Организменный уровень

Характеристики эмбриональных стволовых клеток

1. Тотипотентность— способность образовывать любую из примерно 350 типов клеток организма (у млекопитающих);
2. Хоуминг — способность стволовых клеток, при введении их в организм, находить зону повреждения и фиксироваться там, исполняя утраченную функцию;
3. Факторы, которые определяют уникальность стволовых клеток, находятся не в ядре, а в цитоплазме. Это избыток мРНК всех 3 тысяч генов, которые отвечают за раннее развитие зародыша;
4. Теломеразная активность.При каждой репликации часть теломер утрачивается. В стволовых, половых и опухолевых клетках есть теломеразная активность, концы их хромосом надстраиваются, то есть эти клетки способны проходить потенциально бесконечное количество клеточных делений, они бессмертны.

На Земле существует огромное количество особей раз­личных одноклеточных и многоклеточных животных, растений и других организмов, представляющих собой наименьшую дискретную единицу жизни. Вне особей жиз­ни нет! Каждая особь растет, питается, развивается, раз­множается и, наконец, умирает.

Одна особь от другой отличается системой признаков, которая называется фенотипом.Некоторые особи имеют близкий или даже одинаковый фенотип. Фенотипы дру­гих особей могут значительно отличаться друг от друга. Информация о фенотипе организма закодирована в генах, представляющих собой особые функциональные единицы ДНК. Совокупность всех генов организма называется ге­нотипом.Фенотип зависит как от генотипа, так и от фак­торов внешней и внутренней среды. Генетический код уни­версален, поэтому обеспечивает наследственность в пере­даче информации о фенотипе из поколения в поколение; от лошади рождается лошадь, а от овцы — овца. Правда, в зависимости от питания и ухода одна лошадь вырастет сильной, активной и жизнерадостной, а другая — слабой, пассивной и вялой.

Рассмотрим основные стадии онтогенеза,под кото­рым понимают индивидуальное развитие организма от оплодотворения до смерти. У многоклеточных животных в онтогенезе, принято различать фазы эмбрионального (в яйце) и постэмбрионального(вне яйца) развития.

В эм­бриональной фазе выделяют три этапа: дробление, гаструляцию и первичный органогенез. Дробление — это ряд последовательных митотических делений оплодотворен­ной клетки. Эта фаза присутствует в онтогенезе всех мно­гоклеточных животных, в том числе человека, и приво­дит к образованию однослойного зародыша, называемого бластулой. Процесс протекает до тех пор, пока показате­ли клеток зародыша не достигнут значений, характерных для соматических клеток (следует напомнить, что яйце­клетки обычно имеют достаточно большой размер). По­сле этого начинается гаструляция, когда клетки зароды­ша не делятся и не растут, а активно перемещаются, обра­зуя зародышевые листки. Этап завершается образованием гаструлы. Затем, в ходе первичного органогенеза, образу­ются комплексы основных органов. Развитие зародыша на этом этапе направлено на рост клеточной массы, диф­ференциацию специализированных клеток, формирую­щих различные ткани и органы.

В процессе постэмбрионального развития организм либо с самого начала идентичен по строению взрослому организму (только меньшего размера и с неразвитой по­ловой системой размножения), либо отличается от взрос­лого (личинка) и лишь потом приобретает фенотипические черты взрослого организма.

Так же как любая клетка возникает из клетки, любой организм формируется другим организмом. Эта цепочка от родителей к детям имеет длинную историю, причем в силу изменчивости генов, организмы на протяжении своей истории меняют свой внешний вид и другие параметры фе­нотипа. Этот исторический путь организмов называется филогенезом. Основной задачей при изучении филогенеза является реконструкция эволюционных преобразований животных, растений, микроорганизмов, установление на этой основе их происхождения и родственных связей. Счи­тается, что филогенез — это исторический ряд известных онтогенезов. Изучение филогенеза служит основой по­строения естественной системы органического мира, раз­вития эволюционной теории.

В начале XIX в. немецкий ученый К. Бэр сформулиро­вал закон зародышевого сходства. Согласно этому закону чем более ранние стадии индивидуального развития срав­ниваются, тем больше сходства обнаруживается между разными видами. Замечательным признаком зародыше­вого сходства Бэр считал закладку жаберных щелей у за­родышей всех позвоночных животных, в том числе чело­века. Ученым была установлена еще одна существенная закономерность — чем ближе в родственном отношении находятся сравниваемые группы организмов, тем больше сходства наблюдается между их зародышами.

Современные классификации живых организмов построены по иерархическому принципу. Различные уровни иерархии (ранги) имеют собственные названия (от высших к низшим): царство, тип или отдел, класс, отряд или порядок, семейство, род и, собственно, вид. Виды состоят уже из отдельных особей.

Принято, что любой конкретный организм должен последовательно принадлежать ко всем семи категориям. В сложных системах часто выделяют дополнительные категории, например, используя для этого приставки над- и под- (надкласс, подтип и т. п.). Этот принцип построения системы получил название Линнеевской иерархии, по имени шведского натуралиста Карла Линнея, труды которого были положены в основу традиции современной научной систематики.