Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
НЕОБХОДИМА МОДЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, НА КОТОРОЙ МОЖНО БЫЛО БЫ ИЗУЧАТЬ ДИФФЕРЕИЦИРОВКУ
Попробуем задать вопрос: можно ли достаточно глубоко исследовать иа молекулярном уровне какую-нибудь из тех систем, с которыми работают эмбриологи? Для начала отметим, что простая регистрация явных различий в белках и нуклеиновых кислотах между различными дифференцированными клетками еще недостаточна для получения существенных данных, ведь уже из классической морфологии мы знаем, что дифференцированные клетки неодинаковы. Чтобы получить четкие ответы, иужпо ставить себе более осмысленные задачи. Первой такои задачей может быть идентификация внешних факторов (эмбриональных индукторов), обусловливающих направленную дифферепцировку клеток. Известно, иапример, что дифференцировка многих нервных клеток зависит от какого-то внешнего фактора, выделяемого соседними клетками Второй важнейшей задачей представляется выяснение того, как индуктор действует иа недифференцированную клетку. Особенно важно понять ту цепь событий, которая связывает действие индуктора с функционированием соответствующих генов.
По всей вероятности, эти проблемы можно будет решить лишь после того, как мы научимся с помощью эмбриональных индукторов вызывать специфическую дифференцировку клеток, растущих в культуре ^каии.
Ранее в целом ряде работ сообщалось, что дифференцировка может происходить m vit.ro. Одпако веянии раз при тщательном изучении экспериментов обнаруживалось, что в оценке результатов были допущены ошибки. Было показано, иапример, что при добавлении самых различных химических соединений недифференцированные клетки цыпленка легко превращаются в нервные клетки. На первый взгляд этот результат представляется очень важным и обнадеживающим. Однако в действительности это не так. К сожалению, речь идет не об одном определенном веществе, а о целом ряде неродственных веществ, способных вызывать одинаковый результат Роль иидуьтора может играть даже поваренная соль в определенных концентрациях. Большинство эмбриологов полагают, что все известные в настоящее время химические агенты из числа индуцирующих трансформацию in vitro действуют неспецифичыо и что истинные эмбрио-вальпые индукторы до сих пор еще не обнаружены.
СПОРУЛЯЦИЯ БАКТЕРИЙ КАК НАИБОЛЕЕ ПРОСТАЯ ИЗ ВСЕХ МОДЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Колоссальная сложность такой задачи, как постижение молекулярных основ процесса дифференцировки (скажем, развития нервных клеток)» побудила многих исследователей предпринять поиски клеточных систем» которые были бы во много раз проще, чем классические объекты эмбриологии. Некоторые биохимики зашли столь далеко, что сосредоточили все свое внимание на образовании спор у бактерий. Споры представляют собой сильно обезвоженные клетки, иоторые формируются внутри некоторых бактерий (например, рода Bacillus) при субоптимальиых условиях окружающей среды. Споры, не обладающие метаболической активностью, в каком-то смысле наноминают семена высших растений. Их отличает от вегетативных клеток бактерий высокая устойчивость к неблагоприятным условиям, таким, как сильное повышение температуры или сухость. Поэтому бактерии, способные к споруляции, оказываются более жизнеспособными в экстремальных условиях внешней среды, с которыми приходится сталкиваться многим формам микроорганизмов
Некоторые стадии спорообразования показаны иа рис. 17 3 и 17-4. Можно видеть, что на самых ранних этапах происходит впячивапие участка бактериальной мембраны, причем внутрь образующегося отсека попадают хромосома и часть цитоплазмы. После этого на внешней стороне отсека откладывается очень толстый и плотвый поверхностный с. юн белка, полностью отличающегося по составу от белка, располагающегося на поверхности соответствующих вегетативных форм. Эти морфологические перемевы сопровождаются важными изменениями и в составе ферментов Молекулы цитохромов, необходимых для аэробного метаболизма, пол ностью исчезают, и появляются новые системы транспорта электронов. Снижается также содержание рибосом, и еще сильнее падает число молекул мРНК Остается незиачитетьное количество молекул ферментов, участвующих в белковом синтезе,— они необходимы для возобновления синтеза белка при прорастании споры, когда она попадает в более благоприятные условия
Таким образом, при споруляции прекращается синтез практически всех белков, необходимых для вегетативного существования Прорастание спор представляет собой процесс, направленный в противоположную сторону: когда споры попадают в соответствующие условия, они становятся способными продуциро ать вегетативные белки. Следовательно, образование споры должно сопровождаться торможением синтеза боль шииства, если но всех, вегетативных мРНК и заменой их молекулами мРНК, несущими информацию для спороспецифических белков.
Хромосома
Рис 17 3. Схематическое изображение последовательных стадии споруляцни.
' Стадия, предшествующая образованию септ, хромосома расположена вдоль оси клетки 2 Появленно сеит, плазматическая мембрана образует впячивание и отграничивает области, содержащую и штатную хромосому. 3, 4- Ста-
