BIỆT hóa tế bào ĐỘNG vật

Mỗi cơ thể đều bắt đầu từ một tế bào là hợp tử. Hợp tử phát triển thành phôi. Phôi bắt đầu có sự phân hóa. Các tế bào thuộc các khu vực khác nhau sẽ trở nên khác nhau, mỗi khu vực sẽ phát triển theo một hướng nhất định. Sự biến đổi của một mầm hoặc một tế bào để cho nó trở nên khác với mầm khác hoặc tế bào khác gọi là sự biệt hóaSự biệt hóa diễn ra rất nhiều lần trong suốt quá trình phát triển của sinh vật đa bào khi sinh vật đó được biến đổi từ một hợp tử đơn giản thành một hệ thống phức tạp với nhiều loại mô và tế bào. Các tế bào này được hình thành từ một hợp tử ban đầu do quá trình phân chia nguyên nhiễm. Sự biệt hóa tế bào dẫn đến các tế bào có các hình dạng, cấu trúc,chức năng và thành phần hóa sinh trong tế bào biệt hóa là khác nhau nhưng chúng luôn mang một lượng thông tin di truyền như nhau ở mỗi loại tế bào của loài. Sự khác biệt giữa hình thái, cấu trục và chức năng của các tế bào được biệt hóa là do sự kiểm soạt biểu hiện gen trong mỗi tế bào là khác nhau. Từ đó hình thành nên một cơ thể hoàn chỉnh.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CỘNG NGHỆ SINH HỌC BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG VẬT BIỆT HÓA TẾ BÀO ĐỘNG VẬT Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiên : HÀ NỘI -8/2015 A ĐẶT VẤN ĐỀ Mỗi thể tế bào hợp tử Hợp tử phát triển thành phôi Phôi bắt đầu có phân hóa Các tế bào thuộc khu vực khác trở nên khác nhau, khu vực phát triển theo hướng định Sự biến đổi mầm tế bào trở nên khác với mầm khác tế bào khác gọi biệt hóa Sự biệt hóa diễn nhiều lần suốt trình phát triển sinh vật đa bào sinh vật biến đổi từ hợp tử đơn giản thành hệ thống phức tạp với nhiều loại mô tế bào Các tế bào nà hình thành từ hợp tử ban đầu trình phân chia ngu ên nhiễm Sự biệt hóa tế bào dẫn đến tế bào có hình dạng, cấu trúc,chức thành phần hóa sinh tế bào biệt hóa khác chúng mang lượng thông tin di tru ền loại tế bào loài Sự khác biệt hình thái, cấu trục chức tế bào biệt hóa kiểm soạt biểu gen tế bào khác Từ hình thành nên thể hoàn chỉnh B NỘI DUNG I Khái niệm biệt hóa tế bào Sự biệt hóa tế tế bào hiểu trình mà tế bào biệt hóa trở thành loại tế bào biệt hóa nhiều II Nguyên lý biệt hóa tế bào + Mỗi sinh vật có số lượng giới hạn loại tế bào biệt hóa loại tế bào biệt hóa lại phân biệt cấu tạo chức năng, dạng trung gian + Phần lớn tế bào biệt hóa không chu ển đổi thành loại tế bào khác phát triển bình thường Điều nà gọi ổn định trạng thái biệt hóa + Các tế bào biệt hóa chứa thông tin di tru ền Ở sinh vật bậc cao người,cơ thể trưởng thành gồm nhiều tế bào biệt hóa khác nhau.Các tế bào nà bắt nguồn từ hợp tử ban đầu, trình biệt hóa để thực chức khác nhau.Tu nhiên,thực nghiệm xác định số lượng NST, số lượng DNA tỉ số A+G/G+C tế bào thuộc mô khác thể giống Vậ lượng DNA tế bào biệt hóa giống với hợp tử ban đầu chứa ngu ên vẹn thông tin di tru ền đủ để phát triển thể ngu ên vẹn + Các tế bào sử dụng phần thông tin Phân tích hóa sinh cho thấ tế bào thuộc mô khác có hàm lượng Protein ARN khác nhiều Nhiều loại tế bào chu ên hóa tổng hợp chủ ếu protein VD: tế bào tổng hợp nhiều m osin-một Protein quan trọng co cơ,ha tế bào biểu bì tổng hợp keratine Như vậ chứa thông tin di tru ền nhau, tế bào biệt hóa sử dụng phần thông tin; tổng hợp chủ ếu loại protein, không tổng hợp loại khác tu chúng có thông tin loại nà Sự khác mARN tế bào biệt hóa khác thể cho thấ thông tin sử dụng phần + Hoạt động nối tiếp gen trình phát triển phôi Các trạng thái biệt hóa tế bào đạt nhờ hành loạt giai đoạn mà gen khác hoạt động nối tiếp.Nhiều kiện chứng minh hoạt động nối tiếp gen.VD:chỗ phình (puff) NST khổng lồ Ở giai đoạn phát triển, số gen mở hoạt động, số gen khác đóng có tha đổi hoạt động gen trình phát triển cá thể + Sự điều hòa phiên mã trong biệt hóa tế bào Giả thiết chấp nhận na tế bào biệt hóa, số gen phiên mã, số gen không Không có kiện mâu thuẫn với giả thiết nà giải thích hợp lý tình trạng biệt hóa tế bào Việc phát triển gen điều hòa gen đóng mở giúp hiểu điều hòa trình phát triển cá thể biệt hóa tế bào Bộ gen đơn bội tế bào người có số lượng DNA gấp 1000 lần so với genome vi khuẩn Tu nhiên, số lượng gen cấu trúc người gấp 10 lần so với gen cấu trúc vi khuẩn Điều cho thấ nhiều gen người tham gia vào chế điều hòa + Điều hòa phát triển phôi Sự điều hòa mức phiên mã giữ vai trò quan trọng phát triển phôi Nga lần phân chia hợp tử, tế bào chất phân bố không ảnh hưởng đến trình biệt hóa tế bào Sự phân bố chất phôi mang phôi vị không đồng dẫn đến biệt hóa Những tín hiệu từ tế bào lân cận có ảnh hưởng đến biệt hóa tế bào (hiện tượng freemartin) Feemartin tượng chứa song thai nhiều hơn, giới tính baò thai bao gồm hỗn hợp (đực cái) hầu hết khả sinh sản Cơ quan sinh sản mắc bệnh vô sinh freemartin k m phát triển, đâ dạng thiểu sinh sản Bệnh nà mạch máu đực nối với (nối mạch) bên tử cung Hơn 90 cá thể trường hợp nà vô sinh nên cần chuẩn đoán sớm Ngoài hoạt động tế bào chất, nga cấu tạo NST sinh vật Eukar ote có chứa nhân tố phân tử có vai trò điều hòa Đó protein histone protein acid không chứa histon Một hỗn hợp invitro gồm DNA, RNA pol merase cá ribonucleoside triphosphate phiên mã tạo RNA, thêm histon vào trình bị ngưng Có lẽ histon kìm hãm hoạt động DNA Nhưng hỗn hợp có chứa histone nói thêm vào protein acid quan sát thấ có tổng hợp ARN Tu nhiên, chưa rõ protein acid nhân tố du xác định hoạt tính gen ếu tố trung gian chuỗi phức tạp điều hòa III Các hình thức biệt hóa Sự biệt hóa diễn suốt trình phát triển sinh vật đa bào (và khái niệm biệt hóa cho sinh vật đơn bào) sinh vật biến đổi từ hợp tử đơn giản thành hệ thống phức tạp với nhiều loại mô tế bào Từ hợp tử phát triển thành phôi từ phôi tiến hành biệt hóa với xuất dẫn xuất phôi là: ngoại bì, trung bì, nôi bì 1) Sự biệt hóa ngoại bì Ngoại bì biểu mô dẹt, rộng vùng đầu, hẹp vùng đuôi phủ mặt lưng nội bì Bờ ngoại bì tiếp với ngoại bì màng ối Khi tạo ra, dâ sống gâ cảm ứng phần ngoại bì nằm nga mặt lưng nó, làm cho phần ngoại bì dà lên thành biểu mô dài, rộng vùng đầu hẹp vùng đuôi phôi gọi thần kinh, nguồn gốc toàn hệ thần kinh Theo đường giữa, thần kinh lan dần phía đường ngu ên thủ Phần ngoại bì không tham gia vào tạo thần kinh biệt hóa thành ngoại bì da phận phụ da lông, tóc, móng, tu ến mồ hôi, tu ến bã, tu ến vú Tấm thần kinh lõm xuống trung bì đường tạo thành máng gọi máng thần kinh Các tế bào từ bờ máng di cư sang bên tách rời máng tạo dải tế bào gọi mào thần kinh (H.1 A,B) Hai bờ máng thần kinh tiến lại gần sát nhập với đường giữa, máng thần kinh kh p lại tạo thành ống thần kinh (H.1C,D) Phôi phát triển giai đoạn có ống thần kinh gọi giai đoạn phôi thần kinh Sự kh p lại máng thần kinh tạo thành ống thần kinh vùng tương ứng với vùng cổ tương lai, ngang mức đôi khúc ngu ên thủ thứ lan theo hướng đầu đuôi phôi Ở phía đầu đuôi phôi, thời gian ngắn, kh p lại máng thần kinh chưa tạo ống thần kinh, để sót lại lỗ thông với khoang ối gọi lỗ thần kinh trước phía đầu phôi lỗ thần kinh sau phía đuôi phôi Lỗ thần kinh trước bịt kín vào ngà thứ 25, lỗ thần kinh sau bịt muộn hơn, vào ngà thứ 27 (H 2) Do thần kinh rộng phía đầu, hẹp phía đuôi nên máng thần kinh kh p lại, phía đuôi có ống hình trụ tạo gọi ống tủ , nguồn gốc tủ sống phía đầu phôi, túi não hình thành Lúc đầu có túi não theo hướng đầu đuôi gồm: não trước, não giữa, não sau Về sau, não trước não sau phân đôi tạo thành túi não: não đỉnh, não trung gian, não giữa, não dưới, não cuối Các túi não tạo não Vào khoảng thời gian ống thần kinh kh p lại, sàn não trước lồi sang bên tạo thành túi gọi túi thị giác, nguồn gốc võng mạc Ở vùng đầu phôi, bên ống thần kinh có nơi ngoại bì dà lên tạo thành biểu mô ngoại bì: khứu giác sau tạo biểu mô khứu giác, thị giác sau tạo thành nhân mắt thính giác sau tạo tai Khi ống thần kinh kh p lại tách rời ngoại bì da, ngăn cách với ngoại bì da trung mô, mào thần kinh tạm thời sát nhập với đường Về sau chúng tách ra, mào thần kinh nằm bên ống thần kinh (H 1C, D) Mào thần kinh nguồn gốc hạch thần kinh não tủ thực vật, phó hạch tu ến thượng thận Tóm lại: ngoại bì nguồn gốc - Toàn hệ thần kinh - Biểu mô cảm giác giác quan - Tu ến thượng thận tủ , phần thần kinh tu ến ên - Biểu bì da phận phụ da - Men - Biểu mô phủ đoạn tận ống tiêu hóa, tiết niệu, sinh dục - Biểu mô phủ đoạn trước khoang miệng, khoang mũi, xoang, tu ến phụ thuộc vào biểu mô ấ 2) Sự biệt hóa trung bì 10 Các tế bào trung bì phôi tạo thành lớp mô thưa mỏng, nằm bên đường dọc xen ngoại bì nội bì Trung bì có loại trung bì cận trục, trung bì trung gian trung bì bên Trung bì cận trục Trung bì cận trục nằm bên ống thần kinh phân thành đốt cấu tạo tế bào biểu mô Mỗi đốt ấ khúc ngu ên thủ 11 Quá trình biệt hóa trung bình cận trục dẫn đến hình thành các đốt nguyên thủ gồm: đôi chẩm, đôi cổ, 12 đôi lưng, đôi thắt lưng, đôi cùng, – 10 đôi cụt Ðôi khúc ngu ên thủ chẩm thứ – đôi cụt biến sớm, nga sau tạo Những tế bào tạo thành bụng thành dạng biểu mô, tăng sinh di chu ển phía dâ sống tạo thành mô dạng sợi gọi trung mô mô liên kết ngu ên thủ (H 4B) Những tế bào mô nà gọi tế bào trung mô, có khả biệt hóa thành nhiều loại khác nhau: biệt hóa thành ngu ên bào sợi để tạo mô liên kết, biệt hóa thành ngu ên bào sụn để hình thành mô sụn, biệt hóa thành tạo cốt bào liên quan tới hình thành mô xương Thành khúc ngu ên thủ quặt phía bụng áp sát thành lưng, thành ấ tạo nên đốt da – Mỗi đốt sinh lớp tế bào mặt bụng, chúng tạo nên đốt (H.4C), tạo hệ đoạn phân đốt tương ứng Sau đốt tạo ra, tế bào thành lưng khúc ngu ên thủ tạo nên đốt da 12 Ðốt da tách rời khỏi đốt phân tán nga ngoại bì da, tạo mô liên kết da (H 4D) Trung bì trung gian - Ở vùng cổ ngực,chúng biệt hóa thành đám tế bào chia đốt gọi đốt thận 13 - Trong đó, vùng đuôi, chúng tạo thành dải tế bào không chia đốt gọi dải sinh thận Những đốt thận dải sinh thận tạo đơn vị tiết thận hệ tiết niệu - Trung bì trung gian nguồn gốc hệ sinh dục tu ến vỏ thượng thận Trung bì bên Trung bì bên tạo thành tạng Khi phôi phát triển, khoang thể ngăn thành khoang màng phổi, khoang màng tim, khoang màng bụng Trong trung bì bên xuất hốc nhỏ tạo từ khoảng gian bào nở rộng Các hốc nhỏ nà họp với tạo thành hốc lớn gọi khoang thể (còn gọi khoang phôi) Khoang thể tách trung bì bên tạo thành lá: + Lá thành dán sát vào ngoại bì tiếp nối với thành trung bì phôi phủ màng ối + Lá tạng dán vào nội bì tiếp nối với tạng trung bì phôi phủ túi noãn hoàng, bờ đĩa phôi Khoang thể phải trái thông với khoang phôi bờ đĩa phôi (H C,D) Ở giai đoạn phát triển tiếp theo, khoang thể ngăn thành khoang màng tim (phần đầu khoang), khoang màng phổi (phần giữa) khoang màng bụng (phần đuôi) Máu mạch máu Trong trình tạo phôi vị, phần trung bì phát sinh từ đường ngu ên thủ Ở diện mạch, tế bào biệt hóa thành tế bào trung mô gọi tế bào tạo máu tạo mạch Chúng hợp lại thành đám dâ tế bào gọi tiểu đảo tạo máu tạo mạch (H.5 A) Trong tiểu đảo, khoảng gian bào rộng ra, đẩ tế bào xa Ở trung tâm tiểu đảo, tế bào trở thành hình cầu biệt hóa thành tế bào máu ngu ên thủ Ở ngoại vi tiểu đảo, tế bào tạo ống nội mô chứa đầ hu ết cầu (H.5 B) Về sau, nẩ 14 mầm tế bào nội mô, tiểu đảo tạo máu tạo mạch lân cận thông với tạo thành hệ thống mạch chứa hu ết cầu (H.5 C) Những hu ết cầu mạch máu tạo vậ trung mô cuống phôi, màng đệm, nhung mao đệm thành túi noãn hoàng ( H 6) Sau đó, mạch phôi nối tiếp với hệ thống mạch phôi Tim mạch máu lớn phôi tạo diện mạch 15 Tóm lại: Trung bì nguồn gốc: - Các mô chống đỡ: mô liên kết thức, mô sụn, mô xương - Các mô cơ: vân, trơn, tim - Thận, tu ến sinh dục, đường xuất hệ tiết niệu – sinh dục -Tu ến vỏ thượng thận - quan tạo hu ết hu ết cầu, mạch máu, mạch bạch hu ết 3) Sự biệt hóa nội bì Lúc tạo ra, lớp nội bì có dạng hình đĩa dẹt nằm sát với ngoại bì Cùng với phát triển ống thần kinh, đặc biệt túi não, làm cho đĩa phôi vồng lên phồng vào khoang ối tạo nếp gấp theo hướng đầu - đuôi Do lớn lên, ngà cong vồng lên phôi vào khoang ối theo hướng đầu - đuôi tạo nếp gấp đầu, đuôi bên sườn 16 phôi làm cho túi noãn hoàng dài thắt lại Một phần lớn liên tục nội bì túi noãn hoàng sát nhập vào thân phôi nối với phôi đoạn thắt hẹp gọi cuống noãn hoàng Sự gấp nếp bên sườn phôi làm cho lớp nội bì phôi cuộn lại thành ống có đầu bịt kín gọi ống ruột ngu ên thủ Phần đầu nội bì hình thành đoạn ruột trước, phần đuôi hình thành đoạn ruột sau Phần nằm bên phôi túi noãn hoàng, phần nội bì đoạn ruột trước ruột sau hình thành đoạn ruột Ruột tạm thời thông với túi noãn hoàng qua cuống noãn hoàng Sau nà , với phát triển phôi, cuống noãn hoàng hẹp lại dài Ở vùng đầu phôi, ruột trước bịt đầu trước màng họng Ở vùng đuôi phôi, đoạn sau ruột sau phình lên tạo thành ổ nhớp bị bịt kín màng nhớp, màng nà sau phân thành đoạn: màng niệu sinh dục màng hậu môn (H 7C, D) 17 Như vậ , nội bì phôi hình thành lớp biểu mô lợp ruột ngu ên thủ (biểu mô ống tiêu hóa trừ miệng đoạn ống hậu môn) phần phôi niệu nang, ống noãn hoàng Trong trình phát triển tiếp theo, nội bì hình thành: biểu mô lợp đường hô hấp, biểu mô tu ến giáp, tu ến cận giáp, tu ến ức, gan, tụ , biểu mô phủ bàng quang phần niệu đạo, biểu mô phủ tai giữa, vòi eustache (ống họng - hòm nhĩ), xoang mặt, màng nhĩ 18 C KẾT LUẬN Sự biệt hóa tế bào trình phức tạp từ tế bào hợp tử ban đầu qua trình phân chia phát triển cho thể hoàn chỉnh Sự biệt hóa tế bào phụ thuộc vào nhiều yếu tố điều hòa trình phiên mã, tế bào bên cạnh Có hiểu biết sâu sắc trình biệt hóa biệt hóa, tác động vào tế bào, làm biệt hóa theo hướng mong muốn 19 D M CL C A Đ T V N ĐỀ B N I DUNG I Khái niệm biệt hóa tế bào II Ngu ên lý biệt hóa tế bào III Các hình thức biệt hóa 1) Biệt hoá ngoại bì 2) Biệt hoá trung bì 3) Biệt hoá nội bì .13 C KẾT LUẬN D M C L C 15 16 20