Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
Правда, такой критерий, как количество ДНК, может в некоторых случаях ввести в заблуждение Клетки некоторых амфибий содержат, например, в 25 раз больше ДНК, чем клетки млекопитающих Разумеется, в этом случае нет никаких оснований думать, что первые в биологическом отношении более сложны, чем вторые.
Таким образом, необходимо соблюдать осторояогость, если мы хотим но количеству ДНК судить о числе белков, которые может синтезировать данная клетка. Однако уже простое морфологическое наблюдение (при помощи электронного микроскопа) показывает, что в клетках млекопитающих имеется гораздо больше различных субклеточных структур, чем в клетке П. coli Соответственно следует ожидать и большего числа различных структурных белков, а также ферментов. Во всяком случае, мы вправе, очевидно, считать, что с генетической точки зрения ктетка позвоночного по меньшей мере в 20—50 раз сложнее, чей клетка Е coli.
ВНИМАНИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ СОСРЕДОТОЧЕНО НА ТЕХ ОРГАНИЗМАХ, У КОТОРЫХ ЛЕГКО НАБЛЮДАТЬ ЗА ДРОБЛЕНИЯМИ
Почти па протяжении ста лет механизмы, при помощи которых оплодотворенная яйцеклетка превращается в ходе развития в многоклеточный организм, оставались для биологов тайной На первых этапах исследований основными экспериментальными объектами были иглокожие (особенно популярными были морские ежи) и земноводные, в частности разные виды лягушек, саламандр и жаб Такая устойчивая приверженность объяснялась тем, что у этих животных необычайно легко получать и оплодотворять яйцеклетки, а также следить за ходом эмбриопального развития. В отличие от иглокожих и земноводных у птиц и млекопитающих эмбриогенез протекает под толстой скорлупой или внутри мааеринского организма, что для эмбриологов существенно осложняет работу с ними Лишь совсем недавно были разработаны приемы, позволяющие экспериментально изучать ранние стадии эмбриогенеза у мышей.
Одной из наиболее важных особенностей эмбрионального развития у морских ежей и лягушек является то, что все питательные вещества (в основном запасаемые в виде желтка), необходимые для прохождения стадии бластулы и гаструлы (рис 17-2), должны содержаться в иеопло-дотворенной яйцеклетке Только тогда, когда развивающийся эмбрион становится способным самостоятельно добывать себе пищу (у лягушки
Верх
ь л г
Рис 17-2. Ранние стадии эмбриональною развития у земноводных А. Яйцеклетка.
Б. Дробление- В Ранння бластула. Г Иоад-нян бластула. Д, Ранняя гаструла. Е. Позд няя гаструла-
это соответствует стадии сформировавшихся гоювастиков), начинается действительный рост массы тела. Вследствие этого яйцеклетки иглокожих и земноводных характеризуются очень крупными размерами по сравнению с клетками взрослых особей того же вида, а в ходе Дроблений погле опло дотворения образуются клетки все меньших и меньших размеров Отсюда и само слово «дробление». Ранние дробления быстро следуют одно за другим и характеризуются короткими периодами интерфазы, в течение которых происходит — в убыстренном темпе — синтез ДНК В каждом из ядер тысячи или более клеток на стадии гаструлы точно столько ахе ДНК, сколько ее в ядре только что оплодотворенной яйцеклетки
ЦЕНТРАЛЬНОЙ ПРОБЛЕМОЙ ЭМБРИОЛ01 ИИ
ЯВЛЯЕТСЯ ПРОБЛЕМА КЛЕТОЧНОЙ ДЙФФЕРЕН1ДИРОВКИ
Конечно, дробления сами по себе еще не приводят к эмбриональному развитию Саму суть этого процесса составляет клеточная дифферепци-ровка. Все высплю растения и животные построены нз огромного множества клеток самых разных тннов (нервные клетки, мышечные клетки» клетки щитовидной железы, форменные элементы крови), которые должны образовываться согласно некоему упорядоченному механизму.
Дифференцнровка начинается в процессе дробления оплодотворенного яйца. У некоторых организмов она начинается уже после нескольких дроблений. У других должно произойти очень много дроблений, прежде чем появятся клетки, судьба которых окончательно предопределена. Однако, каков бы ни был точный ход этого процесса во времени, результат его всегда один — превращение одной родительской клетки в большое число клеток различных типов.
Днфференцировку можно изучать в трех различных аспектах. Прежде всего можно пытаться установить природу тех внешних сил, под действием которых в недифференцированной родительской клетке начинается цепь событий, приводящая в конце концов к появлению двух дочерних клеток с различной конституцией. Иногда легко заметить, что действие какой-либо внешней силы неравномерно Так, например, сила тяжести смещает желток оплодотворенного яйца лягушки кпизу, поэтому уже после первых нескольких дроблении такого янца одни клетки должны содержать больше желтка, чем другие.
Второй подход состоит в выяснении молекулярных различий между дифференцированными клетками. Можно ли считать их фундаментальными или же морфологические различия следует приписать лишь присутствию нескольких особых белков в ненормально больших количествах? Все имеющиеся в настоящее время данные говорят в пользу первого предположения: дифференцированная клетка каждого типа содержит много различных молекул, характерных только для данного тина. Поэтому полное описание дифференцировки на молекулярном уровне неизбежно оказывается крайне сложной задачей.
