अंग का विकास और आकारिकी (मॉर्फोजेनेसिस)

अंग का विकास वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक अंग कली (लिंब बड), जो पार्श्व प्लेट मेसोडर्म का एक बहिर्वृद्धि है और एक्टोडर्म से ढका होता है, को तीन अक्षों के साथ प्रतिरूपित किया जाता है और एक पहचानने योग्य अंग की हड्डियों, जोड़ों, मांसपेशियों और संयोजी ऊतक में विस्तृत किया जाता है। यह इस बात को समझने के लिए एक उत्कृष्ट मॉडल प्रणाली है कि सिग्नलिंग केंद्र एक विकासशील अंग को कैसे प्रतिरूपित करते हैं।

Definition

अंग का विकास और आकारिकी वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा अंग कली पार्श्व प्लेट मेसोडर्म से शुरू होती है और परस्पर क्रिया करने वाले सिग्नलिंग केंद्रों द्वारा तीन अक्षों के साथ प्रतिरूपित होती है ताकि अंग के आनुपातिक कंकाल और नरम-ऊतक तत्वों का निर्माण हो सके।

Scope

यह विषय अंग कली की शुरुआत, प्रमुख सिग्नलिंग केंद्र (एपिकल एक्टोडर्मल रिज और पोलराइजिंग गतिविधि का क्षेत्र), समीपस्थ-दूरस्थ, अग्र-पश्च और पृष्ठीय-अधरीय अक्षों के साथ प्रतिरूपण, और अंग के भीतर कंकाल तत्वों के निर्माण को शामिल करता है। उपास्थि से हड्डी में विस्तृत संक्रमण को संबंधित कंकाल विषय में वर्णित किया गया है। यह संदर्भ-शैक्षणिक विकासात्मक शरीर रचना विज्ञान है।

Core questions

• अंग कली कैसे शुरू होती है और शरीर के अक्ष के साथ कैसे स्थित होती है?
• एपिकल एक्टोडर्मल रिज और पोलराइजिंग गतिविधि का क्षेत्र क्या हैं, और वे क्या प्रतिरूपित करते हैं?
• अंग के तीनों अक्षों का समन्वय कैसे होता है?
• अंग के कंकाल तत्व कली के भीतर कैसे आकार लेते हैं?

Key concepts

• अंग कली की वृद्धि
• एपिकल एक्टोडर्मल रिज (समीपस्थ-दूरस्थ अक्ष)
• पोलराइजिंग गतिविधि का क्षेत्र (अग्र-पश्च अक्ष)
• सोनिक हेजहोग और SHH-GLI3 ढाल
• FGF सिग्नलिंग
• पृष्ठीय-अधरीय प्रतिरूपण
• अंकों का निर्माण

Mechanisms

अंग कली तब बनती है जब एक मोटे एक्टोडर्म के नीचे पार्श्व प्लेट मेसोडर्म फैलता है। दो सिग्नलिंग केंद्र इसके प्रतिरूपण पर हावी होते हैं: कली के सिरे पर एपिकल एक्टोडर्मल रिज, जो मुख्य रूप से FGF सिग्नलिंग के माध्यम से वृद्धि और समीपस्थ-दूरस्थ प्रतिरूपण को बनाए रखता है, और पश्च मार्जिन पर पोलराइजिंग गतिविधि का क्षेत्र, जो सोनिक हेजहोग के माध्यम से अग्र-पश्च (अंगूठे से छोटी उंगली तक) अक्ष को प्रतिरूपित करता है। SHH आंशिक रूप से प्रतिरोधी में प्रतिलेखन कारक GLI3 के प्रसंस्करण को विनियमित करके कार्य करता है, जिससे अंग में एक अग्र-पश्च प्रतिरोधी ढाल स्थापित होता है। पृष्ठीय-अधरीय संकेत तीन-अक्षीय समन्वय प्रणाली को पूरा करते हैं, और इस ढांचे के भीतर मेसेनकाइमल संघनन अंग कंकाल का निर्माण करते हैं, जिसमें एपोप्टोसिस (कोशिका मृत्यु) अंकों के बीच के स्थानों को आकार देता है।

Clinical relevance

अंग सिग्नलिंग और प्रतिरूपण में गड़बड़ी जन्मजात अंग विकृतियों के एक स्पेक्ट्रम को रेखांकित करती है, जिसमें अंक संख्या और पहचान में दोष शामिल हैं। यह प्रविष्टि अंग के विकासात्मक जीव विज्ञान को शैक्षिक पृष्ठभूमि के रूप में प्रस्तुत करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार का आधार नहीं है।

History

अंग प्रायोगिक भ्रूणविज्ञान में एक प्रमुख मॉडल रहा है जब से क्लासिक ऊतक-ग्राफ्टिंग अध्ययनों ने एपिकल एक्टोडर्मल रिज और पोलराइजिंग गतिविधि के क्षेत्र को परिभाषित किया था। आणविक युग ने सोनिक हेजहोग को पोलराइजिंग सिग्नल और FGFs को रिज सिग्नल के रूप में पहचाना, और फिर एकीकृत विश्लेषणों ने इन्हें अंग के अंगजनन की एक प्रणाली-स्तरीय तस्वीर में संयोजित किया।

Debates

अंक की पहचान कैसे निर्दिष्ट की जाती है?

क्या अंक की पहचान मुख्य रूप से एक श्रेणीबद्ध मॉर्फोजेन सांद्रता द्वारा, सिग्नलिंग की अवधि द्वारा, या दोनों के संयोजन द्वारा निर्धारित की जाती है, यह सक्रिय जांच का एक क्षेत्र बना हुआ है, जिसमें SHH-GLI3 प्रणाली चर्चा के केंद्र में है।

Key figures

• Rolf Zeller
• Aimee Zuniga
• Philip Beachy
• John Fallon
• Cheryll Tickle

Seminal works

• zeller-2009
• wang-2000

Frequently asked questions

एपिकल एक्टोडर्मल रिज क्या है?

यह अंग कली के सिरे पर एक्टोडर्म का एक मोटा बैंड है जो, मुख्य रूप से FGF सिग्नलिंग के माध्यम से, अंतर्निहित मेसेनकाइम को बनाए रखता है और अंग की वृद्धि और समीपस्थ-दूरस्थ प्रतिरूपण को संचालित करता है।

पोलराइजिंग गतिविधि का क्षेत्र क्या करता है?

यह अंग कली के पश्च मार्जिन पर एक क्षेत्र है जो सोनिक हेजहोग का स्राव करता है और अग्र-पश्च अक्ष को प्रतिरूपित करता है, जिससे अंकों की संख्या और पहचान प्रभावित होती है।