1。活性化と非活性化:
* zygote: 受精卵は、最初は発達に必要なすべての遺伝情報が含まれています。ただし、遺伝子のサブセットのみがいつでもアクティブです。
* 分化: 胚が発達するにつれて、異なる細胞が特定の組織や臓器になる運命にあります。この細胞分化のプロセスは、特定の遺伝子の活性化と非活性化によって駆動されます。一部の遺伝子はオンになっており、特定の細胞タイプの発達を促進するタンパク質の産生につながりますが、他の遺伝子はオフになります。
* 時間的および空間的規制: 遺伝子発現は、いつ(時間的調節)と場所(空間調節)遺伝子が活性化されるかの両方の点で、しっかりと制御されます。これにより、正しいタンパク質が適切なタイミングで適切な場所で生成されることが保証されます。
2。遺伝子調節:
* 転写因子: これらのタンパク質は特定のDNA配列に結合し、転写速度(DNAをRNAにコピーするプロセス)を制御します。異なる転写因子が異なる細胞タイプで活性であり、独自のアイデンティティに貢献しています。
* エピジェネティクス: このフィールドは、環境因子と細胞プロセスが基礎となるDNA配列を変えることなく遺伝子発現をどのように変えることができるかを研究します。 DNAメチル化やヒストン修飾などのエピジェネティックな修飾は、発達中の遺伝子活性の調節に重要な役割を果たす可能性があります。
3。重要な発達遺伝子:
* Homeobox遺伝子(Hox遺伝子): これらの遺伝子は、頭から尾軸に沿って胚のボディプランを指定します。それらは、さまざまな構造の発達に影響を与えるマスターコントロール遺伝子として機能します。
* 成長因子: これらのタンパク質は、細胞分裂と分化を刺激します。それらは、臓器と組織の成長と発達に非常に重要です。
* モルフォゲン: これらの拡散性シグナル伝達分子は、胚内に濃度勾配を確立します。これらの勾配は、細胞の運命に影響を与え、その位置に基づいて開発をさまざまなタイプに導きます。
4。遺伝子相互作用:
* 遺伝子ネットワーク: 開発中、遺伝子は単独で機能しません。それらは複雑なネットワークで相互作用し、互いの表現に影響を与えます。これらのネットワークは、発達プロセスの適切なタイミングと調整を保証します。
5。遺伝的変異:
* 発達欠陥: 遺伝子配列または遺伝子調節の変化は、発達欠陥につながる可能性があります。いくつかの突然変異は軽度ですが、他の変異は深刻な結果をもたらす可能性があり、先天性欠損症または遺伝的障害を引き起こす可能性があります。
全体として、遺伝子の活性は胚発生中に高度に組織化され、動的です。 活性化、非活性化、および複雑な相互作用により、遺伝子は単一の受精卵からの完全な生物の正確な発達を調整します。