Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 18-12. Применение бромуридиндезокси-ршозы (5 БУдР) и видимого спета для выде-хпш мутантиых клеток, неспособны х раз-шожатьгя вследствие недостаточности ннта-ш или наличия температурочувствительного юзненно важного фермента (или структур-вго белка) После обработки мутагеном («тангою популяцию помещают в среду I 5-1)Уд1*, подбирая такие условия, в которых шько клетки дикого тина растут и включают Ш -(Р и ДНК Последующая обработка идгсмим светом приводит к гибели лишь клерк дикого типа, а мутаитные клетки сохранит жизнеспособность При добавлении обо-шценноп среды {либо при понижении (повы-кнни) температуры) мутаитные к .четий поту дат возможность расти и образовывать ко
I Низкая (высокая) (температура ши I обогащенная I среда
Колония
молот проявляться только при низкой температуре (~30 °С), а у других — только при высокой (-—37 °С) (рис 48-43) Поэтому в настоящее время ка-дается вероятным, что, как и в случае Е coli, получение ключевых мутантов может сыграть решающею роль в понимании ва кпых биологических процессов.
ОСТАНОВКА НА Р-ШИИХ ЭТАПАХ СТАДИИ G4
Изучение фибробластов, прекративших деление после образования сплошного мопослоя, показывает, что все клетки блокированы па ранней стадии фазы Gx Если рост таких клеток заблокировать преждевременно, удалив из питательной среды такие важные факторы, как изо лейцин, глутамин, фосфат или сыворотка, голодающие клетки тоже прекращают деление не на любой стадии клеточного цикла, а всегда проходят через митоз, так что количество ДНК в них становится рапным 2N. Все клетки перестают расти ит очень раннем этапе фазы Gi, поскольку синтез ДНК начинается примерно через 8 ч после добавления факторов, лимитировавших рост
Рис 18-13. Микрофотография температуре- высоких температурах не проявляется (Wiya*
чувствительных мутантов трансформирован- shita, Kakinaga, Cell, 5, 131, 1975)
ной линии легочных клеток китайского хомяч- А «Раковый» характер роста при 34°С
ка; трансформированное состояние у них при Б. Нормальный характер роста при 39СС
(что приблизительно соответствует длительности стадии Gi у этих клеток). Будучи блокированы такимспособом в начале фазы Gi, покоящиеся клетки остаются «здоровыми» даже в том случае, если необходимые питательные вещества не поступают в течение времени, достаточного для нескольких последовательных делений. Это характерно и для большинства клеток /животных in vivo — оии сохраняют жизнеспособность и метаболическую активность, находясь в непролиферирующем состоянии многие месяцы (внлоть до года). Напротив, если к клеткам добавляют такие яды, как колхицин или оксимочевина, то блокады на стадии G* не происходит Колхицин прекращает деление клетки на стадии М, а оксимочевина прерывает синтез ДНК в фазе S. Ингибированпые таким способом клетки не способны долго сохранять жизнеспособность я обычно погибают в первые сутки после обработки этими ядами.
Многие раковые клетки утратили рег5ляторный механизм, заставляющий нормальные клетки при недостаточном питании переходить в состояние покоя в фазе Gi- Поэтому, если по той или пнои причине клетки нерестают делиться, образуется популяция раковых клеток, блокированных в разных фазах клеточного цикла. Такая популяция бывает значительно менее «здоровой», чем соответствующие нормальные клетки, и вымирает быстрее. Эти наблюдения позволяют объяснить часто наблюдаемую избирательную гибель раковых клеток в присутствии антиметаболитов.
АКТИВАЦИЯ ПОКОЯЩИХСЯ КЛЕТОК В ФАЗЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ МИТОГЕННЫХ СТИМУЛОВ
Под воздействием любого из многочисленных стимулов, в совокупности именуемых митогеналш, многие клетки, заблокированные в фазе Glf начинают делиться. Некоторые митогены, такие, как гормон соматомедин или специфические «факторы роста», содержащиеся в нормальной сыворотке, являются, по всей вероятности, нормальными физиологическими эффекторами. Однако другие сильные митогены — например, некоторые бактериальные лппополисахариды и определенные белки из семян растений, вызывающие агглютинацию клеток (лектипы), — в порматьных
условиях, возможно, никогда не служат стимуляторами митоза. И том не мелее их добавление неизменно приводит к делению покоящихся клеток определенных типов. Точно так же после обработки некоторых типов клеток небольшими количествами протеолитического фермскта трипсина или же нейраминидазой (ферментом, отщепляющим сложный аминосахар — сиаловую кислоту — от молекул поверхностных белков) часто наблюдается пролиферация.
Обычно от момента обработки митогеиом до инициации синтеза ДНК нроходит 8—10 ч, поэтому возникает вопрос о том, в чем же состоит пер-вичпое действие различных митогенов. В настоящее время разумнее всего предположить, что большинство митогенов каким-то образом модифицирует поверхность клетки, генерируя сигналы, которые коренным образом изменяют внутриклеточный метаболизм
СОМАТОМЕДИН КАК ПОСРЕДНИК В МЕХАНИЗМЕ ДЕЙСТВИЯ ГИПОФИЗАРНОГО ГОРМОНА РОСТА
При очистке сывороточных факторов, необходимых для роста вторичных фибробластов из куриных и крысиных эмбрнопов, была выявлена активность нескольких коротких полипептидов сходной величины (мол. вес около 8000), но различающихся своим зарядом. Эти полипептиды пока не удалось выделить в количествах, достаточных для детального химического анализа. Поэтому нельзя сказать, насколько близки они друг к другу по структуре. Важнее всего то, что эти активные вещества, по-видимому, сходны с соматомедином — потшпептидным гормоном, синтезируемым в клетках печени в присутствии гипофизарного гормона роста (рис. 18-14). Хотя давно известно, чго от гормона роста зависят размеры тела животного, механизм его действия на молекулярном уровне до последних лет оставался абсолютно непонятным Затем было обнаружено, что сыворотна крови гнпофизэктомированных животных (т. е. животных с удаленным гипофизом), которым вводили гормон роста, содержит фактор, стимулирующий включение SO^" в срезы хопдроитина (хряща), а также окисление жиров и синтез ДНК. Поскольку сам гормон роста при добавлении его к сыворотке гнпофизэктомированных животных не оказывает такого действия, начались поиски активного вещества-посредника В настоящее время показано, что такой активностью обладает поли пептидная фракция с мол. весом около 8000. Она получила название сома-томедина за способность регулировать рост большинства соматических тканей.
