Соматические гипотеза

У млекопитающих и птиц большинство нормальных клеток проявляет поразительную несклонность делиться неопределенно долго. Это отличает их от стабильных культивируемых клеточных линий, таких как ЗТЗ, в которых, видимо, произошли какие-то генетические изменения, делающие их бессмертными . Например, фибробласты, взятые от человеческого плода, при выращивании в стандартной среде осуществляют только около 50 удвоений популяции к концу этого периода пролиферация замедляется и затем останавливается, и все клетки, пробыв некоторое время в состоянии покоя, погибают. Такие же клетки, взятые от 40-летнего человека, перестают делиться примерно после 40 удвоений, а от 80-летнего - примерно после 30 удвоений. Фибробласты от животных с более короткой продолжительностью жизни прекращают деление в культуре после меньшего числа циклов. По аналогии со старением организма в целом это было названо клеточным старением. Клеточное старение представляет собой загадочный феномен. Короткие запрограммированные серии клеточных делений, которые заканчиваются дифференцировкой, -характерная особенность эмбрионального развития разд. 16.3.4), однако трудно представить себе, как клетки могли бы в течение долгого времени отсчитывать свои митотические циклы и останавливаться, пройдя, скажем, 50 делений. Согласно одной из теорий, клеточное старение - это результат катастрофического накопления самовоспроизводящихся ошибок биосинтетических механизмов клетки эти ошибки несущественны в природных условиях, где большинство животных гибнет от других причин задолго до того, как у них подвергнется старению значительное число клеток. С этой точки зрения клеточное старение просто отражает черты несовершенства в физиологии клетки, которые вполне естественны при очень слабом давлении отбора, направленного на их элиминацию. Однако в этом случае необходимо было бы объяснить, каким же образом клетки зародышевого пути, бессмертные клетки культивируемых линий и даже обычные соматические клетки при некоторых специальных условиях (описанных ниже) способны к бесконечной пролиферации. Другая гипотеза состоит в том, что клеточное старение-это результат механизма, который выработался для защиты от рака путем ограничения роста опухолей. Однако подобная защита представлялась бы неэффективной, так как пятидесяти циклов деления вполне достаточно [c.423]

Эти примеры показывают, в каком направлении развивается мысль и идут эксперименты. Однако на сегодняшний день не располагав какими-либо убедительными данными относительно биологических механизмов шизофрении. В настоящее время обсуждаются и другие гипотезы, например, затрагивающие свойства мембран и аномальные иммунные процессы. Результаты исследования близнецов и семей убедительно свидетельствуют о мультифакториальной генетической модели и генетической гетерогенности. Следовательно, во многих случаях подталкивать индивида к порогу психотического состояния и к психозу может не одна крупная биохимическая аномалия, а сумма нескольких или даже сумма нескольких небольших отклонений в сочетании с внешним стрессом. В других случаях решающей может быть одна крупная аномалия. История соматических теорий шизофрении не внушает оптимизма Напрашивается простой вопрос Что такое шизофрения Действительно ли она существует как единое заболевание [c.131]

Существует мнение, что лечение генетических заболеваний с помощью генной терапии соматических клеток неизбежно приведет к ухудшению генофонда человеческой популяции. Оно основывается на представлении, что частота дефектного гена в популяции будет увеличиваться от поколения к поколению, поскольку генная терапия будет способствовать передаче мутантных генов следующему поколению от тех людей, которые до этого были неспособны произвести потомство или не могли дожить до половозрелого возраста. Однако эта гипотеза оказалась неверной. По данным популяционной генетики, для существенного повышения частоты вредного или летального гена в результате эффективного лечения требуются тысячи лет. Так, если какое-то редкое генетическое заболевание встречается у одного из 100 ООО жизнеспособных новорожденных, то пройдет примерно 2000 лет после начала применения эффективной генной терапии, прежде чем частота указанного заболевания удвоится и составит 1 случай на 50 ООО. [c.528]

Возникновение опухолей — один из наиболее изучаемых и наиболее значительных отдаленных эффектов излучения. Наиболее распространенной является гипотеза, согласно которой радиация вызывает опухоли, индуцируя соматические мутации. Можно вызвать злокачественные новообразования во всех тканях организма, хотя ткани значительно отличаются друг от друга по чувствительности. Сделано много эмпирических и теоретических попыток понять тонкие детали зависимости между частотой возникновения опухолей у человека и дозой облучения, но, несмотря на это, наиболее состоятельной признана простейшая линейная зависимость, поскольку она наиболее полно соответствует имеющимся экспериментальным данным и наблюдениям на человеке, по крайней мере при облучении в низких дозах. При более высоких дозах частота возникновения опухолей у зкспериментальных животных выходит на плато или имеет пик, после которого частота возникновения опухолей уменьшается, что предполагает конкуренцию между индукцией опухолей и гибелью клеток. [c.140]

Одна из серьезных научных гипотез объясняет возникновение раковых клеток накоплением соматических мутаций, т. е. мутаций, происходящих не в половых, а в соматических клетках. Тем самым такие мутации не наследуются, но организму от этого не легче. Предположительно соматические мутации приводят к нарушению клеточного контроля. Канцерогенные факторы, внешние или накапливающиеся с возрастом в организме, являются своего рода мутагенами. Пока нет ни прямых доказательств, ни опровержений этой гипотезы. [c.307]

Третья группа гипотез — теория соматических мутаций — включает много предположений. Молекулы, несущие жизненно важную информацию, подвержены постепенному изнашиванию. Это означает, что они будут передавать неверную информацию, которая приведет к постепенному накоплению дефектов в клетках, тканях и органах это постепенное изнашивание функций является старением. Поскольку ДНК в клетке — основная молекула, несущая информацию, предполагается, что старение каким-то образом включает изменения нуклеиновых кислот. [c.148]

Соматические мутации или избирательная активация генов Для объяснения генетического контроля вариабельных областей было предложено несколько гипотез. Наибольшую известность получили две из них гипотеза соматических мутаций и гипотеза избирательной активации генов . Согласно гипотезе соматических мутаций, в геноме человека имеется лишь один ген, в котором в процессе созревания В-лимфо-цитов возникают многочисленные случайные мутации. На самом деле соматические мутации происходят в ходе пролиферации клеток всех типов (разд. 5.1.6). Однако эта гипотеза подразумевает наличие специфического механизма, который обеспечивает избирательное увеличение частоты соматических мутаций именно в гене вариабельной области. Можно представить себе такой механизм, например предположив, что рассматриваемый участок ДНК недоступен для действия ферментов репарации. [c.103]

Обе гипотезы связаны с необычным для генетики допущением. Для накопления столь большого количества соматических мутаций необходимо увеличение частоты их возникновения или скорости отбора, характерное для В-лимфоцитов. Избирательное объединение одного из многих генов вариабельной области с геном константной области должно осуществляться специальным механизмом, который ранее [c.104]

Однако перечисленные факторы, определяющие различия, не могут полностью объяснить многообразие антител В действительности сторонники гипотезы соматических мутаций оказались отчасти правы В настоящее время путем сравнения гомологичных нуклеотидных последовательностей [c.106]

Вирусная этиология или соматическая мутация В настоящее время существует много наблюдений, сделанных главным образом на животных, из которых явствует, что причиной возникновения опухолей могут быть вирусы. Резонно предполагать, что некоторые опухоли человека также имеют вирусное происхождение. Эта гипотеза не противоречит гипотезе соматических мутаций. Вирусы часто бывают сайт-специфическими и могут индуцировать в хромосоме то или иное мутационное событие. Поэтому процесс образования опухоли, следующий за вирусным повреждением, возможно сходен с аналогичным процессом, описанным в случае соматических мутаций любого типа. [c.208]

Изучение биологических механизмов старения на отдельных клетках [1513]. Гипотеза о том, что причины старения и смерти можно свести к свойствам отдельной клетки, впервые была высказана зоологом Вейсманом около ста лет назад. Он предположил, что причины естественной смерти лежат в ограниченной способности соматических клеток к воспроизведению. В одной из его публикаций мы читаем, что смерть происходит оттого, что изношенная ткань не может обновляться вечно, поскольку способность к росту посредством клеточных делений утрачивается со временем (Вейсман, 1891 [1693]). Вейсман был также первым, кто предположил, что слишком долгая жизнь многоклеточного организма после периода репродукции и заботы о потомстве принесла бы вред виду в целом. [c.220]

Социальные и терапевтические последствия. Данные показывают, что юридические санкции, направленные на предотвращение преступлений мужчинами с дополнительной Y-хромосомой, совершенно излишни. И все же проблемы остаются. Если XYY-статус выявлен у новорожденного, следует ли сообщать об этом родителям Принимая во внимание широкую известность, которой пользуется гипотеза, не может ли такая информация обрести силу пророчества в том смысле, что родители начнут по-другому обращаться со своим сыном, и это может усугубить его склонность к аномальному поведению Мы за то, чтобы давать полную информацию однако сообщение фактов родителям требует особой осторожности и должно проводиться в такой форме, чтобы свести к минимуму неприятные последствия. Родителям надо дать понять, что их ребенку понадобится большая помощь во время обучения, но если обеспечить ему хорошую обстановку и окружить заботой, он сможет нормально приспособиться к жизни в обществе. Какое-либо эффективное соматическое лечение отсутствует уровень андрогенов в крови имеет нормальное среднее значение и несколько большую, чем в норме, дисперсию. [c.100]

К сожалению, нет общепринятого определения термина "старение". Большинство ученых придерживается довольно неточной формулировки старение — это постепенная потеря функциональной способности, которая ведет к увеличению чувствительности к заболеваниям. Данное определение ничего не говорит об основных биохимических и биофизических механизмах старения, что можно объяснить недостаточной изученностью этого вопроса. Есть еще несколько гипотез старения, которые можно объединить в три группы гипотеза изнашивания, гипотеза накопления токсинов и гипотеза соматических мутаций. [c.147]

Именно такой путь и рассматривается в предлагаемой книге в качестве объяснения наблюдаемой изменчивости иммуноглобулинов и их эволюции. Согласно предлагаемой гипотезе соматического отбора, соматические мутации вариабельных генов иммуноглобулинового локуса, обеспечивающие быстрый адаптивный ответ организма — производство антител, успешных в борьбе с инфекцией, — могут встраиваться в гаметы и передаваться потомкам, обусловливая их врожденный иммунитет к данному агенту. [c.7]

Концепция соматического отбора объединяет последние открытия молекулярной генетики с дарвиновским принципом отбора. Конечно, это всего лишь гипотеза, о чем сами авторы прямо говорят. Но это не избавило их от нападок по той лишь причине, что ими ставится под сомнение существование вейс-мановского барьера. Между тем, никакой иной убедительной гипотезы, непротиворечиво объясняющей все известные факты по изменчивости иммуноглобулинового локуса в соматических и генеративных клетках у разных видов позвоночных, пока предложено не было. [c.7]

В 1977 г. Тед Стил предложил гипотезу соматического отбора, которая представляет собой современную молекулярную [c.25]

Теория соматического отбора предполагает передачу приобретенных соматических мутаций V-генов антител половым клеткам. Эта передача может осуществляться при участии обратной транскриптазы (копирование соматической РНК в ДНК) и эндогенных РНК-ретровирусов (продуцируемых лимфоцитами), действующих как генные челноки , перевозящие мутантные последовательности V-генов в половые клетки. После этого должна происходить интеграция возникшей в соматических клетках генетической информации в ДНК зародышевой линии и замещение ею ранее существовавшей ДНК-последовательности (рис. 1.2). Когда мы формулировали свою гипотезу, мы подчеркивали, что она — полезный эвристический инструмент , подобный использованным в теоретической физике. Наша теория обращает внимание исследователя на возможность наследования приобретенных признаков. Она убедительно показывает, что теоретически барьер Вейсмана легко преодолим, а, следовательно, он может быть преодолимым и в реальности. [c.150]

История мутационно-соматической гипотезы возникновения рака. Наследственные синдромы с повышенной хромосомной нестабильностью и дефектами репликации и репарации ДНК можно рассматривать в качестве модели для изучения молекулярных механизмов соматической мутации и образования опухоли. Гипотеза о том, что рак может быть обусловлен соматической мутацией, появилась гораздо раньше работ, посвященных изучению этой проблемы. Еще фон Ханземан (1890) [1475] на основании результатов собственных исследований митоза постулировал, что клетка [c.207]

Подобными чисто количественными отношениями не удается объяснить всего разнообразия случаев скрещиваемости и нескрещиваемости автотетраплоидов. С удвоением хромосомного комплекса происходят качественные изменения тканей, которые влияют на процессы оплодотворения и развития семени. Именно на этом основании была сформулирована Бринком и Купером [8] гипотеза соматической стерильности. Они считают, что отсутствие дифференциации халазальных тканей семяпочки, которые транспортируют питательные вещества к эндосрерму, приводит к ослаблению его и последующей гибели зародыша,, [c.128]

Из 16 докладов, посвященных вопросам канцерогенеза, обзор которых мне предстоит сделать, 8 касаются внутреннего облучения. Дозиметрия в этих случаях гораздо более затруднительна, чем при внешнем облучении. Расчеты осложняются выведением и перераспределением изотопов в тканях. Если единственным учитываемым параметром является общая доза облучения той или иной области, то погрешности дозиметрии не будут слишком большими. Однако мы теперь очень хорошо знаем, что интенсивность облучения, иначе говоря, мощность дозы и дробление общей дозы, оказывает сущест -венное влияние на канцерогенез. Prima fa ie весьма усложняет обращение к гипотезе соматических мутаций в ее простейшей форме — мутации в специфическом локусе. [c.428]

Удивителен тот факт, что в некоторых тяжелых цепях имеются аминокислоты, находящиеся в соответствующих районах, но не относящиеся ни к одному из известных В-сегментов. Для объяснения этого факта были выдвинуты две гипотезы. Возможно, что новые В-сегменты образуются в соматических клетках в результате В—В-рекомбинации. Эта рекомбинация может контролироваться иным механизмом, чем тот, который обеспечивает соединение V—В—I. Другая гипотеза предполагает, что в процессе рекомбинации в места стыковок V—В или В—I могут внедряться дополнительные нуклеотиды. Эта версия основана на том, что включение новых нуклеотидов происходит благодаря активности фермента дезоксинуклеозидтрансферазы (известно, что этот фермент активен в лимфоцитах), который использует образующиеся при этом свободные З -концы. Во всех случаях существование новых последовательностей указывает на наличие особого механизма образования разнообразия. [c.509]

До сих пор обсуждались некоторые изменения типов клеток, происходящие по тип> переключения, т. е. в результате перестройки ДНК. Тот факт, что генетическая информация, содержащаяся в единственном ядре соматической клетки, может дать начало целому растению или позвоночному животному, свидетельствует о том, что вряд ли основным механизмом дифференцировки клеток высших эукариот являются необратимые изменения в последовательности ДНК (хотя именно такие изменения лежат в основе дифференцировки лимфоцитов). Возможно, некоторые наследуемые изменения в экспрессии генов, наблюдаемые у высших организмов, обусловлены механизмом переключения, аналогичным тому, который описан у Salmonella и дрожжей, однако в настоящее время нет данных, подтверждающих эту гипотезу. [c.204]

В первые десятилетия нашего века биометрический подход Гальтона привел ученых к значительным успехам. Появились представления о генетической изменчивости как, нормальных признаков, таких, как телосложение или интеллект, так и широкого круга патологий, таких, как умственная отсталость и психозы, эпилепсия, или соматических заболеваний-диабета, аллергии и даже туберкулеза. В ту пору казалось, что применимость менделевского подхода ограничивается случаями редких наследственных заболеваний постоянно возобновлявшиеся попытки использовать законы Менделя для объяснения наследования нормальных физиологических признаков и соматических заболеваний, как правило, предпринимались без критической оценки этого подхода. Первой важной победой менделевской генетики стало признание гипотезы трехаллельного наследования групп крови АВО, предложенной Бернштейном в 20-х гг. нашего века [240] (разд. 3.2.2). Дальнейшие успехи были достигнуты благодаря работам, проведенным на других организмах, таких, как Drosophila, бактерии и вирусы, в особенности бактериофаги. [c.13]

Гипотеза Вейсмана о старении соматических клеток, казалось, была опровергнута Каррелом (1912), который утверждал, чго соматические клегки можно бесконечно долго культивировать вне организма. Длительное время гипотеза потенциального бессмертия в целом счигалась верной и принадлежала к числу наиболее известных результатов биологической науки. До проведения тщательных экспериментов Хейфлика, выполненных в начале 1960-х годов [1483 1484] и показавших ошибочность утверждения Каррела, неудачи при попытках воспроизвести эти результаты объяснялись неадекватными условиями культивирования и другими причинами методического характера. Теперь получила широкое признание точка зрения, что нормальные диплоидные фибробласты млекопитающих могут претерпевать лишь ограниченное число клеточных делений для фибробластов человеческих эмбрионов это число равно приблизительно 50+10. С другой стороны, гетероплоидные, транс- [c.220]

В ряде работ изучалась связь между старением организма донора и числом делений, которые претерпевают его соматические клетки in vitro. Если клетки прекращают делиться в культуре из-за того, что они исчерпали максимальное число делений, их способность к делению ш vitro должна уменьшаться с увеличением возраста донора. В двух работах такая зависимость действительно была обнаружена [1547 1630]. Другое следствие, которое можно было бы вывести из этой гипотезы, состоит в том, что клетки короткоживущих видов должны обладать способностью к меньшему числу делений, чем клетки долгоживущих видов. Это предположение подтвердилось при сравнении людей (максимальная продолжительность жизни которых равна 110 годам) и мышей (3,5 года). Мышиные фибробласты ш vitro могут претерпевать только 14-28 делений. Однако при анализе других видов связь между видоспецифической продолжительностью жизни и способностью клеток к делению не прослеживается. Отметим также, что клетки, взятые даже у очень старых людей, сохраняют способность пройти примерно 20 делений. [c.221]

Одна из гипотез, пытающихся объяснить это явление, строится на представлении о гипермутабелыюсти генов, контролирующих вариабельные домены иммуноглобулинов. Известно, что мутационный уровень для всех соматических клеток составляет замену одной пары оснований на 10 пар при одном клеточном делении. По гипермутационной теории частота замен представляется величиной, равной одной замене на 10 пар оснований. При этом гипермутабельность не затрагивает гены, контролирующие константные регионы. Первое и основное возражение в отношении данной гипотезы заключается в том, что представление о выборочной повышенной мутабельности каких-то участков ДНК (в данном случае У-генов) кажется умозрительным и не укладывается в современные концепции молекулярной генетики. Непонятно, зачем строить искусственные конструкции, когда уровень исходной генетически детерминированной вариабельности 2,4-10 разных по специфичности иммуноглобулинов более чем достаточен для взаимодействия с самыми различными антигенными эпитопами среди них будут и такие, взаимодействие с которыми осу-ществ аяется с наибольшей аффинностью. [c.249]

Представляет ли онтогенетическая изменчивость результат дифференциального действия генов, т. е. развертывания генетической программы зиготы в пределах нормы реакции, заданной генотипом, или генетический материал изменяется в онтогенезе Содержат ли все соматические клетки одинаковый или различающийся набор генов Собственно так был поставлен этот вопрос еще в конце прошлого века. В 1883 г. В. Ру, один из создателей ядерной гипотезы наследственности, предположил, что ядра, возникающие при дроблении зиготы, разнокачественны. Однако в 1892 г. Г. Дриш показал, что перемещение ядер между клетками эктодермы и мезодермы дробящегося зародыша не нарушает его нормального развития. Зачаток регенерирующего хвоста тритона может быть пересажен в область конечности и превратится в ногу, а не в хвост. Следовательно, дробление и последующая дифференцировка не сопровождаются утерей или необратимыми изменениями ядерного материала. [c.409]

Гипотеза состоит в том, что ДНК соматических клеток организма первоначально содержит правильную информацию. Затем различные процессы (неправильная репликация, стрессы окружающей среды и др.) могут привести к тому, что информация становится все более и более искаженной. Искаженная информация ДНК означает, что синтез белка и, следовательно, структура и функции клетки будут менее совершенными. Известно, что продолжительность жизни животных в какой-то мере контролируется генетически, что число хромосомных аберраций в клетках печени мышей увеличивается с возрастом и что увеличивается с возрастом анэуплоидия в лимфоцитах периферической крови человека однако неизвестно, являются ли эти аномалии результатом старения или проявлением связанного с возрастом болезненного состояния. Если естественное старение является результатом соматических мутаций в молекуле ДНК, то излучение идеально подходит для индукции эффектов, характерных для старения, поскольку, как уже неоднократно говорилось в этой книге, излучение вызывает существенное повреждение ДНК. [c.148]

А между тем учение о наследовании приобретенных признаков составляет теоретическую основу представлений Дарвина о механизмах наследственности, которые он в отличие от Ламарка рискнул изложить. Суть их (гипотеза пангенезиса) заключается в следующем. Половые клетки, из которых развивается новый организм, образуются в результате жизнедеятельности материнского организма. При этом от каждой части тела, от каждой соматической клетки отделяются специальные частички-—геммулы, которые переносятся в половые клетки. Поэтому в половой клетке представлены все особенности тела данного организма. Изменения того или иного органа под влиянием внешних стимулов немедленно отражаются на геммулах и через них на половых клетках. Каждая единица тела, —писал Дарвин,— отделяет от себя свободные геммулы, которые распределены во всей системе и при соответствующих условиях способны развиваться в такие же единицы... При вариациях, вызва-нных прямым действием изменившихся условий, новые условия прямо влияют на некоторые части тела и, следовательно, эти части отделяют от себя измененные геммулы, которые передаются потомству . Ясно, что такая точка зрения не выдерживала критики, а потому совершенно не устраивала зарождавшуюся генетику. Между тем гипотеза пангенезиса составляет неотъемлемую и существенную часть дарвинизма, о чем теперь забывают. Генетики создали прямо противоположную концепцию наследственности, в самых общих чертах сформулированную еще Августом Вейсманом, одним из крупнейших [c.389]

Два века назад французский ученый Жан Батист Ламарк ответил на этот вопрос утвердительно, выдвинув принцип наследования приобретенных признаков, т. е. передачи по наследству адаптивного ответа организма на условия среды. Полвека спустя английский ученый Чарлз Дарвин отверг его и положил в основу своей эволюционной теории иной принцип — отбор случайных изменений, т. е. изменений, не зависящих от условий среды. Этот принцип был затем усилен в конце XIX века немецким ученым Августом Вейсманом, про-возгласивщим существование так называемого соматического барьера. Согласно этой гипотезе наследственная информация, хранящаяся в половых клетках — сперматозоидах и яйцеклетках — полностью защищена от всех изменений, происходящих в клетках сомы. Вслед за этим воззрения Ламарка были объяв- [c.5]

Последняя цитадель гипотезы ненаследования приобретенных признаков — это первичная структура ДНК генеративных клеток, считающаяся полностью изолированной от изменений в соматических клетках. Однако и здесь ее позиции резко ослабляются из-за последних открытий молекулярной биологии, которые показывают, сколь много мы еще не знаем. Например, несколько месяцев назад был полностью секвенирован геном человека и открыто, что реальное число генов существенно меньше, чем предполагалось еще за год до этого. Разительное несовпадение только что выявленных фактов и существующей теории говорит о том, что многие фундаментальные вещи в биологии и генетике человека мы себе еще даже и не представляем. Можно только догадываться какие открытия, какая ломка прежде незыблемых представлений ждут нас в будущем. Вспомним, даже на нашей памяти многие открытия молекулярной биологии вначале объявлялись абсурдом, а затем их авторам присуждали Нобелевские премии. Так было с явлениями перемещения генов в геноме и обратной транскрипции. А между тем именно эти открытия позволяют предположить возможный путь наследования приобретенных признаков и на уровне первичной структуры ДНК синтез информационной РНК на мутантной ДНК соматических клеток — обратная транскрипция ДНК — встраивание ретротранскрипта в ДНК генеративной клетки. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология