5-Hayvanlarda büyüme ve gelişme

HAYVANLARDA BÜYÜME VE
GELİŞME
YRD. DOÇ. DR. ASLI SADE MEMİŞOĞLU
kisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu
[email protected]
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