基因表达调控通过控制细胞分裂和特化的细胞机制在形态发生中起着重要作用。此外，细胞行为如细胞迁移、细胞特性如细胞粘附以及细胞凋亡也受基因表达调控，促进形态发生。

形态发生是生物体发育形态的生物学过程。它由细胞分裂、细胞专一化、凋亡、细胞迁移和细胞粘附等多种细胞和发育过程所驱动。由于这个过程控制着生物体的特殊分布，形态发生主要发生在胚胎发育过程中。负责形态发生的分子是形态发生素。它们是分泌生长因子，可诱导多种细胞内信号通路。形态发生素浓度梯度决定细胞的命运。细胞的命运是通过形态发生素与细胞DNA在不同水平上的相互作用来决定的。遗传蓝图或特定生物体的基因组和环境是决定某一特定实体形态发生的两个因素。

覆盖的关键领域

1.什么是形态发生-定义、作用、形态发生素2.形态发生如何受到基因表达的影响-通过形态发生素调节基因表达

关键词：浓度梯度，形态发生，形态发生，基因表达调控，信号通路

什么是形态发生(morphogenesis)？

形态发生是一个有机体、**或组织形成其形状的胚胎发育过程。它通过各种细胞过程发生，如细胞分裂、细胞特化、细胞迁移、细胞粘附和凋亡。在成体阶段也参与组织细胞。它也发生在单细胞生物中。植物的形态发生主要是通过差异生长完成的。一般来说，植物含有永久性的形态发生组织，其形态发生潜能取决于环境。形态发生是通过将被称为形态发生素的信号分子（由特殊的相邻细胞产生）发送到普通细胞来诱导的。

基因表达如何影响形态发生

形态发生素是负责形态发生的分子。它们是水溶性的生长因子，通过诱导信号通路发挥作用。一些信号通路包括平面细胞极性（PCP）、notch信号、无翼（WNT）、声刺猬（SHH）、骨形态发生蛋白（BMP）、维甲酸（RA）和成纤维细胞生长因子（FGF）信号通路。形态发生素的浓度梯度决定了细胞的命运。这些信号通路最终激活了改变基因表达的转录因子。通过细胞信号级联调节基因表达如图1所示。

Figure 1: Gene Expression Regulation by Cell-Signaling Cascades

例如，FGF途径**ERK等信号分子，ERK在转录和翻译后水平调节基因表达。FGF通路是一种细胞内受体酪氨酸激酶信号通路，与生长因子、激素和细胞因子结合后激活。通过FGF途径调节基因表达如图2所示。

Figure 2: FGF Pathway

因此，基因调控网络控制着基因的表达，通过不同类型的分子调控因子相互作用来调控细胞内mRNA和蛋白质的水平。基因表达调控通过控制细胞分裂和特化的细胞机制在形态发生中起着重要作用。此外，细胞行为如细胞迁移、细胞特性如细胞粘附以及细胞凋亡也受基因表达调控，促进形态发生。因此，高浓度的形态素导致高水平的基因表达调控，而低浓度的形态素导致低水平的基因表达。

结论

形态发生是指动物或植物的形状被确定的生物学过程。形态发生素是相邻细胞通过调控基因在形态发生过程中的表达，促进细胞形态发生的细胞外信号分子。

引用

1.巴森，阿尔伯特。”细胞分化和形态发生中的信号传导。” 冷泉港生物学观点，可在这里获得。