Οντογένεση, Αναπτυξιακή Γενετική

Οντογένεση είναι η διαδικασία της ατομικής ανάπτυξης ενός οργανισμού από τη στιγμή της γέννησής του έως το θάνατό του. Περιλαμβάνει την εμβρυϊκή ή εμβρυϊκή ανάπτυξη, η οποία συμβαίνει από τη στιγμή της γονιμοποίησης του ωαρίου έως ότου το νεαρό άτομο αναδυθεί από τις μεμβράνες των ωαρίων ή το σώμα της μητέρας, καθώς και τη μεταεμβρυϊκή περίοδο, η οποία ξεκινά μετά τη γέννηση.

Η ανθρώπινη εμβρυογένεση μπορεί να χωριστεί σε διάφορες περιόδους, καθεμία από τις οποίες χαρακτηρίζεται από ορισμένα χαρακτηριστικά. Στην ιατρική πρακτική, χρησιμοποιούνται συνήθως δύο έννοιες: η εμβρυϊκή περίοδος, που διαρκεί τις πρώτες 8 εβδομάδες της ανάπτυξης του σώματος και η εμβρυϊκή περίοδος, η οποία ξεκινά από την 9η εβδομάδα, δηλαδή από τη στιγμή που σχηματίζονται τα βασικά όργανα των οργάνων.

Η μελέτη της κληρονομικότητας και της μεταβλητότητας έχει δείξει ότι η διαδοχική ανάπτυξη των χαρακτηριστικών ενός οργανισμού στην οντογένεση συμβαίνει υπό τον έλεγχο της γενετικής συσκευής. Σε διαφορετικά στάδια της οντογένεσης, λαμβάνει χώρα συντονισμένη ρύθμιση της δραστηριότητας διαφόρων γονιδίων. Οι μηχανισμοί αυτής της ρύθμισης και η συγκεκριμένη αλληλουχία ανάπτυξης του γενετικού προγράμματος στην οντογένεση διαφόρων ειδών οργανισμών μελετώνται εντατικά.

Αν και όλα τα κύτταρα σε έναν οργανισμό φέρουν δυνητικά το ίδιο γενετικό πρόγραμμα, καθώς ο οργανισμός αναπτύσσεται, διαφορετικά κύτταρα χρησιμοποιούν διαφορετικά μέρη αυτού του προγράμματος. Η φύση της γονιδιακής εργασίας επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τις περιβαλλοντικές συνθήκες σε σχέση με το κύτταρο και τον συγκεκριμένο οργανισμό. Λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο ρύθμισης της γονιδιακής δραστηριότητας έχουν ληφθεί μέχρι στιγμής σε μικροοργανισμούς και αυτή η διαδικασία σε ανώτερους οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, μένει να μελετηθεί.

Ωστόσο, είναι ήδη σαφές ότι η ρύθμιση της γονιδιακής δραστηριότητας σε ανώτερους οργανισμούς λαμβάνει χώρα συνεχώς σε όλη την οντογένεση. Πολλά δεδομένα έχουν συσσωρευτεί για το πώς ορισμένα γονίδια «ενεργοποιούνται» σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης ενός δεδομένου οργανισμού και στα διάφορα όργανά του.

Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ατόμου, ο τύπος των μορίων αιμοσφαιρίνης που συντίθεται αλλάζει τρεις φορές. Στα αρχικά στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξης σχηματίζεται η λεγόμενη εμβρυϊκή αιμοσφαιρίνη. Στη συνέχεια, μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, το γονίδιο που ελέγχει τη σύνθεση αυτών των μορίων «σιωπά» (καταστέλλεται) και ένα άλλο γονίδιο που κωδικοποιεί τη λεγόμενη εμβρυϊκή αιμοσφαιρίνη τίθεται σε λειτουργία. Αργότερα, εμφανίζεται μια άλλη αλλαγή, αρχίζει η σύνθεση του τρίτου τύπου αιμοσφαιρίνης - αιμοσφαιρίνης τύπου ενηλίκου. Η ανάγκη αντικατάστασης ενός τύπου αιμοσφαιρίνης με άλλο οφείλεται στις διαφορετικές ανάγκες του οργανισμού.

Επίσης, η μελέτη της αναπτυξιακής γενετικής έδειξε ότι σε διαφορετικά στάδια της οντογένεσης συμβαίνει ο σχηματισμός διαφόρων οργάνων και συστημάτων του σώματος, καθώς και η αλληλεπίδρασή τους. Για παράδειγμα, ο σχηματισμός του νευρικού συστήματος ξεκινά στα πρώιμα στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξης και είναι μια διαδικασία που συμβαίνει σε όλη την οντογένεση.

Επιπλέον, η αναπτυξιακή γενετική μελετά όχι μόνο τη φυσιολογική ανάπτυξη του σώματος, αλλά και τις διαταραχές αυτής της διαδικασίας, οι οποίες μπορούν να οδηγήσουν σε διάφορες συγγενείς παθολογίες και ασθένειες.

Γενικά, η μελέτη της οντογένεσης και της αναπτυξιακής γενετικής παίζει σημαντικό ρόλο στην κατανόηση των μηχανισμών σχηματισμού του σώματος και της λειτουργίας του και μπορεί επίσης να βοηθήσει στην ανάπτυξη νέων μεθόδων για τη διάγνωση και τη θεραπεία διαφόρων ασθενειών.