Hoe kan Morphogenesis worden beïnvloed door Gene Expression

De regulatie van genexpressie speelt een vitale rol bij de morfogenese door de cellulaire mechanismen van celdeling en celspecialisatie te beheersen. Bovendien worden cellulair gedrag zoals celmigratie, cellulaire eigenschappen zoals celadhesie evenals apoptose ook gecontroleerd door de regulatie van genexpressie, het bevorderen van morfogenese.

Morphogenesis is het biologische proces waardoor een organisme zijn vorm ontwikkelt. Het wordt aangedreven door verschillende cellulaire en ontwikkelingsprocessen zoals celdeling, celspecialisatie, apoptose, celmigratie en celadhesie. Omdat dit proces de speciale verdeling van een organisme controleert, vindt morfogenese voornamelijk plaats tijdens de embryonale ontwikkeling. De moleculen die verantwoordelijk zijn voor de morfogenese zijn morfogenen. Het zijn uitgescheiden groeifactoren die verschillende intracellulaire signaalroutes induceren. De concentratiegradiënt van morfogenen bepaalt het lot van de cel. Het lot van de cel wordt bepaald door de interacties van morfogenen met cellulair DNA op verschillende niveaus.  Genetische blauwdruk of het genoom van dat specifieke organisme en de omgeving zijn twee factoren die betrokken zijn bij de bepaling van de morfogenese van een bepaalde entiteit.

Key Areas Covered

1. Wat is morfogenese
      - Definitie, rol, morfogenen
2. Hoe kan Morphogenesis worden beïnvloed door Gene Expression
     - Regulatie van genexpressie door middel van morfogenen

Sleutelbegrippen: concentratiegradiënt, morfogenese, morfogenen, regulatie van genexpressie, signaalwegen

Wat is morfogenese

Morphogenesis is het proces van embryonale ontwikkeling waarbij een organisme, orgaan of een weefsel zijn vorm ontwikkelt. Het gebeurt via verschillende cellulaire processen zoals celdeling, celspecialisatie, celmigratie, celadhesie en apoptose. Het is ook betrokken bij het organiseren van de cellen tijdens volwassen stadium. Het komt ook voor in eencellige organismen. Morfogenese in planten vindt voornamelijk plaats door differentiële groei. Over het algemeen bevatten planten permanente morfogenetische weefsels waarvan het morfogenetisch potentieel afhangt van de omgeving. Morphogenesis wordt geïnduceerd door signaalmoleculen te verzenden die bekend staan ​​als morfogenen geproduceerd door gespecialiseerde, aangrenzende cellen van de generieke cellen.  

Hoe kan Morphogenesis worden beïnvloed door Gene Expression

Morfogenen zijn de moleculen die verantwoordelijk zijn voor de morfogenese. Zij zijn in water oplosbare groeifactoren die hun effect bewerkstelligen door signalerende routes te induceren. Sommige signaalroutes zijn planaire celpolariteit (PCP, notch signalering, vleugelloze (WNT), sonische hedgehog (SHH), botmorfogenetische eiwit (BMP), retinezuur (RA) en fibroblast groeifactor (FGF) routes. morfogenen bepalen het lot van de cel.Deze signalerende routes activeren uiteindelijk de transcriptiefactoren die de genexpressie veranderen.De regulatie van de genexpressie door cascades voor celsignalering wordt getoond in Figuur 1.

Figuur 1: Genexpressieregulatie door cel-signalerende Cascades

Als een voorbeeld stimuleert de FGF-route signaleringsmoleculen zoals ERK, die de genexpressie op zowel transcriptionele als posttranslationele niveaus reguleert. De FGF-route is een type intracellulaire receptortyrosinekinase-signaleringsroute, die wordt geactiveerd na binding aan groeifactoren, hormonen en cytokinen. De regulatie van genexpressie via FGF pathway wordt getoond in Figuur 2.

Figuur 2: FGF-pad

Daarom reguleren genregulatienetwerken de genexpressie, regulering van de niveaus van mRNA en eiwitten in een cel door middel van verschillende soorten moleculaire regulatoren die met elkaar interageren. De regulatie van genexpressie speelt een vitale rol bij de morfogenese door de cellulaire mechanismen van celdeling en specialisatie te beheersen. Bovendien worden cellulair gedrag zoals celmigratie, cellulaire eigenschappen zoals celadhesie alsook apoptose ook geregeld door de regulatie van genexpressie, hetgeen de morfogenese bevordert. Vandaar dat hogere concentraties van morfogenen een hoog niveau van genexpressie regulatie veroorzaken, terwijl lagere concentraties van morfogenen een laag niveau van genexpressie veroorzaken..

Conclusie

Morphogenesis is het biologische proces waardoor de vorm van een dier of een plant wordt bepaald. Morfogenen zijn de extracellulaire signaalmoleculen geproduceerd door aangrenzende cellen om de morfogenese van generieke cellen te bevorderen door regulatie van genexpressie tijdens morfogenese.

Referentie:

1. Basson, Albert. "Signalering in celdifferentiatie en morfogenese." Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, Beschikbaar Hier.

Afbeelding met dank aan:

1. "Gene Regulatory Network" (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "FGF Pathway tm" door Tylermiyawaki - Eigen werk (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia