ВУЗ:
Составители:
92
представляет ответ на вопрос: «Откуда первоначально
недифференцированные клетки узнают, каким образом им далее
дифференцироваться?» В опытах, произведенных на эмбрионах, показано,
что клетка из центральной части тела после пересадки в голову развива-
лась в глаз. Отсюда следует, что в ДНК отдельных клеток информации о
дальнейшей дифференциации нет, клетка получает ее от соседних клеток,
после чего начинается дифференциация. Тьюринг предположил, что
носителем такой информации служит химическая структура – морфоген,
возникающая благодаря совместному действию химических реакций и
диффузии. В настоящее время выдвинута гипотеза, что при достаточно
высокой концентрации морфогенов в работу включаются гены, что и ведет
к дифференциации клеток. Следует отметить, что существование
морфогенов до сих пор окончательно не доказано, существуют лишь
косвенные подтверждения.
На основе подхода Тьюринга был разработан целый класс моделей
реакционно-диффузионного типа. Эти модели применимы, когда размер
изучаемой пространственной структуры много больше размера отдельных
клеток. Одна из наиболее известных реакционно-диффузионных моделей
морфогенеза принадлежит А. Гиреру и X. Мейнхардту (модель ГМ). Она
основана на гипотезе, что все клетки развивающегося организма могут
продуцировать два морфогена: активатор и ингибитор, способные
диффундировать в другие клетки. В случае идеального перемешивания
морфогенов (когда диффузии нет) система достигнет однородного
стационарного состояния. Диффузия морфогенов с одинаковыми
скоростями приведет к такому же состоянию. Но при разной скорости
диффузии морфогенов любое незначительное пространственное
возмущение может привести к неустойчивости, и начинает формироваться
некоторая пространственная структура. Такую неустойчивость называют
диффузионной, а механизм образования структур – активаторно-
ингибиторным.
Модель ГМ описывается системой уравнений:
Здесь а и h – продукция активатора и ингибитора; D
a
и D
h
–
коэффициенты диффузии активатора и ингибитора, причем D
h
>D
a
; µа и
βh – отток (распад) активатора и ингибитора; r – координата; С, С', β и µ –
постоянные. Процесс продуцирования активатора является
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- …
- следующая ›
- последняя »
