5-Hayvanlarda büyüme ve gelişme
advertisement
HAYVANLARDA BÜYÜME VE GELİŞME YRD. DOÇ. DR. ASLI SADE MEMİŞOĞLU kisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu asli.memisoglu@deu.edu.tr GELİŞME - Genel • İnsan vücudunda 30 trilyondan fazla hücre vardır • Doğru yerleşimli birbiriyle bağlantılı organlar • Belirli bir eksen: Kafa – kuyruk • Herşey tek bir hücreyle başlar • Hücreler nasıl farklılaşır ve vücudun neresine yerleşeceklerini nereden bilirler? • Embryonik gelişim!!! GELİŞME-Genel • Gelişim • Hücre bölünmesi • Vücut ekseni oluşumu • Doku ve organ oluşumu • Hücre farklılaşmasını içerir (Ör: nöronlar) • Bu olaylar iç içe geçmiştir. Biri bitip diğeri başlamaz • Eksen oluşumu gelişim sırasında birkaç defa gerçekleşir • Aynı zamanlarda arka planda hücre bölünmesi devam eder • Organ oluşumu hem hücre bölünmesini hem de farklılaşmayı gerektirir EMBRYONİK ÖRTÜLER EMBRYONİK ÖRTÜLER • Embriyo gelişimini tamamlayabilmek için sıvı bir ortama ihtiyaç duyar • Balıklar ve amfibiler gelişimini suda tamamlar • Sürüngen ve kuşlarda kalın yumurta kabuğu • Memelilerde döl yatağında gelişim • Amnion zarı tarafından çevrelenen amnion sıvısı gelişmiştir • Amnion dışında farklı zarlar bulunur EMBRYONİK ÖRTÜLER A. Amnion zarı: embriyo ile amnion zar arasında amnion sıvısı vardır. • Embriyonun rahat hareket etmesini sağlar. • Embriyoyu çevreleyen bu zar ilk koruyucu tabakadır. B. Allontoyis; embriyonun sindirim kanalından gelişen bir kesedir. • Embriyonun artık maddeleri burada toplanır. • Plasentalı memelilerde göbek kordonunda gaz alışverişini sağlayan damarlar bu zarın farklılaşmasıyla oluşmuştur C. Vitellus: embriyoya besin sağlayan bir kesedir. • Allontoyisin yanında bulunur. • Plasentalı memelilerde küçüktür ve rahime tutunmadan sonra kaybolur. • Embriyo besin ihtiyacını plasenta ile anne kanından karşılar. D. Koriyon: embriyoyu koruyan en dış tabakadır. • Kuş ve sürüngenlerde kabuğa yapışıktır ve gaz alışverişini sağlar. • Memelilerde plasentanın yapısına katılır GELİŞME – Temel prensipler 1. Hücre bölünmesi: • Döllenme ile oluşan zigot oluşumu ile başlar yaşam boyu sürer • Hayvanlarda belli bir yaşa kadar bölünme ile gerçekleşen büyüme görülür • Belli yaştan sonra bölünme sadece belli dokularda ( bağ,epitel vb.) gerçekleşir • Bu dokulardaki hücre bölünmesi yenilenme ve onarılma amaçlıdır • Bölünme gelişme döneminde hızlı, olgunluk ve yaşlılık döneminde ise azalır GELİŞME – Temel prensipler 2. Büyüme: • Canlının ve hücrelerin madde miktarındaki artıştır. • Zigotun bölünmeye başlaması ile büyüme gerçekleşir • Gelişimin başlangıcında büyüme hızı fazladır • Hayvanlarda belli bir yaşta durur fakat bitkilerde yaşam boyu devam eder • Büyüme düzenli beslenme ve metabolik faaliyetlere bağlıdır • Zigotun ilk bölünmelerinde hücre sayısı artmasına rağmen büyüme olmaz GELİŞME – Temel prensipler 3. Farklılaşma: • Zigotun bölünmeleri ile oluşan hücrelerin zamanla belli görevleri yapmak için özelleşip farklılaşmasıdır • Embriyonik gelişimin tamamlanması ile farklılaşma büyük ölçüde tamamlanır. • Ancak bazı dokularda (Kan, Bağ ) devam eder. • Farklılaşma sonucu çok hücreli canlı oluşur • Embriyonik indüksiyon etkisi ile hücrelerin belli genleri aktifleştirip diğerlerini inaktif hale getirmesi ile gerçekleşir GELİŞME EVRELER 1. Segmentasyon 2. Gastrulasyon 3. Organogenez GELİŞME EVRELER 1. Segmentasyon • Döllenmeden sonra zigotun geçirdiği hızlı bölünme olaylarıdır • İlk bölünmelerde embriyonun hücre sayısı artar ancak büyüme gerçekleşmez, ağırlık artışı olmaz • Oluşan hücreler zigottan daha küçüktür • 10 dakikada bir bölünme gerçekleşir • Hücre yığını (üzüm salkımı) haline gelmiş evreye morula evresi denir. GELİŞME EVRELER Segmentasyon (devam) • Morula evresinden sonra bölünmeler devam ederken içte bulunan hücreler dışa göçerler. • Ortası boş çevresinde hücre sıraları olan bu evreye blastula evresi denir. • Segmentasyon olaylarında farklı büyüklükte hücrelerin oluşması vitellüs nedenlidir. • Farklı besin, sitoplazma ve organel alan bu hücreler ileride farklı gen işleyişleri ile farklı yönlerde özelleşme göstereceklerdir. • Blastulayı oluşturan hücrelere blastomer, ortadaki içi özel sıvı ile dolu boşluğa ise blastosöl (sölom hatırlayınız) denir. • İlk embryonik doku kabul edilir: Blastoderm GELİŞME EVRELER Segmentasyon (devam) • Memelilerde bu evre biraz daha farklıdır • Blastosöl içerisinde fazladan bir hücre kütlesi oluşur • Dış hücre tabakasına trofoblast, oluşan yapıya blastosist denir. • Trofoblast plasentanın embriyonik bölümüne katılacak ve embriyoyu besleyecek • İç hücreler ise embriyoyu oluşturacaktır GELİŞME-Genel • Segmentasyonda hücreler ne yapmaları gerektiğini • Genetik kodlarında bulunan iç bilgiler • Bölünme sırasında asimetrik sitoplazma dağılımı hücrelerin farklı özellikler göstermesine sebep olur • Komşu hücrelerden gelen dış sinyalleri kullanarak bilirler (embryonik indüksyon) • Komşu hücreden gelen kimyasal sinyaller diğer hücrenin kaderini değiştirir GELİŞME EVRELER 2. Gastrulasyon • Balastula evresinden sonra alt kısımdaki hücreler çökme ve göçme hareketleri ile blastosöle çökerler. • Çökme olayı sonunda iki tabakalı embriyo oluşur. • Oluşan tabakalardan dıştakine ektoderm, içtekine endoderm denir • Embriyoda oluşan yeni boşluğa arkenteron (ilk sindirim boşluğu),bunun dışa açıklığına ise plastopor denir • Bu evrede blastosöl ortadan kalkar. • Arkenteron kalıcı boşluk olup ileride sindirim sistemi, sinir ve solunum sistemi oluşumunda rol alır. • Blastopor protostom hayvanlarda ağız, deuterostom hayvanlarda anüs ödevi görür. GELİŞME EVRELER Gastrulasyon (devam) • Süngerler ve sölenter grubundan canlılar embriyonik gelişimin bu evresinde kalırlar. • Sahip oldukları organ ve sistemleri ektoderm ve endodermden oluşur. • İlerki aşamalarda ektoderm ve endodermden ayrılan hücre ve hücre grupları iki deri tabakası arasında organize olarak mezodermi oluşturur ve embriyo üç deri tabakasından oluşur. • Oluşan mezodermin ortasında kalan boşluğa sölom (gerçek vücut boşluğu) denir. • Ektoderm ve endoderm arasında serbest kalan hücreler mezenşim hücreleri olarak adlandırılır ve ileride bağ dokunun oluşumunda rol alır • Vücut eksenleri oluşur • http://www.lisebiyoloji.com/animated/segmentasyon.gif GELİŞME-Genel Vücut eksenlerinin belirlenmesi • Süngerler haricinde tüm hayvanlarda oluşur • Omurgasızlarda sitoplazmik belirleyiciler • mRNA, proteinler asimetrik dağılım gösterir • Ör: meyve sineğinde bikoid faktörü GELİŞME-Genel Vücut eksenlerinin belirlenmesi • Amfibi, sürüngen, kuşlar ve balıklarda yumurtanın vitellüs kesesi eşit dağılım göstermez • Ağırlığı sebebiyle alt tarafa yığılır • Vitellusun az olduğu bölümler ön, fazla olduğu bölümler arkayı oluşturur • Memelilerde embriyonik indüksyon belirler • Hücre-hücre iletişimi • Vitellus küçük ve eşit dağılım gösterir ve belirleyici değildir GELİŞME EVRELER 3. Organogenez • Ektoderm, endoderm ve mezoderm tabakalarından organlar oluşur • Embryonik indüksiyon rol oynar. • Hücreler farklılaşır • Organogenez sırasında bazı hücre gurupları özelleşerek organları meydana getirirken bir kısmı da ölerek vücudun girintilerini oluşturur • Parmaklar GELİŞME EVRELER Omurgalılarda sinir sistemi oluşumu (nörolasyon) • Organogenezin ilk aşamalarında sinir sistemi oluşumu görülür • Ektodermin iki ucu epiderimisi (deri) oluştururken, orta bölümü nöral plakayı oluşturur • Bu plakanın tam altında mezodermden notokord oluşur ve plakaya üzerine katlanması sinyallerini gönderir • Bu nöral tüp oluşumunu sağlar • Gelişimin ilerleyen evrelerinde notokord kaybolur ve nöral tüpten beyin ve omurilik oluşur • HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=QZİB8BDTK74 • HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=WNNHMZTCVNQ Embryonik indüksiyon-Spemann deneyi 1900’lerde Alman biyolog Hans Spemann Deney 1 Üst ektoderm çıkarılır. Çıkarılan bu ektoderm doku kültürüne konur ve canlı kalması sağlanır. Doku kültüründeki bu ektodermde ve ektodermi çıkarılan embriyoda sinir sisteminin gelişmediği görülür. Sonuç: Ektoderm sinir sistemi oluşturması için embriyoya bağlı kalmalıdır. Embryonik indüksiyon-Spemann deneyi Deney 2 Embriyonun sadece sırt mezodermi çıkarılır ve ektodermi bırakılır. Embriyoda yine sinir sisteminin oluşmadığı görülür. Sonuç: Ektoderm sinir sistemini oluştururken mezoderm ile etkileşir Embryonik indüksiyon-Spemann deneyi Deney 3 İki semender embriyosu kullanılır. 1. embriyonun sırt mezodermi ve 2. embriyonun karın mezodermi çıkarılır. 1. embriyodan çıkarılan sırt mezodermi, 2. embriyonun karın mezoderminin yerine konur. 1. embriyoda sinir sistemi oluşmaz. 2. embriyoda iki tane sinir sistemi oluşur. Sonuç: Ektoderm ve sırt mezoderminin etkileşimi ile sinir sistemi oluşur. • Gelişmiş hayvanlarda bilateral simetri • Neden bazı organlarda bilateral simetri yok??? • Kalp solda, karaciğer sağda??? • Embryo gelişirken hangi organın hangi tarafta olacağını nasıl biliyor??? • Endoderm tabakasını oluşturan hücrelerin yüzeyinde siller vardır • Siller hücre dışı sıvıvnın hareketiyle salınım yaparlar. • Bu salınım sağdan sola doğru olur • Hücre dışı sıvıya salgılanan kimyasallar iki tarafa eşit dağılmazlar • Kimyasallar hücrelere belirli sinyaller iletir (embryonik indüksyon) • Sağ ve sol bölümlere farklı sinyaller iletilir EMBRYONİK ÖRTÜLER VE GELİŞİM A. Balık ve kurbağalar • Kabuk, amnion zarı ve sıvısı, allantois bulunmaz • Yumurtada besin içeriği az olduğundan embriyonal evrede beslenme davranışı veya başkalaşım görülür • Embriyonik gelişimde canlı dış ortamla madde alış verişi yapar B. Sürüngen ve kuşlar • Kabuk, korion, amnion, vitellüs ve allantois kesesi bulunur • Gelişim yumurta kabuğu içinde gerçekleşir • Embriyo ile dış ortam arasında sadece gaz alış verişi bulunur • Besin vitellüsten sağlanır • Artık maddeler allantoiste birikir. Allantois solunumda da rol alır • Amnion zarı embriyoyu sarsıntı,ısı değişimleri,vb. fiziksel etkilerden korur • Korion koruma ve solunumda rol alır EMBRYONİK ÖRTÜLER VE GELİŞİM C. Memeliler: 1. Gagalı memeliler: • Vitellüs oldukça fazladır • Döllenen yumurta bir süre ana canlıda kaldıktan sonra yuvaya bırakılır • Yumurtadan çıkan yavru bir süre anaya bağımlı ve ondan süt emerek beslenir • Doğum görülmez • Ana vücudu sadece döllenme ortamı ve bir süre koruma sağlar 2. keseli memeliler: • Yumurtada az vitellüs vardır • Bir süre annenin uterusunda gelişen embriyo doğar • Doğan yavru keseye geçer ve burada süt bezleri ile beslenmesini ve gelişimini sürdürür EMBRYONİK ÖRTÜLER VE GELİŞİM 3. Plasentalı memeliler: • Kabuk bulunmaz • Allantois ve vitellüs keseleri körelmiştir • Amnion zarı ve sıvısı bulunur. Bu yapı embriyoyu basınç,ısısal değişim vb. fiziksel etkilerden korur • Plasenta embriyodan, korion ve allantois ile anneden uterus dokularından oluşmuştur • Embriyo solunum beslenme ve boşaltım ihtiyacını plasenta aracılığı ile ana canlıdan karşılar • Anne kanı ile embriyo kanı karışmaz • Plasenta ayrıca 3. aydan itibaren progesteron üreterek hamileliğin devamında önemli rol alır • Plasenta ile embriyo arasında ise göbek bağı bulunur • Göbek bağı;amnion zarından oluşur,içinde vitellüs kesesi,allantois ve embriyoya ait kan damarları bulunur • Plasentada aktif taşımanın gerçekleşmesi nedeni ile enerji ihtiyacı ve oksijen tüketimi oldukça fazladır • Doğumdan sonra göbek bağının kesilmesi ile embriyo bağımsız birey haline gelir. İNSANDA GELİŞİM • Memelilerde hamilelik süresi vücut büyüklüğü ile orantılıdır • İnsanda 266 gün, farede 21 gün, fillerde 600 gün • Gelişim süreci 3’er aylık trimester denilen bölümlere ayrılmıştır • Blastosistin rahime yerleşmesi döllenmeden 6 gün sonradır • Gastrulasyon başlar, plasenta oluşur • 3. haftada nörulasyon başlar • Kalp 4. haftada atmaya başlar 4 haftalık İNSANDA GELİŞİM 8 haftalık • 5 haftalıktan itibaren embriyoya fetüs (cenin) denir. • Kol ve bacaklar 8. hafta • İlk trimester sonunda organların çoğunluğu oluşmuştur • Gelişimin en önemli evresidir • Embriyonun zararlı etkilere karşı en hassas olduğu evredir İNSANDA GELİŞİM Ör: talidomid faciası • 1950’lerde Avrupa’da mide bulantısı için verilen ilaç • Hamileliğin 4. ve 5. haftasında kol ve bacakların gelişme evresinde bu ilacı kullanan kadınların çocukları, bu uzuvları eksik veya oluşmamış şekilde doğmuştur. İNSANDA GELİŞİM 2. Trimester: • Uzuvlar büyür • Parmaklar, yüz yapıları belirginleşir. • Kaşlar, tırnaklar oluşur • İlk hareketler anne tarafından hissedilir 4 aylık İNSANDA GELİŞİM 3. Trimester: • Organlar olgunlaşır • Sindirim sistemi çalışmaya başlar • Boşaltım sistemi idrar üretir • Beyin uyku ve uyanıklık döngülerine başlar • Doğum akciğerler gelişimini tamamladıktan sonra gerçekleşir • 2 ve 3. trimesterler de alkol, sigara, protein eksikliği gibi etkilere açıktır • Zihinsel engeller, yavaş büyüme ve diğer gelişim bozuklukları ortaya çıkabilir 9 aylık • HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=OD1GW88LM-Y • HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=0E8_İRSL3İG 16 hücre 32 hücre-en yaygın görülen
