Individual rivojlanish biologiyasi fani zigota hosil bo’lishidan organizmning tabiiy o’limigacha bo’lgan davrining umumiy qonuniyatlarini o’rganadi

Hujayra differensiasiyasining biokimyoviy mexanizmi. Differensiasiya jarayonini o’rganishda genetik, molekulyar–biologik usullardan keng foydalanilmoqda. Hujayra differensiasiyasini o’rganishda molekulyar biologiyaning hissasi shundaki, bu jarayonning oqsillarning farqi orqali bilish mumkin. Shunday qilib, molekulyar biologiya hujayra differensiasiyasini oydinlashtiradi. Shu munosabat bilan quyidagi savollar tug’iladi: 1) haqiqatdan ham differensiallashgan hujayralarda oqsillar har xil bo’ladimi? 2) bu farqlar gen tarkibi yoki funksiyasi bilan belgilanadimi?
1.Biokimyoviy tahlil shuni ko’rsatadiki, morfologik va funksional jihatdan farq qiladigan hujayralarda ko’pchilik oqsillar sifat jihatdan farq qilmaydi. bunday oqsillar har qanday hujayrada hayotiy zarurdir. Ba’zi ixtisoslashgan oqsillar sifat jihatdan farq qiladi. Bular ayrim hujayralarda uchraydi xolos va ular hujayraning hayoti uchun zarur emas.Masalan, eritrositdagi gemoglabin, immune sistemadagi immunoglobulin, teri epiteliysidagi keratin, muskuldagi aktin, miozin va boshqalar shular jumlasidandir. Umumiy xususiyatlarga ega bo’lgan oqsillar hamma hujayralarda uchrasa ham, ularning sifati farq qiladi, bu esa qo’shimcha farqlarni yuzaga keltiradi. Bu holat, ayniqsa, fermentlarda yaqqol seziladi.
2.A.Veysman fikricha, har xil hujayralarda genlar turlicha bo’ladi.Keyinchalik T.Morgan shunday xulosaga keldiki, genlar tarkibi bir xil , ammo ularning funksiyasi har xil bo’ladi. Keyingi yarim asr davomida bu masala fizik-kimyoviy, sito-embriologik, molekulyar-genetik usullar yordamida hal etildi. Ana shu usullar yordamida genlar tarkibi , gen miqdori o’ganildi. Bu muammoni hal etishda T.Morganning irsiyatning xromosoma nazaryasi ham muhim ahamiyatga ega bo’ldi. Sitogenetik va genetik tadqiqotlardan ma’lum bo’lishicha, DNK miqdori (disklar soni) genlar soniga teng. Ammo bu muammoni yechishda faqat sitogenetik usul yetarli emas, shuning uchun DNK ning sifat va miqdor xususiyatlarini ham o’rganish lozim.Bunday ma’lumotlar o’rganish usullarining aniqligiga bog’liq.
Tadqiqotlarning ko’satishicha, individual rivojlanish davrida DNK replikasiyasi xromasomalarning hamma hujayralarida teng taqsimlanishini ta’minlaydi. Shundan ma’lumki, har xil hujayralarda son va sifat jihatdan nukleotidlar ketma ketligi bir xil bo’ladi. Ammo xromosomalarning har xil qismida DNK replikasiyasi har xil bo’lishi uning miqdor jihatdan ham har xil bo’lishiga olib keladi. Bunday holatlarda genlar miqdori jihatdan ham har xil bo’lishiga olib keladi. Bunday holatlarda genlar miqdori jihatdan o’zgaradi. Ba’zan esa genomning sifat jihatdan o’zgarishi ham kuzatiladi. Genomning sifat jihatdan o’zgarishining 2ta turi mavjud: 1)limfositlar differensiasiyasi tufayli immunoglobulin genining qayta qurililishi; 2)embriogenezning dastlabki davrlarida tirik organizmlarning ba’zi turlarida xromatinlarning eliminasiyasi va diminusiyasi (kamayishi) kuzatiladi.
1.Immunoglobulin geni differensiasiya qayta qurilib, antitello hosil bo’lishini kodlaydi. Bunda limfosit diffrensiallashadi.
2.1887 yilda T.Boveri ot askaridasi tuxumining birinchi maydalanishida somatik hujayralar xromosomalarining bir qismini tashlab yuborishini aniqladi. Bo’lajak jinsiy hujayrada genomining hamma qismi saqlanib qoladi. Keyinchalik hujayralarda DNK kamayib, ular boshqa genetik elementlarga o’tganligi kuzatilgan.
Xromosomalar butunligicha eliminasiyaga (qurilish) uchraganligi ham ma’lum. Pashshalarda birinchi maydalanishdayoq 3 ta avtosoma, 1 ta urg’ochida, 2 ta erkagida jinsiy xromosoma eliminasiyaga uchragan. Bunday holat xaltalilarda ham uchraydi.
Shunday qilib, genomidagi DNK kamayishi ham uchraydigan holat bo’lsa ham, umurtqasiz va umurtqali hayvonlarda uchraydi. Bu holat avtosoma va jinsiy xromosomalarda uchraydi, birlamchi jinsiy hujayralarda bunday holat uchramaydi. Genning o’zgarishini bilish uchun faqat uning tuzilishini o’rganish yetarli emas. Buning uchun somatik hujayra yadrosining genetik patensialini ham o’rganish lozim. O’simliklarda uzoq differensiasiyani bosib o’tgan somatik hujayralardan to’liq organizm yetiladi, ya’ni ular totipotent hisoblanadi. Hayvonlarda blastula davrida bunday holat kuzatilmaydi. Buning sababi somatik hujayra sitoplazmasining o’zgarishidir.
G.Shpeman birinchi marta hujayra yadrosining (blastomer) potensialini o’rganish uchun tritonning rivojlanayotgan embrioni ustida tajriba o’tkazdi. Shpeman zigotaga gantelsimon shakl hosil qilib, yadroni bir tomonga o’tkazdi. Natija maydalanish faqat yadroli qismda sodir bo’ldi. 16 ta blastomer hosil bo’lgandan keyin yadroni yadrosiz blastomerga o’tkazdi. Unda ham maydalanish sodir bo’lib, normal embrion hosil bo’ldi. Demak, har bir yadro bir hil determinantlarga (genlarga) ega. Embrionning keyingi rivojlanishida ham shunday holat sodir bo’ladimi? Bu savolga javob berish uchun mikroxirurgiya yo’li bilan yadroni ko’chirib o’tkazishga oid tajribalar XX asrning 50-yillarida T.King va R.Briggs tomonidan o’tkazildi. Keyinchalik angliyalik J.Gerdon bunday tajribalarni ko’plab o’tkazdi. Agar amfibiyalar, hasharotlar, baliqlar tuxumidan yadro mikroxirurgiya yo’li bilan olinib, uning o’rniga blastula yoki gastrula davridagi blastomer yadrosi ko’chirib o’tkazilsa, normal embrion rivojlangan. Agar embrionning keyingi davridagi yadro ko’chirib o’tkazilsa, hosil bo’lgan embrion nobud bo’lishi kuzatilgan. Gerdon tajribalaridan ma’lum bo’lishicha, yadroning sintetik faolligi sitoplazmaning ta’siriga bog’liq.
Hozirgi fan taraqqiyoti shuni ko’rsatmoqdagi, genlar oqsillar strukturasini belgilashda va shundan kelib chiqqan holda fenotipini aniqlashda ishtirok etadi. Hujayraning hosil bo’lishida genning vazifasi hujayra doimo hujayradan kelib chiqishini boshqarishdan iborat. Boshqacha aytganda, yangi hujayra hosil bo’lishida ona hujayra muhum vazifani bajaradi. Chunki hujayra organoidlari ona hujayradan hosil bo’ladi. Shuning uchun, hujayra differensiasiyasini tushunish uchun hujayra organoidi, hujayra populyasiyasini bilish muhim. Bundan tashqari, hujayra fenotipi, genotip o’zgarmasdan differensiasiya davrida o’zgarib boradi, boshqacha aytganda, epigenetik (postgenetik) darajada o’zgaradi. Demak, hujayra epigenotipi deyilganda hujayralarning differnsiasiyasi davrida fenotipining o’zgarishi tushuniladi.