Ядра клеток млекопитающих

Наиболее существенные повреждения клетки возникают в ядре, основной молекулой которого является ДНК. Ядро у млекопитающих проходит четыре фазы деления из них наиболее чувствителен к облучению митоз, точнее его первая стадия — поздняя профаза. Клетки, которые в момент облучения оказываются в этой стадии, не могут вступить в митоз, что проявляется первичным снижением митотической активности спустя 2 ч после облучения. Клетки, облученные в более поздних стадиях митоза, или завершают цикл деления без каких-либо нарушений, или в результате инверсии обменных процессов возвращаются в профазу. Речь идет о радиационной синхронизации митозов, когда клетки с запозданием снова начинают делиться и производят чисто внешнюю компенсацию первоначального снижения митотической активности. Нарушения ДНК могут вести к атипическому течению клеточного деления и появлению хромосомных аберраций. Неделящиеся клет- [c.16]

Успешные эксперименты по введению чужеродных генов в клетки млекопитающих и возможность создания генетически идентичных животных путем переноса ядра из эмбриональной клетки в яйцеклетку с удаленным ядром (перенос ядра, клонирование) позволили включать в хромосомную ДНК высших животных отдельные функциональные гены или целые их кластеры. Используемая стратегия состоит в следующем. [c.418]

Они образованы очень тонкой мембраной и имеют, но-видимому, гомогенное содержимое. Различают два типа мембран — гладкие п шероховатые. Элементы, образованные гладкими мембранами (40—100 ммк), имеют округлую, овальную или неправильную форму, что соответствует пузырькам и изогнутым трубочкам, образующим густо переплетенную сеть. Элементы, образованные шероховатой мембраной, встречаются чаще они имеют длину от 50 ммп до 5 МП и довольно постоянный диаметр около 50 ммк. Часто они располагаются более или менее параллельными рядами на почти одинаковых расстояниях друг от друга (фото 4). Шероховатость мембраны обусловлена наличием на ее наружной поверхности небольших округлых частиц (диаметром 10—20 ммк), имеющих на электронно микрофотографии вид темных точек (фиг. 46). Эти частицы представляют собой рибосомы (стр. 133). Они обнаружены также в свободном виде в цитоплазме, особенно в быстро делящихся клетках, встречаются в ядре и даже в митохондриях [215]. Рибосомы найдены как в бактериальных и растительных клетках, так и в клетках млекопитающих. [c.129]

Рис. 1.5. Схема строения эукариотической клетки (на рисунке-клетки млекопитающего). Хорошо заметная органелла ядра-это ядрышко.

Как же при делении клеток высших эукариот разделяются различные органеллы, окруженные мембраной (за исключением ядра) В большинстве случаев число этих органелл достаточно велико (см. табл. 8-1), чтобы и при случайном распределении их в процессе цитокинеза каждая дочерняя клетка получала их более или менее представительный набор. Таким образом, хотя клетка млекопитающего не выживет, не получив, например, ни одной митохондрии, вполне возможно, что для надежной передачи их дочерним клеткам не требуется никакого специального механизма. Разумеется, органеллы, присутствующие в клетках в большом количестве, будут всегда успешно наследоваться, если в среднем их число будет удваиваться в каждом клеточном поколении. Другие органеллы, такие как аппарат Гольджи и эндоплазматический ретикулум. во время митоза распадаются на более мелкие фрагменты и пузырьки. Такое раздробление, вероятно, способствует их равному распределению между дочерними клетками. [c.464]

Значительная часть РНК—первичных транс-криптов, образующихся в эукариотических клетках, включая и клетки млекопитающих,— подвергается деградации в ядре и не играет какой-либо структурной или информационной роли в цитоплазме. В ку- [c.59]

С другой стороны, в некоторых клетках процесс необратимой дифференцировки сопряжен с потерей части генома. Крайним выражением этой ситуации являются эритроциты человека, полностью утратившие ядро. В других клетках разрушаются отдельные хромосомы. Возможны и такие случаи, когда хромосома или ее часть необратимо инактивируется и остается в клетке в виде компактного образования — гетерохроматина. Этим термином обозначают интенсивно окрашивающиеся области клеточного ядра. Некоторые гетерохроматины содержат многократно повторяющиеся последовательности (гл. 15, разд. И, 1,6), но в отдельных гетерохроматиновых областях обнаруживаются группы инактивированных генов. Чрезвычайно интересен случай полной инактивации одной из двух Х-хромосом в клетках самок млекопитающих 1[181]. Вся хромосома при этом выглядит как гетерохроматин. Инактивация происходит на ранней стадии эмбрионального развития и захватывает ту или другую Х-хромосому по принципу случайности в одних клетках инактивируется материнская Х-хромосома, в других—отцовская. Однако при дальнейших клеточных делениях одна и та же хромосома остается инактивированной во всем клоне клеток. В результате в организме особей женского пола возникает мозаицизм по гетерозиготным генам Х-хромосом. [c.363]

Кровь и клетки, выстилающие кровеносные сосуды, иногда рассматриваются как ткань пятого типа. У человека в 1 мл крови содержится 5-10 эритроцитов (красных кровяных клеток), что в пересчете на общее количество крови в организме (5 л) составляет 2,5-10 клеток. Эритроциты быстро синтезируются в костном мозге. Зрелые эритроциты человека и других млекопитающих лишены ядра и почти целиком заполнены гемоглобином. Средняя продолжительность жизни этих клеток составляет 125 дней они разрушаются лейкоцитами в селезенке и печени. [c.54]

Рис. 9-100. Электронная микрофотография ядра клетки млекопитающего. Отчетливо видно, что конденсированный хроматин, выстилающий ядерную оболочку, отсутствует вокруг ядерных пор. (С любезного разрешения 7аггу Сегасе.)

Из этого правила имеются некоторые исключения например, паразитическое простейшее Т. gondii способно не только заражать все содержащие ядро клетки млекопитающих и размножаться в них, но также инфицировать незрелые эритроциты млекопитающих, культивируемые клетки насекомых и ядерные эритроциты птиц и рыб. Сходным образом, свиной солитер способен заражать человека. [c.338]

В ядрах клеток дрожжей, насекомых, червей содержится в 5—10 раз, а у млекопитающих в несколько сотен раз больше ДНК, чем в клетке Е. соИ. Содержание ДНК в расчете на гаплоидный геном в целом увеличивается с возрастанием сложности организма. У амфибий и растений оно сильно варьирует от вида к виду и может значительно (в 10 раз и более) превышать количество ДНК в клетках млекопитающих. Однако было бы неверным считать, что прогрессивная эволюция, как правило, сопровождается увеличением содержания ДНК в расчете на гаплоидный геном. Известны также случаи, когда достаточно близкие виды содержат количество ДНК, различающееся в несколько раз. Это явление описано как парадокс содержания ДНК (англ. С value paradox), который до сих пор не получил достаточно определенного объяснения. Таким образом, размеры геномов не коррелируют с тем количеством ДНК, которое предназначено для выполнения функции кодирования бе.лков. [c.185]

Рис 38 Клетка млекопитающего животно го (на основании иммунофунофлуорес ценного анализа) цитоскелет 1 ядро 2 [c.120]

По мнению Поллистера [179], при использовании обычных методов выделения ядер происходит значительная потеря белка, поскольку содержание белка, определяемое количественными спектрофотометрическими методами, значительно выше, чем в изолированных ядрах [146]. Поллистер считает, что ядро клетки печени млекопитающих в состоянии интерфазы содержит 9% ДНК, 1% РНК, 11% гистона, 14% остаточного белка (стр. 143) и 65% других негистонных белков. [c.140]

Распространение гистонов в природе почти универсально. Они обнаружены в различных органах млекопитающих, птиц, земноводных, рыб, моллюсков, насекомых и растений. Менее тишины гистоны для одноклеточных организмов. Гистоны составляют приблизительно 30% сухого веса ядра клетки [c.455]

В клетках млекопитающих импорт белков в ЭР начинается еще до того, как полипептидная цепь полностью синтезирована, т. е. он происходит одновременно с трансляцией (котрансляционно). Этим он отличается от импорта в митохондрии, хлоропласты, ядра и пероксисомы, который является посттрансляционным и требует различных сигнальных пептидов. Так как белок переносится внутрь ЭР сразу после образования полипептидной цепи, рибосомы, на которых происходит его синтез, должны быть прикреплены к мембране ЭР. Области ЭР, покрытые связанными с мембраной рибосомами, называют гранулярным (шероховатым) эндонлазматнческнм ретнкулумом (рис. 8-37). [c.39]

Следующий этап в эволюции механизмов митоза представлен группой организмов с веретеном внутри интактного ядра У дрожжей веретено состоит из непрерывного внутриядерного пучка микротрубочек, который гянется от одного полюса до другого и удлиняется в процессе митоза (см. рис. 13-75 и 13-16). У других видов, гаких как диатомовые водоросли, непрерывное веретено заменяется двумя обычными полуверетенами, у которых концы микротрубочек переплетаются, образуя зону перекрывания. И у дрожжей, и у диатомовых водорослей хромосомы соединены с веретеном своими кинетохорами и расхождение хромосом происходит примерно так же, как в клетках млекопитающих, если не считать того, что весь этот процесс обычно происходит внутри ядерной оболочки. Пока еще не удалось убедительно объяснить, почему у высших растений и животных вместо этого выработался митогический аппарат, требующий контролируемого и обратимого разрушения ядерной оболочки. [c.467]

Глюкокортикоиды — это класс стероидных гормонов, регулирующих экспрессию генов (см. гл. 44). При попадании молекул глюкокортикоидов в клетку млекопитающих они связываются со стероидч пе-цифичным рецептором, который претерпевает при этом конформационные изменения в цитоплазме и проникает в ядро. Комплекс глюкокортикоид— рецептор взаимодействует со специфическим рецеп-тор-связывающим сайтом ДНК в 5 -регуляторной области стероид-зависимых генов, например гена вируса рака молочной железы мыши, на расстоянии в несколько сот пар оснований от сайта инициации транскрипции. Посадка комплекса на рецептор-свя-зывающий сайт, судя по всему, приводит к более эффективному использованию промотора РНК-полимеразой, усиливая таким образом экспрессию стероид-зависимых генов. Область ДНК, связывающаяся с гормон-рецепторным комплексом, также может быть клонирована и присоединена к другому структурному гену. После встраивания таких химерных конструкций в геном культивируемых клеток млекопитающих репортерные структурные гены приобретают способность контролироваться содержанием глюкокортикоидов в среде, т.е. становятся стероид-индуцибельными генами. Постепенно укорачивая нуклеазной обработкой концы клонируемого фрагмента и вводя в него мутации, можно идентифицировать районы ДНК, которые непосредственно участвуют в связывании с гормон-рецепторным комплексом. Создается впечатление, что связывание гор-мон-рецепторного комплекса с определенным участком ДНК превращает его в активный энхансерный элемент. В ближайшем будущем мы, вероятно, сможем разобраться в молекулярном механизме точной регуляции экспрессии эукариотических генов, в частности на примере стероид-зависимых генов. [c.124]

Судя по имеющимся ограниченным данным о Ыс-мутантах клеток млекопитающих, а также по результатам опытов со специфическими ш1гибиторами метаболизма, выводы из экспериментов с дрожжами приложимы и к клеткам млекопитающих. Например, у млекопитающих, так же как и у дрожжей, цитокинез обычно зависит от деления ядра, которое в свою очередь зависит от завершения репликации ДНК. С другой стороны, в обеих системах начало второго ядерного цикла, включающего репликацию ДНК и деление ядра, не зависит от завершения цитокинеза в предшествующем цикле если цитокинез заблокировать, получится клетка с двумя ядрами. Это важное исключение из общего правила линейной упорядоченности , описанного выше. [c.171]

В видимой картине сложных событий, происходящих при делении ядра, центральное место занимает образование и работа митотического веретена, появляющегося в цитоплазме на стадии профазы (рис. 11-40). Однако не для всех этих событий требуется присутствие веретена. Как и можно было ожидать, колхицин (вещество, разрушающее все микротрубочки в клетке) подавляет зависимое от микротрубочек выстраивание хромосом и расхождение их к противоположным полюсам. И все же в некоторых клетках, например в клетках морского ежа, поведение хроматина и ядерной оболочки после обработки колхицином не изменяется конденсация и последующая деконденсация хроматина, внезапное разделение двух хроматид в области центромеры, растворение старой ядерной оболочки и образование новой-все эти события и в отсутствие веретена проходят нормально. (Напротив, в клетках млекопитающих в присутствии колхицина могут происходить лишь ранние события митоза, и каждая хромосома остается в виде пары конденсированных сестринских хроматид.) [c.179]

Простая экспоненциальная кривая выживаемости для вирусов описана при помощи теории мишени как "кривая одного попадания . Однако кривые выживаемости клеток млекопитающих — более сложные и обычно удовлетворяют многоударной модели. К сожалению, применение теории мишени к кривым выживаемости клеток млекопитающих ограничено вследствие статистических погрешностей, связанных с определением точек кривой (см. ниже рис. 3.5). Ошибки особенно значительны при облучении в низких дозах. Неточности, вызывающие погрешности, в основном обусловлены случайным процессом гибели клеток, который, в свою очередь, определяется микродозиметрическими особенностями, включающими статистические изменения в распределении энергии в таких малых объемах, как ядро клетки. Кроме того, имеются биологические причины погрешностей, такие как колебания радиочувствительности в разных фазах клеточного цикла (см. гл. 4), использование разных линий клеток, ошибки разведения клеток, которые неизбежны при использовании техники определения выживаемости. Таким образом, применение теории мишени не является универсальным. Несмотря на это, изучение формы кривых выживаемости — основной предмет количественной радиобиологии. Кроме того, это имеет прямое практическое значение для проблемы радиационной защиты от опасности облучения в низких дозах (см. гл. 12), а также очень важно для лучевой терапии, где дозы 2-3 Гр даются ежедневно в течение периода 4-6 нед (см. гл. 9). [c.52]

В клетках млекопитающих не обнаружено ни одного фермента, регулируемого путем обратимого ацетилирования. Установлено, однако, что в ядре происходит обратимое ацетилирование гистонов по е-амино-группам лизина [30]. Этот процесс играет существенную роль в регуляции транскрипции. [c.120]

ADP-рибозилирование обнаружено только в клетках, зараженных бактериальными вирусами или подвергшихся действию токсинов вместе с тем хорошо известно, что происходит ADP-рибозилирование и белков, не являющихся ферментами например, в ядрах леток млекопитающих модифицируются гистоны [55]. [c.132]

Большой интерес представляет вопрос о возникновении хлоре-Пластов в клетке в процессе эволюции. Поскольку хлоропласты представляют собой отпоснтельпо независимое от ядра образование, способное к делению, росту, дифференциации, возникла гипотеза о том, что на заре эволюции хлоропласты, так же как митохондрии, представляли собой самостоятельные организмы (с. 26). Согласно этой гипотезе хлоропласты вознвгош в результате симбиоза какого-то авто-трофного микроорганизма, способного трансформировать энергию солнечного света, с гетеротрофной клеткой хозяина. В этой связи интересно, что в 1969 г. было показано, что изолированные клетки млекопитающих способны заглатывать путем фагоцитоза выделенные из листьев хлоропласты. Захваченные клетками хлоропласты выжн- [c.103]

Микроинъекция вирусных молекул ДНК. А. Грессман (1970 г) для введения молекул ДНК в культивируемые клетки млекопитающих предложил использовать метод микроинъекции. Процедура заключается во введении в клетку (цитоплазму или ядро) малых объемов жидкости (около 10 мкл) с помощью стеклянного микрокапилляра (рис. 13.1). Эксперимент проводится на предметном столике микроскопа с применением микроманипуляторов и микрошприцев. Используя эту методику, удалось изучить биологическую активность молекул ДНК разных вирусов. К достоинствам метода относится то, что определенное количество препарата ДНК можно ввести в выбранную область клетки, в частности в ядро. Недостатком метода является его сложность и невысокая производительность. Кроме того, по-видимому, он применим лишь к небольшим молекулам ДНК, так как при продавливании через микрокапилляр целостность больших молекул ДНК будет нарушаться вследствие гидродинамического сдвига. В силу отмеченных недостатков метод микроинъекции при анализе инфекционности вирусных ДНК используется крайне редко. [c.334]

В 1980 г. М. Капекчи применил метод микроинъекции для введения плазмидной ДНК в клетки млекопитающих. При инъекции в ядра мышиных клеток L ТК плазмиды pBR322, содержащей встроенный ген тимидинкиназы вируса герпеса, в 50-100 % выросших клеточных клонов выявлялась ферментативная активность тимидинкиназы. Если данную плазмиду вводили в цитоплазму клеток, доля клонов, в которых выявлялась экспрессия гена tk, бьша значительно меньше. Это прежде всего доказывает, что ген вируса герпеса экспрессируется в ядре клетки и, кроме того, что ядерная мембрана является труднопреодолимым барьером для проникновения чужеродной ДНК в ядро клетки. [c.336]

Ядерная оболочка типичной клетки млекопитающих содфжит от 3000 до 4000 пор (примерно 11 пор на 1 мкм площади мембраны). Если в клетке синтезируется ДНК, то для упаковки в хроматин вновь синтезированных молекул необходимо каждые 3 минуты переносить из цитоплазмы в ядро около Ю молекул гистонов. Это значит, что каждая пора должна пропускать приблизительно 100 молекул гистонов в минуту. Если клетка быстро растет, то каждая пора должна еще пропускать около трех вновь образованных рибосом из ядра в цитоплазму, поскольку рибосомы формируются в ядре, а функционируют в цитозоле (см. разд. 9.4.17). И это лишь очень небольшая часть всего транспорта, проходящего чфез ядерные поры. [c.28]

Подавляющее количество ДНК сосредоточено в ядре, обычно лишь небольшая часть ДНК находится в составе генома цитоплазматических органелл. Митохондрии грибов и млекопитающих содержат менее 1 % всей ДНК, а пластиды растений — 1—10 %. В клетках дрожжей Sa haromy es erevisiae количество митохондриальной ДНК может достигать 20 "6 от всей клеточной. [c.186]

Как мы уже видели, клетки постоянно получают химические сигналы как непосредственно от прилегающих клеток, так и через омывающие жидкости в ответ на это они высвобождают определенные соединения либо так или иначе меняют свойства своей поверхности. Возникает, однако, вопрос, могут ли в ходе такого межклеточного взаимодействия сформироваться 200 типов специализированных клеток, свойственных организму млекопитающих. Тот факт, что даже бактериальные клетки могут переключаться с одной программы развития на другую, делает такое предположение вероятным. У низкоорганизованных животных на определенном этапе развития яйцеклетки синтез ДНК выключается и в клетке начинают накапливаться большие количества РНК, которая используется в дальнейшем эмбриональном развитии. На ранних стадиях эмбрионального развития основную организующую роль играют такие факторы, как полярность яйцеклетки и градиент концентрации всех ее компонентов. Следовательно, ядра яйцеклеток отвечают на внешние стимулы таким образом, что обеспечивают исходную полярность эмбриона. На самых ранних стадиях развития процесс дифференцировки легко обратим. В дальнейшем же превращение дифференцированной клетки в клетку эмбрионального типа становится трудным или даже невозможным. Опыты Гёрдона (разд. В, 2 данной главы) показывают, что ядро дифференцированной клетки обычно (если не всегда) содержит весь генетический материал. Этому факту нисколько не противоречат многочисленные экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что на ранних стадиях развития клетки, расположенные в разных частях зародыша, следуют различной внутренней генетической программе так, словно направление дифференцировки у иих предопределено. В некоторых случаях создается впечатление, будто заводятся некие часы развития , которые полностью определяют дальнейший ход дифференцировки. [c.360]

Т. клеток млекопитающих осуществима только искусственно в резуш>тате микроинъекций чужеродной ДНК в ядра эмбрионов, соматич. клеток или путем поглощения ДНК клетками в культуре тканей. Чаще всего ДНК добавляют к смеси р-ра a lj и фосфатного буфера образуется мелкодисперсный осадок, к-рый адсорбируется и поглощается клетками. Возможно также введение ДНК в липосоме или путем использования в качестве переносчика ДНК-содержа-щего умеренного вируса с включением в его геном фрагментов ДНК животных. [c.626]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология