Biologia rozwoju zwierząt 1400-123BRZ

Ćwiczenia poświęcone są analizie rozwoju zarodkowego zwierząt należących do różnych grup systematycznych. Omawiany i demonstrowany jest rozwój zarodkowy bezkręgowców, na przykładzie rozwoju organizmu modelowego jakim jest nicień glebowy Caenorhabditis elegans, a także organizmów modelowych należących do innych grup systematycznych bezkręgowców (jeżowiec, Drosophila melanogaster) oraz kręgowców (ryby, płazy, ptaki, ssaki). Cześć praktyczna ćwiczeń poprzedzona jest prelekcją dotyczącą tematyki realizowanej w trakcie konkretnych zajęć. Podczas prelekcji omawiane są również preparaty, które będą oglądane i analizowane w trakcie ćwiczeń. Część praktyczna zajęć polega na obejrzeniu przygotowanych wcześniej przez prowadzących preparatów lub wykonaniu przez studentów prostych preparatów z dostarczonego materiału żywego. Taka forma ćwiczeń jest realizowana na zajęciach dotyczących rozwoju nicienia glebowego Caenorhabditis elegans oraz wczesnych zarodków kury. Podczas wykładu studenci zapoznawani są z mechanizmami molekularnymi, które regulują rozwój zwierząt. Kolejno przedstawiane są poszczególne etapy rozwoju organizmu, za pomocą przezroczy, filmów i animacji komputerowych ilustrowana jest regulacja procesów rozwojowych u najlepiej poznanych pod tym względem organizmów modelowych. Omawiane są: Procesy rozwojowe i ich znaczenie: stadia rozwojowe; rozmnażania płciowe. Gametogeneza: komórki linii płciowej; komórki towarzyszące komórkom rozrodczym; mejoza i różnicowanie w spermatogenezie i oogenezie; ekspresja genów podczas oogenezy; losy i lokalizacja RNA w oocycie. Dojrzewanie oocytów płazów i ssaków: mechanizmy molekularne regulujące dojrzewanie (MPF, CSF, kinazy MAP); mechanizmy kontrolujące zapłodnienie. Bruzdkowanie: kontrola kariokinezy i cytokinezy; regulacja cykli komórkowych podczas rozwoju; różnice w sposobach bruzdkowania; bruzdkowanie ssaków; genetyczna kontrola bruzdkowania. Determinacja rozwojowa komórek w zarodku: determinacja autonomiczna – rozwój mozaikowy, determinacja warunkowa – rozwój regulacyjny; rozwój mozaikowy - rola czynników cytoplazmatycznych; różnicowanie komórkowe u nicienia C. elegans. Sekwencja ekspresji grup genów regulujących rozwój D. melanogaster: gradienty produktów genów matczynych; rejonizacja ekspresji poszczególnych grup genów segmentacji (gap, pair-rule, segment polarity); geny aktywowane w stadium blastodermy syncytialnej i blastodermy komórkowej; rola genów homeotycznych. Gastrulacja: mechanizmy ruchów gastrulacyjnych u jeżowców; przebieg gastrulacji u wybranych grup zwierząt; mapa prospektywna blastuli płaza i determinacja miejsca powstawania górnej wargi pragęby. Rozwój regulacyjny: rozwój zarodka jeżowca; regulacyjne zdolności zarodków ssaków; pierwotne komórki zarodkowe ssaków; zmiana potencjału rozwojowego komórek podczas gastrulacji u płazów; pojęcie organizatora, kaskada indukcji w rozwoju X. laevis; indukcja mezodermy. Rola indukcji w organogenezie: kompetencja tkanki do reakcji na bodziec indukcyjny; oddziaływania nabłonkowo-mezenchymatyczne; przestrzenne zróżnicowanie indukcji; specyficzność genetyczna indukcji; rola genów Hox u kręgowców w przestrzennym zróżnicowaniu zarodka. Rozwój zawiązków kończyn: geny Hox i pozycja kończyn; zdolności regulacyjne zawiązka kończyny płaza; powstawanie zawiązka kończyny; specyfikacja powstawania kończyny przedniej i tylnej; oddziaływanie mezenchymy i ektodermy zawiązka – czapeczka apikalna; informacja pozycyjna konieczna do powstania kończyny; zróżnicowanie przodo-tylne kończyny, rola genów Hox i sonic hedgehog; zróżnicowanie grzbieto-brzuszne. Powstawanie zawiązków gonad: pochodzenie komórek płciowych i somatycznych, które budują gonadę ssaków; regulacja hormonalna powstawania fenotypu płciowego – przewody płciowe, zewnętrzne narządy płciowe; czynniki maskulinizujące. Cytoplazma biegunowa i komórki biegunowe D. melanogaster; powstawanie i migracja pierwotnych komórek płciowych ptaków i ssaków; dyminucja chromatyny u Parascaris. Mechanizmy determinacji płci: genetyczna determinacja płci u ssaków – rola genu sry; determinacja płci u Drosophila melanogaster; determinacja płci u gadów pod wpływem środowiska.