Erken Gelişim Sürecine Genel Bakış
Bu fotoğraftan Güneş'in kutupları muhtemelen fark edilemeyecektir. [Image credit: "The Sun photographed at 304 angstroms" is in the public domain CC0]
İnsan gelişimi, -belki boyutu dışında görsel olarak dikkat çekici olmayan- tek bir hücrenin yavaş yavaş otuz yedi trilyon farklı hücreye dönüştüğü bir süreçtir. Embriyoloji, gelişim evrelerinin, özellikle de ilginç şeylerin çoğunun gerçekleştiği erken evrelerin incelenmesidir. Yuvarlak bir hücre, kenarları ve özel parçaları olmayan bir top, farklı yerlerde farklı organları olan bir organizmaya dönüşür. Yukarıdaki fotoğraf bir güneşin fotoğrafıdır. Onu her gün görürüz. Fotoğrafın sağ tarafının yukarıda olup olmadığını söyleyebilir misiniz? Sağ tarafı yukarı bakıyor mu? Biz gökbilimci değiliz ama Güneş biraz döllenmiş bir yumurtaya benziyor ve yukarıdaki şekilde görüşümüzü yönlendirecek belirgin bir işaret yok. Bir yumurta da benzer bir amorf (şekilsiz) görünüme sahiptir, ancak aşağıdaki şekilde gösterilen, bir baş ve kuyruk ucuna, kol ve bacakların net başlangıçlarına sahip embriyoya dönüşür (düzgün bir şekilde şekil değiştirir). Bu bölümün ilk kısmı, ileriki bölümlerde görülecek olan birçok gelişimsel olayda ortak olan kavramlara odaklanmaktadır. Bölümün ikinci yarısı erken gelişimin ayrıntılarını kapsamaktadır.
Gebelik, trimester adı verilen üç eşit zaman dilimine ayrılır. İlk üç aylık dönemin ilk iki haftasında, tek bir hücre, belirgin bir şekli olmayan çok hücreli bir organizmaya dönüşür (yuvarlak bir damla olması dışında, bir ikozahedron değil). İkinci haftadan itibaren, hücre bloğu farklı şekillere sahip bir embriyoya dönüşür. Embriyo, kafa, kollar ve kalp gibi tüm temel insan şekillerine sahip olana kadar biçim değiştirmeye devam eder. Sekizinci haftada bir fetüstür ve ilk üç aylık dönem sona ermiştir. Sonraki iki trimester dönem çok daha az ayrıntılı olarak ele alınmaktadır.
Aşağıdaki resimde tüm zamanları gün, hafta, ay veya yıl olarak listeliyoruz. Gelişimsel biyoloji dersinde zamanlar, bizim için daha az kullanışlı olan carnegie aşamalarında listelenebilir.
İnsan hücreleri, ilk trimester dönemde, bölünürken hücre akıbetleri hakkında karar verirler; bu da nihayetinde kol ve bacakların, baş ve kalbin sayısını ve yerini belirler. Bu kararlar, hücreler arasında gönderilen sinyalleri içerir. Bu sinyallerdeki hatalar doğuştan gelen (konjenital) bozukluklara yol açar (veya konjenital malformasyon veya doğum kusurları (ancak aşağıya bakınız)). Bunlar bilinen bir neden olmaksızın meydana gelebilir. Ya da kimyasallar gelişim sinyallerine müdahale edebilir ve biz bu kimyasalları teratojen olarak adlandırırız. Muhtemelen ABD'deki en ünlü teratojen, talidomid ilacıdır. Talidomid, hamile kadınlar tarafından yanlış zamanda alınırsa, embriyoların uzuvlarının nerede büyüyeceğine karar vermek için kullandıkları karar verme süreçlerine müdahale eder. Bu da fokomeliye ya da uzuvlarda şekil bozukluğuna neden olur. Diğer birçok ülkede Agent Orange (sigara dumanında da bulunan dioksin) ve atomik radyasyonun teratojenik etkileri iyi bilinmektedir, ancak bu bilgi çoğu Amerikan okullarında pek yaygın değildir (Agent Orange ve atomik radyasyonun yetişkinler üzerinde de olumsuz etkileri vardır ve bu bilginin Amerikan halkına ulaşma oranı da benzerdir). Yüz ve diş gelişimi sırasında verilen önemli kararlarda rol oynayan az sayıda sinyali ele alacağız. Tek hücre aşamasından doğuma kadar otuz yedi trilyon karar verilir ve hatalar kaçınılmazdır. Bazı hatalar küçüktür, bir organın görünümünü değiştirir ancak işlevini değiştirmez; Buna doğum izi ya da insan çeşitlemesi diyebiliriz. Diğer hatalar daha ağırdır, kişinin sağlığına müdahale eder ve bunları doğuştan gelen bozukluklar olarak adlandırırız (ya da belki doğuştan gelen gelişim hataları, ama tercihen doğum kusurları değil, çünkü kelime seçimimiz insanların sağlık hizmeti alma miktarını etkiliyor, bu hastaya bağlı).
Bu bölümde anlattığımız bilgilerin çoğu, deniz kestaneleri, tunikat solucanları ve sinekler gibi bazılarının dişleri bile olmayan hayvanların gelişimini incelemekten gelmektedir. Bu model organizmalar bizim için iki önemli nedenden dolayı yararlıdır. Birincisi, hızlı bir şekilde, çok sayıda, dışarıdan (rahim olmadan) gelişirler ve hatta görülebilirler. İkincisi, erken gelişim süreçleri metazoanlar arasında oldukça korunmuştur (milyonlarca yıl boyunca DNA talimatlarında çok az mutasyon olmuştur). Bir sinekle çok fazla ortak yönümüz vardır. Ancak aramızda önemli farklılıklarımız da var. Sonuç olarak, kafa gibi özellikleri tartışırken deniz kestaneleri çok daha az kullanışlıdır. Solucanlar ve sinekler; dişler ve "yeni kafamız" gibi omurgalılara özgü özellikleri tartışırken daha az kullanışlıdır.
Ancak erken gelişim için (bu bölüm), yeni kafalılarımızın genellikle daha basit organizmalar olarak adlandırdığı deneyler çok sayıda yararlı bilgi sağlar. Diğer organizmalar üzerinde deney yapmak, araştırmacıların akıbet analizi yapmasına olanak tanır. Temelde, bir kök hücreye boya enjekte ederseniz, çok sayıda son derece farklılaşmış yetişkin hücresi üretmek için mitozdan geçerken onu takip edebilirsiniz. Boya içeren herhangi bir yetişkin hücresi bu kök hücreden gelmiş olmalıdır. Bu, yetişkin hücrelerin soy haritasını çıkarmamızı sağlar. Bazı gelişim biyologları, nöral krest hücrelerinin çeşitli rollerini tanımlamak için boya kullanmak yerine Nicole Marthe Le Douarin tarafından icat edilen bir teknik olan kimeraları kullanmaktadır. Diğerleri, bu hücrelerin akibetlerini değiştirip değiştirmediğini veya bu hücrelerin yeni komşularının akibetlerini değiştirip değiştirmediğini görmek için hücreleri bir yerden başka bir yere nakletti.
Önceki Ders: Para-Nazal Sinüsler
Sonraki Ders: Erken Gelişim Modelleri
Yorumlar
Yorum Gönder