Трансформация клеток вирусом

Многие опухолеродные вирусы содержат один или несколько локусов (онкогенов), которые сами способны вызвать опухолевую трансформацию клетки-хозяина в этом случае нет надобности в изменении генов клетки. Таких вирусных онкогенов сейчас известно очень много, они активны в отношении клеток многих видов животных. Широкая распространенность и особые свойства этих необычных генов позволяют использовать опухолеродные вирусы как удобный инструмент в экспериментальной работе. [c.153]

Следующий этап генетической инженерии—перенос генов в клетку — осуществляется тремя способами трансформацией (перенос генов посредством выделенной из клеток и освобожденной от примесей ДНК), трансдукцией (перенос генов посредством вирусов) и гибридизацией клеток, полученных из разных организмов (высших животных, микроорганизмов и др.) (рис. 13.7, 13.8). Заключительный этап этих экспериментов сводится к адаптации введенного гена в организме хозяина, но он почти не зависит от искусства экспериментатора. [c.496]

Векторные плазмиды и векторные вирусы со встроенными чужеродными генами часто называют гибридными (шти химерными) плазмидами (или фагами). После конструирования рекомбинантных ДНК их с помощью трансформации вводят в реципиентный организм бактериальную, грибную, растительную или животную клетку. Трансформация предусматривает предварительную обработку клеток соединениями, обусловливающими проникновение ДНК внутрь клеток с последующим их помещением в среду, в которой способны существовать только клетки, получившие векторную молекулу, например в среду с определенным антибиотиком. [c.120]

Белковая оболочка надежно защищает нуклеиновую кислоту вируса от действия нуклеаз она также способна внедряться в клеточную стенку бактерий, после чего ДНК обнажается и проникает через клеточную мембрану. В результате попадания вирусной ДНК или РНК в клетку останавливается синтез нуклеиновых кислот клетки-хозяина (всего через несколько минут) и начинается синтез вирусных макромолекул. После заражения клетки-хозяина размножение вируса может привести к лизису клетки кроме того, ДНК вируса может включаться в ДНК клетки и вызывать трансформацию клетки, в том числе и в раковую клетку. [c.41]

Из нормальных клеток мыши был выделен ген, гомологичный онкогену mos. Этот ген не обладал трансформирующей активностью в тех случаях, когда он был фланкирован последовательностями ДНК из нормальных клеток. Однако после соединения этого гена с вирусными последовательностями, обеспечивающими эффективную транскрипцию, была получена структура, обладающая трансформирующей активностью, не отличающейся от активности онкогена mos. Подобные результаты получены для гена, гомологичного ras, выделенного из нормальных клеток крысы. Далее было показано, что при удалении 5 -последовательности, фланкирующей ген мыши, гомологичный mos, этот ген приобретает трансформирующую активность. В этом случае трансформирующая активность оказывается в 1000 раз ниже, чем при трансформации тем же геном, но соединенным с регуляторными элементами вируса. Эта низкая, но все же достоверная трансформирующая активность, вероятно, объясняется встраиванием донорного гена под контроль некоего активного клеточного промотора. Эффективная экспрессия встроенного гена приводит к раковой трансформации клетки. [c.325]

После того как методика трансформации растений была полностью отработана, исследователи стали пытаться вводить различные растительные и бактериальные гены в клетки самых разных растений. Трансформированные растения проверяли на способность к синтезу чужеродного белка, проводили физиологические исследования, чтобы определить, как присутствие этого белка сказывается на всем растении. Во многих ранних экспериментах использовали промоторы, контролирующие конститутивную экспрессию в ряде растительных клеток. Не так давно были выделены и охарактеризованы растительные промоторы, контролирующие экспрессию чужеродных белков в специфических клетках на определенных стадиях роста и развития растения. Например, вместо сильного конститутивного 358-промотора вируса мозаики цветной капусты, функционирующего во всех растительных тканях в течение всей жизни растения, ис- [c.382]

Одним из наиболее интенсивно изучаемых протоонкогенов является -sr , соответствующий онкогену л -sr вируса саркомы Рауса. Он принадлежит к небольшому семейству гомологичных протоонкогенов и кодирует белок sr - тирозин-специфическую протеинкиназу с мол. массой 60000 (поэтому иначе ее называют РбО ), которая содержит ковалентно связанную жирную кислоту, прикрепляющую ее к внутренней стороне плазматической мембраны (разд. 8.2.3). В своей онкогенной форме эта киназа сверхактивна, и для того, чтобы она могла вызывать трансформацию клетки, необходимо ее прикрепление к мембране (рис. 13-35). Эксперименты с антителами показывают, что [c.431]

Клонирование ДНК, суть которого сводится к введению ДНК-фрагмента в самореплицирующийся генетический аппарат (плазмиду или вирус), который используют для трансформации бактерий. Бактериальная клетка после трансформации способна воспроизводить этот фрагмент во многих миллионах идентичных копий. [c.106]

В заключение следует отметить, что предложенный нами механизм ингибирования апоптоза, характеризующий один из множества возможных этапов в цепи событий взаимодействия вирусов с клеткой, находится в русле современных взглядов на влияние ряда опухолеродных вирусов на апоптоз клетки посредством воздействия на митохондрии и экспрессию митохондриальных генов - процесса, следствием которого может быть злокачественная трансформация клетки. [c.172]

Трансформация клетки может быть вызвана одним геном. Температурочувствительные мутанты по гену v-sr из вируса саркомы Рауса были использованы для демонстрации того, что трансформирующий ген действует как переключатель в определенной точке клеточного цикла и в другое время не нужен для поддержания трансформированного состояния. [c.248]

Степень трансформации клеток может быть оценена как морфологически, так и биохимически. Более детально этот вопрос будет рассмотрен позднее. Судя по разнообразию строения цитоскелета в трансформированных клетках, трансформация, вызванная вирусами, опухолевыми промоторами или другими агентами, может приводить к постепенному изменению какой-нибудь одной [c.66]

Как в организме при переходе от доброкачественных опухолей к злокачественным мы наблюдаем значительные изменения в строении клеток, так и различные культивируемые клетки образуют ряд, в котором их строение прогрессивно нарушается, по мере того как изменяются их биохимические характеристики. При трансформации вирусом нормальных эмбриональных фибробластов мыши можно видеть, например, как клетка из хорошо распластанной и имеющей большое количество пучков филаментов превращается в более круглую, содержащую меньше волокон натяжения и характеризующуюся менее упорядоченными взаимоотношениями с другими клетками. Чем больше степень трансформации клетки, тем меньше влияет на биохимические процессы в ней отсутствие прикрепления к субстрату. Так, у нормальных эмбриональных фибробластов при переносе их в суспензию синтез ДНК, РНК и белка резко подавляется на промежуточных стадиях трансформации в суспензированных клетках некоторые нормальные процессы (например, синтез гетерогенной ядерной РНК) продолжаются, а трансформированные вирусом клетки способны и синтезировать белки, и делиться в суспензии [200]. В тех клетках, в которых при помещении их в суспензионную культуру процессы синтеза прекратились, синтез белка возобновляется при возвращении их на субстрат сразу после прикрепления, а синтез РНК и ДНК начинается лишь при распластывании таким образом, различные процессы, протекающие в клетке, по-разному зависят от ее прикрепления к субстрату и пространственной организации [201]. [c.106]

Возникновение злокачественных (раковых) опухолей может иметь различные причины, однако во всех случаях к этому причастен генетический материал клетки-ее ДНК. Что бы ни привело к образованию опухоли (раковому перерождению), последующим ростом ткани управляет ДНК безудержно делящихся опухолевых клеток. В основе превращения нормальной клетки в злокачественную-опухолевой трансформации — лежит перенос или иное изменение ДНК. Агент, вызывающий пролиферацию клеток,-это продукт гена. До сих пор, правда, не удается создать общую теорию, которая охватывала бы все формы ракового перерождения, однако изучение злокачественных опухолей, вызванных вирусами и плазмидами, уже сейчас позволяет сделать далеко идущие выводы. [c.151]

Важность обмена генетическим материалом для эволюции прокариот подтверждается тем, что многие бактерии имеют другой механиз.м обмена генами — естественную трансформацию. В ходе этого процесса бактерии активно поглощают ДНК, оказавшуюся в среде. Если поглощенная ДНК гомологична внутриклеточной, то воз.можна рекомбинация между ними. Для того чтобы повысить вероятность попадания в клетку именно гомологичной ДНК, некоторые бактерии амеют систему дискриминации, узнающую определенную последовательность ДНК, часто встречающуюся у этих бактерий, но редко у других, и позвачяющую транспорт в клетку лишь тех. молекул ДНК, которые отмечены такой последовательностью. Проникновение в клетку произвольной ДНК из среды потенциально опасно таки.м путе.м могли бы проникать патогенные агенты, например вирусы. Видимо, поэтому при естественной трансформации в клетку проникает лишь одна линейная цепь ДНК, а вторая в ходе транспорта деградирует. В таком виде ДНК относительно безвредна она рекомбинирует с клеточной ДНК при наличии гомологичных участков, а при отсутствии гомологии, как правило, де- [c.128]

Таким образом, эксперименты по трансформации бактерий убедительно показали, что ДНК является генетическим материалом. На это указывали также результаты некоторых других экспериментов. Было обнаружено, например, что ДНК локализуется в ядрах эукариотических клеток. Оказалось, что абсолютное количество ДНК в расчете на одну клетку для организма данного вида — величина постоянная. Тот факт, что ДНК представляет собой генетический материал определенных вирусов, доказали в 1952 г. Д. Херши и Чейз [8а], обнаружившие, что при заражении клетки вирусом бактерий (бактериофагом) вирусная ДНК проникает внутрь бактерии, а белковая оболочка остается снаружи. Это удалось продемонстрировать, приготовив два типа меченых бактё-риофагов Т2 (дополнение 4-Д). В одном из них ДНК была мечена изотопом а у другого в белок был включен изотоп Клетки Е. соИ заражали препаратами меченых фагов, а затем энергично перемешивали в гомогенизаторе Уоринга для удаления фаговых частиц. В результате произошло следующее около 80% отделилось от бактерии, большая же часть Р проникала внутрь бактерий и могла быть обнаружена даже в бактериофагах следующих поколений [3]. [c.183]

Легкость, с которой чужеродная ДНК встраивается в хромосомы бактб рий, поразительна. Происходит ли то же самое в организме человека На этот вопрос можно ответить утвердительно. Однако, в какой степени клетки человека устойчивы к изменениям, обусловленным внедрением в них вирусов, не ясно. Нам известно, что вирусы, вызывающие опухоли (онкогенные), могут включаться в геном клеток животных. Простейшими из них являются вирус полиомы и SV40 (дополнение 4-В). После включения вирусной ДНК в хромосому клетки-хозяина некоторые вирусные гены продолжают транскрибироваться. Другие находятся в неактивном состоянии, как в случае с фагом %. В редких случаях включение вирусной ДНК в геном клетки-хозяина приводит к трансформации клетки в опухолеподобное состояние. Связано ли это с действием специфических продуктов вирусных генов, с изменением фенотипического выражения генов хозяина или же с мутациями (как это имеет место при включении фага % в хромосому Е. соН), не известно. Ясно лишь, что свойства поверхностей трансформированных клеток при этом изменяются. Это в свою очередь приводит уменьшению контактного ингибирования (гл. 1, разд. Д, 3, в), ив результате начинается глубокое прорастание трансформированных клеток. Таким образом, основная отличительная черта опухолей может быть обусловлена включением вирусной ДНК в геном нормальной клетки [234, 235]. [c.288]

Вирусы ПОЛИОМЫ и 8У40 ( Обезьяний вирус 40 ) относятся к группе паповавирусов. Они содержат двухцепочечные кольцевые молекулы ДНК. В эксперименте вирус можно перенести для размножения в клетки тканевой культуры. Размножаясь в некоторых (так называемых пер-миссивных) клетках, вирус вызывает их лизис, и по мере его размножения клетки гибнут. В других (непермиссивных) клетках вирус ведет себя иначе. В этом случае размножение вируса подавляется, и примерно в одной из 10 клеток вирусная ДНК интегрируется в клеточную ДНК. Такое включение вирусной ДНК в геном клетки-хозяина может приводить к опухолевой трансформации. В трансформированной клетке образуется белок (Т-антиген), который запускает репликацию клеточной ДНК, и в результате начинается размножение клеток. Инъекция такого рода трансформированных клеток животным приводит к быстрому образованию опухолей. [c.153]

Аномальные клетки, не повинующиеся социальным сдерживающим факторам, пролиферируют с образованием опухолей в организме они также появляются при трансформации в культуре клеток Хотя это часто приводит к гибели всего организма, как индивидуальные клетки они получают селективное преимущество, и поэтому их легко выделять. Трансформация клетки часто сопровождается мутацией или сверхэкспрессией специфических онкогенов, во многих случаях выявленных благодаря их наличию в РНК опухолевых вирусов (ретровирусов). Нормальные гомологи таких вирусных онкогенов в здоровых клетках, называемые протоонкогенами, по-виоимому, кодируют ключевые ком- [c.437]

В отличие от ДНК-содержащих вирусов большинство ретровирусов (см. разд. 5.5.8 и 13.4.2) относительно безвредны для клетки-хозяипа. Зараженная клетка постоянно выделяет новые вирусные частицы, которые отпочковываются от плазматической мембраны, не вызывая неопластической трансформации клетки Однако изредка может происходить случайное овладение , захват ретровирусом регуляторного клеточного гена (или его испорченной копии, или фрагмента этого гена), который не используется в жизненном цикле самого вируса, но может кардинально влиять на судьбу клетки-хозяипа. В частности, как мы видели в гл. 13 (разд. 13.4.2), ретровирус, подобный вирусу саркомы Рауса, захватившему клеточный онкоген (рис. 21-21), легко обнаруживается по своему доминантному трансформирующему эффекту на инфицированные клет- [c.468]

Благодаря открытию тирозиновой протеинкиназы вируса саркомы Рауса стал интенсивно изучаться процесс фосфорилирования остатков тирозина в белках. Теперь известно, что тирозиновая протеинкиназа содержится во многих нормальных клетках. В большинстве таких клеток количество фосфотирозина мало, но при трансформации онкогенными вирусами, содержащими протеинкиназу, оно обычно [c.358]

Опыты с ДНК, выделенной из клеток опухолей, также свидетельствуют о существовании онкогенов. Метод обнаружения клеточных онкогенов получил название переноса геиов или трансфекции . Он основан на том, что некоторые гены, присутствующие в опухолевых клетках, могут вызывать трансформацию нормальных клеток в культуре. Из опухолевых клеток выделяют ДНК, осаждают фосфатом кальция и добавляют к клеткам-реципиентам (обычно в этой роли выступает линия мыщиных фибробластов NIH/3T3). Через 1—2 недели под микроскопом наблюдают образование фокусов трансформации. Клетки, составляющие фокус, меняют свою морфологию из распластанных они становятся округленными. Из трансформированных клеток выделяют ДНК, и опыт повторяют. Так делают несколько раз, при этом уменьшается количество ДНК, не участвующей в переносе признака трансформации, и, следовательно, облегчается идентификация специфических генов (при помощи гибридизации по Саузерну (см. гл. 36)). С помощью этого метода было идентифицировано около 20 клеточных онкогенов некоторые из них сходны с геном ras вируса саркомы мыщей. Эти клеточные онкогены либо вообще не отличаются от нормальных генов, либо имеют небольшие структурные особенности (см. ниже). В первом случае при опухолевом перерождении может меняться регуляция их экспрессии. [c.359]

Трансформация (Transformation) 1. Перенос генетической информации в бактериальные клетки с участием плазмид или без них, но всегда - без участия вирусов часто приводит к изменению фенотипа реципиентной клетки. 2. Превращение нормальных клеток животных в опухолевые. [c.562]

Сходные признаки, обнаруживаемые в вирус-трансформированных и опухолевых клетках,-— только одна из причин того, что трансформация клеток вирусами in vitro — широко используемая модель для изучения молекулярных событий, ведущих к неоплазии. Трансформация вирусами in vitro может быть сравнима с клеточными аспектами онкогенеза, в то время как при канцерогенезе у животных вовлечены осложняющие факторы и длительное время. В дополнение, вирусы обеспечивают генетические подходы к изучению молекулярной биологии клеточной трансформации и онкогенеза. Эта последняя особенность уникальна в смысле изучения трансформации вирусами, так как другие онкогенные агенты не могут быть генетически идентифицированы. В связи с тем что рак — наследуемое клеточное изменение, пробы с известными генетическими элементами, такими, как вирусы, обеспечивают первоначальный этап определения неизвестных генетических изменений, сопровождающих конверсию нормальной клетки в трансформированную или опухолевую. [c.177]

Согласно принятым теперь взглядам, раковое перерождение клеток у животных чаще всего вызывают интеграционные ДНК- и РНК-содфжащяе вирусы. Обычно оно возникает не сразу, так как геном интеграционного вируса в хромосоме клетки-хозяина репрессируется. Трансформация клетки в злокачественную происходит после дерепрессии и считывания информации из вирусных онкогенов. Провоцирующими агентами этого могут явшъся канцерогены любой природы. [c.69]

Предварительно клонированные гены вводят в клетку животных различными путями. Суть одного из них состоит в трансформации клеток требуемым геном, соедршенным с одним из генов, для которых осуществляется селекция. Для идентификации и последующего размножения клеток, содержащих интегрированную ДНК, был разработан метод, получивший название метода маркера. Примером может служить метод получения клеток, дефектных по синтезу фермента тимидинкиназы (ТК -клетки). Такие клетки трансформировались фрагментами ДНК вируса герпеса (HSV), содержащего ген фермента ТК, и после трансформации они приобретали способность к синтезу фермента на селективной среде, т.е. становились ТК -клетками. Клетки ТК легко отличаются от клеток TK , поскольку способны расти на средах с ами-ноптерином (ингибитор, блокирующий определенные стадии биосинтеза нуклеотидов), гипоксантином и тимидином. Следовательно, в данном случае для трансформации клеток животных бьши использовапы гибриды бактериальных плазмвд с геном ТК из вируса герпеса. Для этого предварительно проводили клонирование и идентификацию генов в клетках Е. соИ и затем полученная рекомбинантная плазмида вводилась в ТК -клетки. Анализ мето- [c.125]

Клонирование в клетках животных. Проблема клонирования в клетках животных имеет большое значение для исследования функционирования геиов высших эукариот. Предварительно клонированные гены вводят в клетку животных различными путями. Один нз путей включает в себя кон-трансформацию клеток требуемым геном, соединенным с одним нз генов, для которых осуществляется селекция. Примером являются клетки мыши, дефектные по синтезу тимидинкиназы (ТК -клетки). Клетки трансформируются фрагментами ДНК вируса герпеса (HSV), содержащего ген тими-динкниазы, и после трансформации приобретают способность к синтезу фермента, т. е. становятся ТК -клетками. Клетки ТК легко отличаются от ТК. поскольку они способны расти на средах с ами- [c.440]

Генетический перенос у прокариот всегда осуществляется путем однонаправленного перехода ДНК из клетки в клетку, так что одна клетка служит донором, а другая — реципиентом ДНК. Этот переход может совершаться при конъюгации, включающей прямой контакт двух клеток, или в результате процессов, называемых трансдукцией и трансформацией. Трансдукционный перенос происходит при участии некоторых бактериальных вирусов (бактериофагов), способных захватывать фрагменты генома клетки-донора. Трансформационный перенос совершается путем поглощения клеткой-реципиентом свободных фрагментов ДНК, которые выходят из клетки-донора и попадают во внешнюю среду [56]. [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология