Organogenesis adalah serangkaian perubahan yang memungkinkan lapisan embrio ektoderm, mesoderm dan endoderm berubah menjadi organ berbeda yang membentuk suatu organisme. Kita harus ingat bahwa sebelum ini terjadi pembentukan organ-organ yang belum sempurna, yaitu pembentukan organ-organ tanpa bentuk atau ukuran yang pasti.
Organogenesis memungkinkan organisasi dan pembentukan struktur tubuh yang berbeda, lebih khusus pembentukan organ.
Embriologi manusia mendefinisikan sebagai organogenesis periode antara minggu ketiga hingga kedelapan perkembangan. Pada tahap ini (minggu ke-3), transisi dari embrio bilaminar ke trilaminar pertama terjadi (gastrulasi); membentuk ektoderm, mesoderm, dan endoderm embrionik. Ini pada gilirannya, pada minggu-minggu berikutnya, akan berdiferensiasi dan berspesialisasi, sehingga menimbulkan berbagai organ tubuh, yang garis besarnya akan terbentuk sebelum bulan ketiga kehamilan (periode janin).
Periode organogenesis sesuai dengan tahap yang paling rumit dan di mana pengaruh eksternal akan menghasilkan konsekuensi merugikan yang lebih besar, dengan mengkondisikan perkembangan yang tepat dari berbagai organ tubuh manusia.
Organ terbentuk dari lapisan germinal melalui proses diferensiasi. Selama diferensiasi, sel induk embrionik mengekspresikan set gen tertentu yang akan menentukan tipe sel utama mereka. Misalnya, beberapa sel di ektoderm akan mengekspresikan gen khusus untuk sel kulit. Akibatnya, sel-sel ini akan berdiferensiasi menjadi sel-sel epidermis. Proses diferensiasi diatur oleh kaskade pensinyalan seluler.
Para ilmuwan mempelajari organogenesis secara ekstensif di laboratorium pada lalat buah (Drosophila) dan nematoda Caenorhabditis elegans. Drosophila memiliki segmen di sepanjang tubuh mereka, dan pola yang terkait dengan pembentukan segmen telah memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari gen mana yang memainkan peran penting dalam organogenesis sepanjang embrio pada titik waktu yang berbeda. Nematoda C.elegans memiliki sekitar 1000 sel somatik dan para ilmuwan telah mempelajari nasib masing-masing sel ini selama perkembangannya dalam siklus hidup nematoda. Ada sedikit variasi dalam pola garis keturunan sel antar individu, tidak seperti pada mamalia di mana perkembangan sel dari embrio bergantung pada isyarat seluler.
Pada vertebrata, salah satu langkah utama selama organogenesis adalah pembentukan sistem saraf. Ektoderm membentuk sel dan jaringan epitel, dan jaringan saraf. Selama pembentukan sistem saraf, molekul pensinyalan khusus yang disebut faktor pertumbuhan memberi sinyal beberapa sel di tepi ektoderm untuk menjadi sel epidermis. Sel-sel yang tersisa di tengah membentuk pelat saraf. Jika pensinyalan oleh faktor pertumbuhan terganggu, maka seluruh ektoderm akan berdiferensiasi menjadi jaringan saraf.
Pelat saraf mengalami serangkaian gerakan sel di mana ia menggulung dan membentuk tabung yang disebut tabung saraf, seperti yang diilustrasikan pada:
Gambar 24.28. Dalam perkembangan selanjutnya, tabung saraf akan memunculkan otak dan sumsum tulang belakang.
Gambar 24.28. Wilayah tengah ektoderm membentuk tabung saraf, yang memunculkan otak dan sumsum tulang belakang.
Mesoderm yang terletak di kedua sisi tabung saraf vertebrata akan berkembang menjadi berbagai jaringan ikat tubuh hewan. Pola spasial ekspresi gen mengatur ulang mesoderm menjadi kelompok sel yang disebut somit dengan ruang di antara mereka. Somit, diilustrasikan pada Gambar 24.29 selanjutnya akan berkembang menjadi tulang rusuk, paru-paru, dan otot segmental (tulang belakang). Mesoderm juga membentuk struktur yang disebut notochord, yang berbentuk batang dan membentuk poros tengah tubuh hewan.