Молекулярная биология клетки - Албертс Б.
ISBN 5-03-001985-5
Скачать (прямая ссылка):
Какой механизм лежит в основе такой автокаталитической реакции
саморазмножения? Несмотря на то что к настоящему времени ФИМ еще не
изучен досконально, имеются свидетельства того, что он фосфорилирован.
что фоефорилированию принадлежит важная роль в возбуждении активности ФИМ
и что по меньшей мере один из компонентов ФИМ является протеинкиназой.
Таким образом, ФИМ может сам себя фосфорилировать и, следовательно,
активировать. В ооцитах лягушки инактивация А-киназы под действием
прогестерона инициирует сложную последовательность событий (сопряженную с
синтезом белков), которая в конце концов приводит к активации небольших
количеств ФИМ, которые, в свою очередь, активируют новые ФИМ. Интенсивное
фосфорилирование структурных белков ядерных оболочек и хромосом
характерно для процессов, наблюдаемых в М-фазе (см. разд. 13.5.11).
поэтом} напрашивается предположение о том. что ФИМ синтезирует еще и
неизвестную протеинкиназу, которая вызывает такого рода дальнейшие
изменения (рис. 15-29).
Считают, что циклические изменения активности ФИМ, по-видимому, являются
решающим фактором регуляции обычного митотического клеточного цикла,
определяя моменты вступления клетки в митоз
34
ПРОГ ЕСТЕРОН
КАСКАД ФЕРМЕНТОВ СИНТЕЗ БЕЛКОВ
Фермер,
J "кгквирующии ФИМ
Рис. 15-29. Модель, демонстрирующая, каким образом вслед за воздействием
прогестерона фактор инициации М-фазы (ФИМ) может индуцировать переход
яйца лягушки из профазы 1 в метафазу. По предложенной гипотезе,
прогестерон косвенно вызывает образование соответствующего фермента,
который активирует небольшие количества ФИМ. Это приводит к активации не
только больших количеств ФИМ (многократно усиленный отклик), но и
протеинкиназ, фосфорилирующих ядерные мембраны и хромосомные белки. В
результате целостность ядерной оболочки нарушается, хромосомы
конденсируются и, таким образом, клетка вступает в метафазу. Последующая
инактивация ФИМ приводит к тому, что воссоздается ядерная оболочка,
хромосомы деконденсируются и, таким образом, клетка может вступить во
второе деление мейоза (на рисунке не показано). Возможно, аналогичный
механизм лежит в основе процесса созревания ооцитов млекопитающих. Один
из компонентов ФИМ идентифицирован: это протеинкиназа. Она гомологична
протеинкиназе дрожжей, кодируемой геном cdc2/28 и играющей ключевую роль
в регуляции клеточного цикла дрожжевых клеток.
Я ИЙ
^(c)1
/
ХБ
Ра ядерно*' оболочки
\
Конденсация хромосом
и выхода из него (см. разд. 13.1.10). По-видимому, при созревании ооцитов
ФИМ претерпевает аналогичные циклические изменения. Увеличение количества
ФИМ сначала запускает прохождение ооцита через профазу и вступление его в
метафазу I деления мейоза. Затем последующая инактивация ФИМ позволяет
ооцитам завершить деление ядра, а новая активация ФИМ инициирует переход
клетки в М-фазу II деления мейоза. Полагают, что система задержки II
мейотического деления (ее иногда отождествляют с иитостатическим
фактором. или ЦСФ, свойства которого слабо изучены) на этой стадии
предотвращает инактивацию ФИМ, приостанавливая таким образом зрелые
яйцеклетки на стадии метафазы П. Оплодотворение, возможно, благодаря
повышению концентрации Са2+ в цитозоле (см. разд. 15.4.5), позволяет
ооцитам завершить II деление мейоза и вместе с последовательными сериями
активации и инактивации ФИМ, определяющими прохождение клеток через
повторяющиеся митотические деления, запускает процесс развития эмбриона
15.3.7. Большая часть ооцитов, не созревая, погибает в яичнике
человека [14]
Несмотря на то что молекулярные механизмы, лежащие в основе важнейших
моментов в процессе развития и созревания ооцитов, по
всей
35
Рис. 15-30. Микрофотография созревающего фолликула в яичнике крольчихи.
Ооцит первого порядка крупнее, чем более молодые ооциты. представленные
на рис. 15-28. и уже имеет кортикальные гранулы (на этом фото они плохо
видны), а также узкую zona pellucida; ооцит окружен слоями фолликулярных
клеток. Внутренние фолликулярные клетки имеют отростки, которые проходят
сквозь zona pellucida и образуют щелевые контакты с ооцитом (правда, на
фотографии все эти структуры видны нечетко). Весь фолликул окружен
базальной мембраной. (J. Van Blerkom, P. Motta. Cellular Basis of
Mammalian Reproduction, Baltimore, Urban and Schwarzenberg, 1979.)
видимости, весьма сходны у всех позвоночных, временные параметры этих
процессов и характер запускающих их внеклеточных сигналов могут
варьировать весьма значительно. Например, у человека эти сигналы
значительно более сложны и гораздо менее изучены, чем у амфибий. Более
того, количества зрелых яйцеклеток, образующихся у представителей этих
двух видов, различаются поразительным образом. У самки лягушки в каждый
сезон размножения на протяжении всего репродуктивного периода жизни из
оогоний образуются ооциты; сотни их делятся и претерпевают овуляцию под
действием гормонов. У женщины же лишь в первые месяцы внутриутробного
