Die Bildung eines mehrzelligen Organismus beginnt mit einer kleinen Ansammlung ähnlicher Zellen in einem Embryo und schreitet durch kontinuierliche Zellteilung und Spezialisierung fort, um eine ganze Gemeinschaft kooperierender Zellen zu erzeugen, von denen jede ihre eigene Rolle im Leben des Organismus hat. Durch die Zusammenarbeit der Zellen wird der Organismus viel mehr als die Summe seiner Bestandteile.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Eine befruchtete Eizelle vermehrt sich und bringt eine ganze Familie von Tochterzellen hervor, von denen jede eine Struktur und Funktion entsprechend ihrer Position in der gesamten Anordnung annimmt. Alle Tochterzellen enthalten die gleichen Chromosomen und damit die gleiche genetische Information. Trotz dieser gemeinsamen Vererbung verhalten sich die verschiedenen Zelltypen unterschiedlich und weisen unterschiedliche Strukturen auf. Damit dies der Fall ist, müssen sie unterschiedliche Gensätze exprimieren, so dass sie trotz ihrer identischen embryologischen Vorfahren unterschiedliche Proteine produzieren.
Während der Entwicklung eines Embryos reicht es nicht aus, dass alle Zelltypen, die im voll entwickelten Individuum vorkommen, einfach entstehen. Jeder Zelltyp muss sich zur richtigen Zeit am richtigen Ort und im richtigen Verhältnis bilden, sonst wäre es ein Wirrwarr zufällig zusammengewürfelter Zellen, die in keiner Weise einem Organismus ähneln. Die geordnete Entwicklung eines Organismus hängt von einem Prozess ab, der als Zelldetermination bezeichnet wird und bei dem sich ursprünglich identische Zellen auf unterschiedliche Entwicklungspfade festlegen. Ein grundlegender Bestandteil der Zelldetermination ist die Fähigkeit der Zellen, verschiedene Chemikalien in unterschiedlichen Regionen des Embryos zu erkennen. Die chemischen Signale, die eine Zelle erkennt, können sich von den Signalen unterscheiden, die ihre Nachbarzellen erkennen. Die Signale, die eine Zelle erkennt, aktivieren eine Reihe von Genen, die der Zelle sagen, dass sie sich entsprechend ihrer Position im Embryo differenzieren soll. Der Satz von Genen, der in einer Zelle aktiviert wird, unterscheidet sich von dem Satz von Genen, der in den Zellen um sie herum aktiviert wird. Der Prozess der Zellbestimmung erfordert ein ausgeklügeltes System der Kommunikation von Zelle zu Zelle im frühen Embryo.
Bruce M. Alberts