अक्ष निर्माण और शारीरिक योजना

भ्रूण अपनी सिर-से-पूंछ, पीठ-से-पेट और बाएं-दाएं अक्षों को कैसे स्थापित करता है, जो उस समन्वय प्रणाली को निर्धारित करता है जिस पर पूरी शारीरिक योजना का निर्माण होता है।

Definition

अक्ष निर्माण प्रमुख शारीरिक अक्षों — अग्र-पश्च, पृष्ठीय-अधरीय और बाएं-दाएं — का विकासात्मक निर्धारण है जो भ्रूण की समन्वय प्रणाली को परिभाषित करते हैं; शारीरिक योजना प्रमुख अक्षों, खंडों और क्षेत्रों की परिणामी समग्र व्यवस्था है जिनसे अंगों का विकास होता है।

Scope

यह विषय अग्र-पश्च, पृष्ठीय-अधरीय और बाएं-दाएं शारीरिक अक्षों के निर्धारण, उभयचर पृष्ठीय आयोजक जैसे आयोजन केंद्रों की भूमिका, अक्षों को आरंभ करने वाले मातृ निर्धारक और संकेत प्रवणता, और अक्षीय जानकारी बाद के क्षेत्रीय प्रतिरूपण को कैसे निर्देशित करती है, को शामिल करता है। यह शास्त्रीय प्रत्यारोपण भ्रूणविज्ञान को मॉर्फोजेन और प्रतिलेखन कारकों के आणविक तर्क से जोड़ता है।

Core questions

• सिर-से-पूंछ अक्ष कैसे स्थापित और उन्मुख होता है?
• भ्रूण के पृष्ठीय और अधरीय पक्षों को कैसे अलग किया जाता है?
• आयोजक क्या है, और यह शारीरिक अक्ष को कैसे प्रेरित कर सकता है?
• बाएं-दाएं विषमता कैसे उत्पन्न होती है ताकि आंतरिक अंग सही ढंग से स्थित हों?

Key theories

भ्रूण आयोजक

एक विशेष संकेत क्षेत्र — उभयचर पृष्ठीय होंठ द्वारा उदाहरणित — आसपास के ऊतक को एक पूर्ण द्वितीयक शारीरिक अक्ष बनाने के लिए प्रेरित कर सकता है, यह दर्शाता है कि संकेतों के स्थानीय स्रोत शारीरिक योजना को व्यवस्थित करते हैं।

अक्ष प्रतिरूपण का आनुवंशिक पदानुक्रम

मक्खी के भ्रूण में, मातृ प्रवणता गैप, पेयर-रूल और सेगमेंट-पोलैरिटी जीनों के एक कैस्केड को सक्रिय करती है जो अग्र-पश्च अक्ष को उत्तरोत्तर उपविभाजित करते हैं, यह एक प्रतिमान प्रदान करते हैं कि जीन शारीरिक योजना का निर्माण कैसे करते हैं।

Mechanisms

शारीरिक अक्षों को सामान्यतः असममित रूप से स्थानीयकृत मातृ निर्धारकों और समरूपता-भंग करने वाली घटनाओं जैसे शुक्राणु प्रवेश स्थल या कोशिकाद्रव्यीय पुनर्व्यवस्था द्वारा आरंभ किया जाता है। ये संकेत मॉर्फोजेन स्रावित करने वाले संकेत केंद्रों को स्थापित करते हैं, जो स्थितिगत जानकारी के रूप में व्याख्या की जाने वाली प्रवणता उत्पन्न करते हैं। मक्खी के अग्र-पश्च अक्ष में, मातृ प्रवणता गैप, पेयर-रूल, सेगमेंट-पोलैरिटी और होमियोटिक जीनों के एक पदानुक्रम को ट्रिगर करती है जो पैटर्न को उत्तरोत्तर परिष्कृत करते हैं। पृष्ठीय-अधरीय प्रतिरूपण विरोधी संकेत मार्गों द्वारा आकार लेता है, और बाएं-दाएं विषमता दिशात्मक कोशिकीय प्रक्रियाओं से उत्पन्न होती है जो पार्श्वता जीनों की अभिव्यक्ति को पक्षपाती करती है, जिससे आंतरिक अंगों का सुसंगत स्थान सुनिश्चित होता है।

Clinical relevance

अक्ष निर्धारण और पार्श्वता में दोष शरीर की समरूपता और अंग स्थान के विकारों को जन्म देते हैं, और जब असामान्य रूप से पुनः सक्रिय होते हैं तो कई समान संकेत मार्ग रोग में शामिल होते हैं। यह प्रविष्टि शैक्षिक है और इसका उद्देश्य नैदानिक मार्गदर्शन के रूप में नहीं है।

History

1920 के दशक में स्पमैन और मैंगोल्ड के आयोजक प्रयोग ने दिखाया कि भ्रूण का एक छोटा सा क्षेत्र एक पूर्ण शारीरिक अक्ष को प्रेरित कर सकता है। वोल्परट के स्थितिगत-सूचना ढांचे और नुस्लीन-वोलहार्ड, वीशॉस और लुईस द्वारा ड्रोसोफिला में अक्ष प्रतिरूपण के व्यवस्थित आनुवंशिक विच्छेदन ने उन जीन पदानुक्रमों का खुलासा किया जो शारीरिक योजना का निर्माण करते हैं।

Key figures

• Hans Spemann
• Hilde Mangold
• Lewis Wolpert
• Christiane Nüsslein-Volhard
• Edward B. Lewis

Seminal works

• wolpert1969
• nussleinvolhard1980
• gilbert2016

Frequently asked questions

भ्रूण आयोजक क्या है?

यह प्रारंभिक भ्रूण का एक क्षेत्र है जो, जब प्रत्यारोपित किया जाता है, तो पड़ोसी कोशिकाओं को एक दूसरा शारीरिक अक्ष बनाने के लिए प्रेरित कर सकता है — पहली बार स्पमैन और मैंगोल्ड द्वारा उभयचरों में प्रदर्शित किया गया।

एक भ्रूण बाएं को दाएं से कैसे अलग करता है?

विकास के शुरुआती चरणों में दिशात्मक कोशिकीय प्रक्रियाएं एक तरफ पार्श्वता जीनों की गतिविधि को पक्षपाती करती हैं, जो हृदय जैसे आंतरिक अंगों के सुसंगत बाएं-दाएं स्थान को स्थापित करती हैं।