обсуждаться в гл. 20.