Зародышева линия и соматическая линия

Генная терапия человека в широком смысле предусматривает введение в клетки функционально активного гена (генов) с целью исправления генетического дефекта. Существуют два возможных пути лечения наследственных болезней. В первом случае генетической трансформации подвергают соматические клетки (клетки, отличные от половых). При этом коррекция генетического дефекта ограничивается определенным органом или тканью. Во втором случае изменяют генотип клеток зародышевой линии (сперматозоидов или яйцеклеток) или оплодотворенных яйцеклеток (зигот), чтобы все клетки развившегося из них индивидуума имели исправленные гены. В результате ген- [c.526]

Революционные технологии, к которым относится и молекулярная биотехнология, редко встречают безоговорочную поддержку. Обеспокоенность общественности по поводу создания различных организмов методами генной инженерии имела серьезные последствия и привела к разработке строгих правил, регулирующих исследования в области рекомбинантных ДНК, и утверждению требований, которым должны удовлетворять биотехнологические продукты, поступающие на рынок. В этой главе мы рассмотрели различные аспекты регуляции исследований в области рекомбинантных ДНК, производства и потребления пищевых продуктов, полученных с помощью методов генной инженерии, высвобождения генетически модифицированных организмов в окружающую среду, экспериментов, связанных с генной терапией соматических клеток и клеток зародышевой линии, клонированием человека. [c.530]

Возможность генетического изменения человека всегда вызывала серьезные беспокойства. С методологической точки зрения генная инженерия человека подразделяется на генную терапию соматических клеток и генную терапию клеток зародышевой линии. Поскольку генная терапия клеток зародышевой линии может оказать нежелательное воздействие на последующие поколения, в настоящее время она запрещена. В то же время генная терапия соматических клеток становится все более важным методом лечения различных заболеваний человека. Разработанные в США правила, регламентирующие ее осуществление, включают нормы, регулирующие исследования в области рекомбинантных ДНК, и биомедицинские этические критерии, которым должны соответствовать все эксперименты, связанные с медициной. [c.531]

Путь от антигена к синтезу антитела-индуцируемый процесс. Однако этот феномен может быть объяснен и без ссылки на ламаркизм при помощи клональной селекционной теории, основные положения которой суммированы на рис. 39.2. Рекомбинация V- и С-генов, приводящая к образованию функционального гена, происходит в популяции незрелых В-лимфоцитов. Каждая клетка образует антитело только одной специфичности, что предполагает только одну перестройку в генах легких цепей и одну перестройку в генах тяжелых цепей. Разные клетки продуцируют разные антитела, поскольку при каждом новом акте реконструкции соединяются разные V- и С-гены. При появлении антигена клетка, вырабатывающая антитело, специфичное к данному антигену, стимулируется к делению, возможно, благодаря какому-то сигналу, поступающему с клеточной поверхности, где происходит взаимодействие антитела с антигеном. В результате последующих клеточных делений появляется большое число новых лимфоцитов, секретирующих данное антитело в таких огромных количествах, что оно может стать доминирующим в популяции антител. Следует заметить, что весь этот процесс происходит исключительно в соматических клетках и не затрагивает клетки зародышевой линии таким образом, ответ организма на антиген по наследству не передается. [c.504]

В клетках, не экспрессирующих иммуноглобулины, генные последовательности, детектируемые при помощи V- и С-зондов, фланкированы участками ДНК, которые отличаются от тех, что окружают функционирующий ген. Эти последовательности пространственно разобщают V-и С-гены. И хотя для каждого из семейств - лямбда-, каппа- и Н-цепей-V- и С-гены расположены на одной хромосоме, расстояния, разделяющие их, неизвестны. Гены всех трех семейств иммуноглобулиновых цепей находятся на разных хромосомах. Такой тип организации, при котором V- и С-гены пространственно разобщены, характеризует клетки зародышевой линии (она также обнаружена во всех соматических клетках организма, не относящихся к иммунной системе). [c.505]

При секвенировании белковых цепей выявляются группы вариабельных близкородственных областей, происходящих, вероятно, одна из другой в результате небольших замен в аминокислотной последовательности. Каждая такая группа называется изотипом. Все известные У -белковые последовательности классифицированы примерно на 26 изотипов, хотя мы предполагаем, что в конечном счете будет доказано существование 50 изотипов. Различия между изотипами слишком велики, чтобы объясняться только соматическими изменениями, скорее всего каждый изотип кодируется по крайней мере одним геном в зародышевой линии. [c.507]

За счет комбинации любого из 300 У -генов с любым из четырех J-сегментов геном мыши может потенциально образовать примерно 1200 каппа-цепей. Однако в некоторых случаях количество белков в каком-либо изотипе, по-видимому, превышает число соответствующих У -генов. Новые гены образуются за счет соматических изменений в индивидуальных генах зародышевой линии (но не за счет рекомбинации между уже существующими У -генами). Механизм этого процесса будет обсуждаться в последующих разделах. [c.507]

Даже до того, как была полностью расшифрована структура нуклеиновых кислот, стало ясно, что информация должна передаваться в направлении ДНК— -белки, а не наоборот. Это положение, известное как центральная догма молекулярной биологии , соответствует представлениям Вейсмана о том, что генетическая информация передается в одном направлении — от зародышевой плазмы к соме. Однако, несмотря на то что центральная догма и концепция Вейсмана совместимы, между ними все же есть различие. Первая запрещает поток информации от цитоплазмы клетки к ее ядру, а вторая — от клеток одного типа (соматических) к клеткам другого типа (зародышевой линии). Обе отрицают ламаркизм. Но если центральная догма нерушима, вейсманизм уязвим, по крайней мере в принципе. Известны, например, вирусы, способные переносить нуклеиновые кислоты из одной бактериальной клетки, выращиваемой в культуре, в другую такую клетку, и это, в сущности, составляет один из основных методов генетической инженерии. Нет причин, в силу которых не могла бы происходить такая же передача информации от клетки к клетке в многоклеточных организмах, а раз так, то почему информация не может передаваться от соматических клеток половым Исходя из этих соображений [c.39]

ЗАРОДЫШЕВАЯ ЛИНИЯ И СОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ [c.55]

Рис. 4.3. Зародышевая линия и соматическая линия.

Передача наследственной информации в неискаженном виде — важнейшее условие выживания как каждого конкретного организма, так и вида в целом. Следовательно, в ходе эволюции должна была сформироваться система, позволяющая клетке исправлять нарушения ДНК, вызванные ошибками репликации или повреждающими воздействиями окружающей среды. Подсчитано, что в результате повреждений, обусловленных этими причинами, в геноме клеток зародышевой линии человека происходит в среднем шесть нуклеотидных замен в год. По-видимому, в соматических клетках за год происходит примерно такое же число мутаций. [c.79]

ЩИХ, свидетельствуют о возможности передачи изменений, возникающих в соматических клетках. 1. Соматические клетки могут функционировать как клетки зародышевой линии. 2. Сома не отделена строго от клеток зародышевой линии. 3. Внешняя среда изменяет гены специфическим образом. [c.306]

Второй вопрос, почему мутации ограничиваются V(D)J-y4a-стком, чрезвычайно важен для обсуждения обратной связи между сомой и зародышевой линией, которая составляет главную тему этой книги. Мы подробно расскажем об этом в следующей главе. Здесь подчеркнем лишь некоторые общие принципы. Если мутации в вариабельной области антитела могут оказаться полезными, то мутации в константной области, скорее всего, вредны, так как они могут нарушить эффекторные функции антитела, запуск лизиса бактериальных клеток или стимулирование фагоцитоза (рис. 3.1). Разделение V- и С-участков позволило эволюции создать механизм, который обеспечивает мутации в V-участке, но сохраняет С-участок неизменным. Вот что происходит в В-лимфоците на определенных стадиях его жизни. Перестроенный V(D)J-reH может подвергаться очень высокому уровню соматических мутаций, и новое антитело оценивается по способности связывать антиген (см. следующую главу). Антитела с самой высокой аффинностью к чужеродному антигену выигрывают в отборочных соревнованиях за связывание антигена, сохраняются и становятся долго живущими клетками памяти. В-лимфоцит проиграет соревнование, если мутация уменьшает или уничтожает аффинность такие клетки погибают. В-лимфоциты, кодирующие антитела, которые связывают собственные антигены, также уничтожаются, и, следовательно, сохраняется аутотолерантность. [c.110]

Некоторые критики считают идею соматического отбора слишком сложной, так как она требует последовательного наступления слишком многих независимых, если не невероятных, событий. Это — появление мутации в соматических ДНК/РНК, клеточный отбор антигеном, доставка в половые клетки, копирование РНК в ДНК и, наконец, генетическая рекомбинация, приводящая к интеграции мутантной соматической копии кДНК в ДНК зародышевой линии (рис. 1.2). Однако ко времени создания этой теории было хорошо известно, что В-лимфоциты, стимулированные антигеном, продуцируют большое количество эндогенных ретровирусов (предположительно безвредных), несущих обратную транскриптазу. И мы утверждаем, что теория соматического отбора имеет один положительный момент — эволюционное преимущество возвращения мутантных V-последовательностей назад в зародышевую линию. Эндогенные ретровирусы могут рассматриваться в качестве векторов, обеспечивающих генетическую связь между генами соматических и половых ююток. [c.151]

В гл. 5 говорилось, что соматические мутации накапливаются в вариабельных У(0)и-генах В-лимфоцитов (рис. 5.5 и 5.6). Мутантные обратные транскрипты (кДНК), доставленные в половые клетки подвижными В-клетками и/или ретровирусами, встраиваются в ДНК зародышевой линии в результате гомологичной рекомбинации. Картина рекомбинации У-генов зародышевой линии установлена с помощью алгоритма генетической рекомбинации, разработанного Джорджем Уайлером (см. текст и Л/еП1еге1 а ., 1998). Главные точки рекомбинации в зародышевой линии [c.160]

Таким образом, необходимо длительное время для становления генетических адаптаций. Успешная интеграция приобретенного признака в зародышевую линию, возможно, требует повторных воздействий в течение многих поколений, особенно, если это сложный признак, включающий изменения ДНК-последовательностей многих генов. Тед Стил начал такой эксперимент двадцать лет назад с целью доказать возможность передачи соматически приобретенных иммунологических изменений с отцовской стороны. Он сумел показать передачу уже во втором поколении. Эти попытки в какой-то мере опровергают утверждение Вуда Джоунза. Фактор времени в таких экспериментах заменялся одновременно проводимыми контрольными скрещиваниями в идентичных условиях внешней среды необработанных отцов. Эти контрольные скрещивания как бы выполняли функцию часового , следящего за нежелательными изменениями среды, например, за вирусом мышиного гепатита, который оказывает заметное воздействие на иммунорегуляцию. (Это и происходило несколько раз, что влекло за собой прекращение эксперимента.) [c.168]

В 1980 г. представители католической, протестантской и иудейской общин США написали открытое письмо Президенту с изложением своих взглядов на использование генной инженерии применительно к человеку. Для оценки этических и социальных аспектов этой проблемы были созданы Президентская комиссия и комиссия Конгресса. Это были очень важные инициативы, поскольку в США введение в действие программ, затрагивающих интересы общества, часто осуществляется на основе рекомендаций подобных комиссий. В окончательных заключениях обеих комиссий проводилась четкая фа-ница между генной терапией соматических клеток и генной терапией клеток зародыщевой линии. Генная терапия соматических клеток была отнесена к стандартным методам медицинского вмешательства в организм, сходным с трансплантацией органов. В противоположность этому генная терапия клеток зародышевой линии была сочтена технологически очень сложной и проблематичной с точки зрения этики, чтобы безотлагательно начинать ее практическое применение. Был сделан вывод о необходимости выработки четких правил, регулирующих исследования в области генной терапии соматических клеток разработка подобных документов применительно к генной терапии клеток зародышевой линии была сочтена преждевременной. Чтобы пресечь все незаконные действия, было решено прекратить все эксперименты в области генной терапии клеток зародышевой линии. [c.527]

Дисгенез преимущественно проявляется в зародышевых клетках. В скрещиваниях Р х М гибридные мухи F1 имеют нормальные соматические ткани, однако их гонады не развиваются. Морфологический дефект в развитии гаметы ведет начало от стадии, на которой в зародышевой линии начинается быстрое клеточное деление. [c.480]

Анализ 19 различных клеточных линий, синтезирующих антитела, связывающие гаптенфосфорилхолин, показал, что 10 из них имеют одну и ту же Vh-последовательность (экспрессируемую в сочетании с л-, у- или а-константными областями). В клетках зародышевой линии эта Vh-последовательность идентифицируется как Т15 и является одной из четырех Vh-генов, гибридизующихся с анализируемой Vh-пробой. Другие девять функционирующих генов отличаются друг от друга и от всех четырех членов семейства, тестируемых в эмбриональных клетках. Тем не менее они в большей степени родственны последовательности Т15, чем каким-либо другим, и фланкированы теми же последовательностями, что и Т15. Все это позволяет предполагать, что указанные девять генов имеют общего предка-члена семейства Т15 и произошли от него путем соматических мутаций. [c.515]

Из этого правила известно несколько исключений. Например, у некоторых беспозвоночных в соматических (не половых) клетках часть хромосом, представленных в клетках зародышевой линии (предшественниках гамет), утрачивается уже на рагших стадиях развития. В ооцитах некоторых других животных (в том числе и у Xenopus laevis) происходит избирательная репликация генов рибосомной РНК, а у личинок не- [c.72]

Известно, что в соматических клетках иногда возникают случайные мутации. Полезные мутации, т. е. мутации, благоприятные для несущей их клетки, могут распространиться, так как они дают возможность своим носителям делиться быстрее, чем другие клетки это в особенности относится к клеткам, участвующим в борьбе с инфекцией. Чем больше они преуспевают, тем более многочисленными они могут оказаться. Таким образом, мутантный ген размножается, а при этом повышаются его шансы на то, что он будет захвачен вирусами и перенесен в другие клетки, возможно в том числе и в клетки зародышевой линии. По-видимому, у любого индивидуума существует период отбора соматических мутаций, предшествующий прохождению мутаций сквозь фильтр дарвиновского естественного отбора. Стеель считает, что этот процесс должен ускорять эволюцию и позволяет легче объяснить эволюцию таких сложных и координированных органов, как глаз. [c.39]

Гаметы и продуцируюш,ие нх структуры составляют зародышевую линию организма (сплошные стрелки), которая ие прерывается, проходя через последовательные поколения. Тело животного и растения, составляющее соматическую линию (прерывистые стрелки), представляет собой временную вспомогательную структуру. [c.57]

Зародышевая линия организации генов иммуноглобулинов — исходная локализация иммуноглобулиновых генов в геноме, свойственная зародышевым клеткам или соматическим, неиммунокомпетентным клеткам, а также в геноме В-клеток до начала процесса рекомбинации. [c.461]

Однако еще оставался без ответа вопрос об источниках разнообразия антител. Теоретическое допущение о существовании своего особого гена для антител каждой из множества специфичностей немедленно открыло другую проблему. Половина аминокислотной последовательности любой легкой и четверть любой тяжелой цепи иммуноглобулинов всегда вариабельна, а остальная часть константна. Каким образом в случае предполагаемого множества генов антител возможно сохранение неизменной последовательности в константных областях иммуноглобулиновых цепей На этот вопрос ответили Драйер и Беннетт, предположив, что вариабельные и константные области кодируются отдельными генами, причем существует множество генов для вариабельных (V) и один или весьма ограниченное число генов для константных (С) областей. Теперь оставалось только объяснить источник многообразия вариабельных областей Основой для этого стала идея соматического мутагенеза, согласно которой из относительно небольшого числа гаметных генов (гены зародышевой линии) в течение жизни индивида возникает множество модифицированных, т. е. подвергшихся мутациям генов. Кроме того, было высказано предположение, что полный У-ген может появляться в результате рекомбинации ряда генных сегментов. При разрезании и соединении фрагментов ДНК между ними могут встраиваться добавочные нуклеотиды, создавая дополнительную вариабельность, названную N-peгиoнaльнoй, поскольку новая нуклетидная последовательность отличается от гаметной. Вместо мутаций источником разнообразия вариабельных областей могла бы служить, как предполагалось, генная конверсия с участием набора [c.130]

Зародышевая линия. Набор превращающихся в гаметы клеток, генетический материал которых еще не подвергся модификации в результате соматической рекомбинации или созревания. Идиотип. Антигенная характеристика V-области антител, определяемая набором идиотопов. Идиотоп. Отдельная антигенная детерминанта, расположенная в V-области молекулы Ig. [c.558]

Перестройки, приводящие к образованию генов, кодирующих различные антитела. Эти перестройки осуществляются в В-лимфоцитах путем соединения сегментов ДНК, далеко отстоящих друг от друга в ДНК клеток зародышевой линии и различных соматических клеток. В качестве примера рассмотрено образование гена легкой цвпи иммуноглобулина из трех сегментов ДНК (V, J и С), которые вместе кодируют данный полипептид. Каждый из множества сегментов V и J генома соединяется с единственным сегментом С. Гены иммуноглобулинов отличаются друг от друга сегментами V и J. В данном примере с С соединены Vj и. Разнообразие белковых антител отчасти обусловливается различием аминокислот, кодируемых разными и (вариабельная область). [c.14]

Смотреть страницы где упоминается термин Зародышева линия и соматическая линия: [c.174] [c.6] [c.529] [c.504] [c.507] [c.515] [c.516] [c.249] [c.256] [c.300] [c.302] [c.303] [c.304] [c.304] [c.256] [c.300] [c.302] [c.303] [c.304] [c.304] [c.306] [c.291]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология