1. Interazioni cellulari:
* Centri di segnalazione: Regioni specifiche all'interno dell'embrione, spesso ai suoi bordi o poli, agiscono come centri di segnalazione. Rilasciano segnali chimici (morfogeni) che si diffondono attraverso l'embrione, creando gradienti di concentrazione. Questi gradienti forniscono informazioni posizionali alle cellule circostanti.
* Induzione: Le cellule rispondono a questi gradienti, influenzando i loro percorsi di differenziazione. Le cellule in diverse posizioni ricevono diverse concentrazioni di morfogeni, innescando programmi di sviluppo unici.
* Inibizione laterale: Le cellule possono anche comunicare lateralmente, influenzando i loro vicini. Ciò può portare alla formazione di confini e schemi distinti all'interno dell'embrione.
2. Organizzazione spaziale:
* Strati germinali: Durante lo sviluppo precoce, le cellule si separano in strati distinti chiamati strati germinali (ectoderma, mesoderma, endoderma). Questi strati sono organizzati spazialmente, con ogni strato che dà origine a tessuti e organi specifici.
* Formazione dell'asse: La posizione determina l'istituzione degli assi principali dell'embrione:posteriore anteriore (testa-coda), dorsale-ventrale (pannello posteriore) e sinistra-destra. Questi assi definiscono il piano corporeo e l'orientamento degli organi futuri.
* Formazione di pattern: La posizione delle cellule all'interno dell'embrione determina anche la formazione di schemi specifici, come la disposizione delle cifre negli arti o la segmentazione del corpo.
3. Determinazione del destino:
* Lignaggio cellulare: Le cellule ereditano la loro posizione e i segnali associati dalle celle dei genitori. Questo lignaggio contribuisce all'eventuale destino di una cella.
* Plasticità: Mentre la posizione svolge un ruolo significativo, non è assoluto. Alcune cellule mantengono la plasticità dello sviluppo, consentendo loro di cambiare il loro destino in base a nuovi segnali ambientali.
* Fattori ambientali: Fattori esterni come la temperatura, i livelli di ossigeno e le forze meccaniche possono anche influenzare il destino cellulare e contribuire all'organizzazione spaziale.
Esempi:
* Formazione del tubo neurale: L'ectoderma dorsale dell'embrione dà origine al tubo neurale, il precursore del cervello e del midollo spinale. Questa posizione è determinata da centri di segnalazione e successivi eventi di induzione.
* Sviluppo degli arti: Le cellule del bocciolo degli arti sono influenzate dai centri di segnalazione, portando alla formazione di ossa, muscoli e pelle dell'arto. La loro posizione determina il modello specifico di queste strutture.
Conclusione:
La posizione cellulare all'interno di un embrione in via di sviluppo è un fattore determinante vitale del destino cellulare e dell'organizzazione generale dell'organismo. L'interazione delle interazioni delle cellule cellula, dell'organizzazione spaziale e dei fattori ambientali garantisce che ogni cellula occupa la posizione corretta e contribuisca alla formazione di un corpo funzionale e complesso.
