Mis on morfogenees?

Morfogenees on arengubioloogias oluline protsess, mille käigus organismidel kujunevad välja neile iseloomulikud kujundid. See hõlmab kudede, elundite ja organismi kui terviku kujude arengut – see ei piirdu ainult kogu organismi kujuga. Seda protsessi, mille abil kuju määratakse, juhib kaudselt olendi geneetiline ülesehitus. Erinevad protsessid, nagu hormoonidega seotud keemilised signaalid ja rakkude arengumustrite poolt põhjustatud füüsiline pinge, põhjustavad rakkude teatud arengut, mis viib spetsiifilise kujuga elundite moodustumiseni. Kui tavaliselt uuritakse morfogeneesi rakukasvust eraldi, siis üherakuliste organismide arengus on need kaks sisuliselt samad, kuna sellise olendi kuju määrab tema ühe raku kuju.

Arengubioloogias on palju erinevaid elemente, mis lõpuks aitavad kaasa morfogeneesile. Rakkude diferentseerumine, protsess, mille käigus üks rakk jaguneb, moodustades paljusid, on oluline, kuna paljud organite kujud, mis toovad kaasa organismi üldise kuju, määratakse rakkude diferentseerumismustrite põhjal. Näiteks varases arengus jaguneb esimene rakk kaheks, kuid need kaks rakku ei pruugi jaguneda sümmeetriliselt. Erinevad rakud jagunevad erinevatel aegadel, põhjustades seeläbi asümmeetrilist arengut, mis pärast paljusid järgnevaid jagunemisi viib kuju. Need asümmeetriad vallandavad tavaliselt valkude või muude keemiliste ja ruumiliste elementide poolt läbi viidud geneetilised juhised.

Rakkude kasv on teine ​​oluline arengubioloogia aspekt, mis aitab kaasa morfogeneesile. Rakkude kasv kirjeldab, kui palju rakk kasvab oma organellide ja tsütoplasma sisalduse poolest. Mõned rakud kasvavad üsna suureks, teised aga jäävad üsna väikeseks. Erinevate suurustega rakud mängivad morfogeneesis olulist rolli, kuna erineva suurusega rakud võivad erinevatel viisidel kombineerida, et toota erineva kujuga elundeid.

Morfogenees on suhteliselt delikaatne protsess, mida saab mitmel erineval viisil häirida või muuta. Arengugeneetikud uurivad sageli morfogeneesi, deaktiveerides spetsiifilisi sihitud geene, mis salvestavad teatud rakkude geneetilisi juhiseid, et toota signaale, mis käivitavad või peatavad rakkude kasvu ja diferentseerumise erinevaid aspekte. Sageli on selliste katsete tulemuseks organismid, mis ei arene piisavalt, et ellu jääda embrüo varasemast arengust. Mõnel juhul ei moodustu teatud olulised elundid täielikult, teistel aga ei pruugi diferentseerumine toimuda piisavalt, et elundi kuju üldse välja kujuneks. Sel viisil morfogeneesi uurides suudavad teadlased siduda konkreetsed geenid teatud arengufunktsioonidega.