Изменение соматических клеток

В экспериментах нескольких типов получены данные, свидетельствующие о том, что процессы развития не обязательно приводят к необратимым изменениям клеточного ядра. Эти эксперименты показывают, что в соматических клетках в процессе развития происходит дифференциальная экспрессия генов. [c.249]

Некоторая ограниченность приведенных цитогенетических методов состоит в том, что с их помощ,ью выявляют только хромосомные аберрации и изменение кариотипа в соматических клетках, но не учитывают возможные генные (точковые) мутации. [c.261]

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]

Генеративные и соматические мутации. Мутационная изменчивость происходит на различных этапах развития организма и во всех его клетках. Мутации, возникающие в гаметах и клетках, из которых они образуются, называются генеративными. Мутации, происходящие в соматических клетках организма, называются соматическими. По своей природе генеративные и соматические мутации ничем не отличаются. И те, и другие связаны с изменением структуры хромосом, и возникают они примерно с одинаковой частотой. Но по характеру проявления и значимости для эволюции и селекции различия между этими видами мутаций очень существенны. [c.204]

Вместе с тем показано, что умеренные фаги могут придать несущей их бактериальной клетке новые признаки, связанные, например, с продукцией токсина ранее нетоксигенными штаммами дифтерийных бактерий, с изменением соматических антигенов (например, у сальмонелл), с изменением чувствительности к антибиотикам (например, у стафилококков) и пр. Этот процесс получил название лизогенной, или фаговой конверсии. При этом может быть не только внутри-, но и межвидовая конверсия. [c.85]

Длительный контакт с пестицидами приводит к увеличению числа разрывов хромосом. Соматические клетки с измененным генетическим материалом способны образовывать [c.88]

Согласно общепринятому в молекулярной биологии представлению, каждая соматическая клетка организма содержит одинаковый набор хромосом и, следовательно, обладает одинаковой генетической информацией. Однако не вся эта информация экспрессируется в каждой клетке. Значит, генетический материал можно рассматривать как хранилище генетической информации. В каждой клетке экспрессируется только часть этого материала, остальная же информация хранит молчание. Недавно, однако, было показано, что в определенных пределах возможно изменение в содержании и экспрессии генетической информации (см. часть 10). [c.55]

Хотя растения, полученные в результате размножения вегетативным путем (клоны), обычно похожи на родительское растение, из этого вовсе не следует, что все эти клоны генетически одинаковы. Иногда возникают клоны, которые существенно отличаются от исходной формы. Их называют соматическими вариантами или спортами , и появляются они в результате генетических изменений в клетках меристемы, которые дают начало всему новому растению или его части. В ряде случаев такие спорты были размножены и привели к созданию новых сортов. Примером могут быть апельсины Навель и персики-нектарины. В основе соматической изменчивости лежит ряд генетических механизмов изменение числа хромосом в ядре, му [c.383]

Итак, сохранение вида требует, чтобы половые клетки организмов были защищены от быстрых генетических изменений, но сохранение каждого конкретного индивидуума требует такой же защиты и для всех прочих клеток многоклеточного организма (соматических клеток). Нуклеотидные замены в соматических клетках могут способствовать естественному отбору в пользу тех или иных лучше приспособленных клеток и привести к их неконтролируемому размножению, т. е. развитию рака, на долю которого в Западном полушарии приходится около 20% всех преждевременных смертей. Убедительные данные подтверждают, что гибель людей в данном случае вызвана главным образом накоплением изменений в нуклеотидных последовательностях ДНК соматических клеток. Десятикратное повышение частоты мутаций привело бы, вероятно, к катастрофическому росту раковых заболеваний вследствие того, что чаще возникали бы различные вариантные формы соматических клеток. Таким образом и сохранение того или иного вида с его 60000 белков (стабильность половых клеток), и предотвращение рака, возникающего как следствие мутаций в соматических клетках (стабильность соматических клеток), зависят у эукариот от чрезвычайно высокой надежности сохранения нуклеотидных последовательностей ДНК. [c.279]

Две мутационные стадии при наследственной форме заболевания. Предполагается, что становление наследственной формы болезни происходит в два этапа. На первом этапе мутирует половая клетка. Эта мутация приводит к таким изменениям хромосомной структуры, которые увеличивают риск возникновения соматической мутации. Мутация в соматической клетке трансформирует одну или несколько измененных клеток в клетки ретинобластомы. [c.211]

Перенос генов в яйцеклетки или зиготы на ранних стадиях. Общественность обеспокоена не столько переносом генов в соматические клетки, сколько манипуляцией ими в зародышевых клетках и зиготах с целью изменения генетической конституции будущих поколений. Безответственные спекуляции некоторых молекулярных биологов и журналистов вызвали в обществе тревогу относительно мотивации и намерений ученых. Многие люди опасаются, что честолюбие молекулярных биологов не остановит их перед жестокими экспериментами на человеке. [c.170]

Из этих процессов нельзя исключить также изменения физических факторов, таких как гравитация, которые ведут к изменениям в послойном распределении макромолекулярных компонентов в оплодотворенном яйце (см. гл. 5). Модификации, вызванные химическими и физическими факторами, могут передаваться потомкам, поскольку разделение между соматическими клетками и клетками зародышевого пути не такое строгое, как полагали прежде (см. гл. 22). [c.298]

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]

Мутации в половых клетках передаются по наследству и могут проявляться в фенотипе потомства как наследственная болезнь, связанная со структурным и функциональным изменением белка. В соматических клетках мутации могут вызвать различные функциональные нарушения, такие, как непереносимость некоторых пищевых и лекарственных веществ, предрасположенность к определенным заболеваниям, преждевременное старение, а иногда трансформацию клеток и развитие опухолей. [c.88]

Непрограммируемые перестройки обычно происходят в случайный момент времени и или в случайном месте и часто приводят к вредным мутациям. Однако они могут также вызывать и, возможно. вызывали в прошлом мутации, позволяющие организму по-новому реагировать на условия окружающей среды, способствуя таким образом эволюционным изменениям. Конечно, для того чтобы случайные перестройки имели эволюционное значение, они должны происходить в линиях зародышевых клеток или их предшественников подобные процессы, протекающие в отдельной соматической клетке, могут не иметь никаких последствий для целого организма. Если же соматическая клетка является стволовой, то случайные перестройки могут воспрепятствовать появлению функционально активного дифференцированного потомства кроме того, изменение может быть онкогенным, т. е. приводить к образованию опухоли. [c.14]

Наиболее убедительные данные о том, что несмотря на видимое изменение клеток при их диффереицировке, сам геном остается у них неизменным, были получены в опытах с пересадкой ядер в яйца амфибий (рис. 15-24). Размеры этих яиц позволяют инъецировать в них с помощью стеклянной микропипетки ядра, взятые из других клеток. Ядро самого яйца предварительно разрушают, облучая ультрафиолетом. Укол микропипеткой побуждает яйцо к началу развития. Таким образом можно проверить, содержит ли ядро дифференцированной соматической клетки полный геном, равноценный геному оплодотворенного яйца и способный обеспечить нормальное развитие зародыша. Ответ оказался утвердительным например, после замены собственного ядра яйцеклетки ядром дифференцированной клетки кишечного эпите- [c.73]

Таким образом, соматические клетки растущих растений были проверены дважды. Кроме анализа растущих растений Сд по листочкам была проведена проверка кариотипов еще у 326 семяв, взятых иэ этого же материала (Сд). Анализировали клетки корневой меристемы проростков. Этот материал для дальнейшее роста и развития не использовали. После анализа формы с измененным кариотипом удаляли иэ ящиков и изолировали, а с оставшихся с нормальным кариотипом форм при созревании собирали семена, В 1969 г. вновь было проведено цитологическое исследование снятых тетраплоидных семян, представляющих четвертое поколение (С4), [c.262]

Полученные данные о возникновении отдельных растений с кариотипами, в которых отсутствуют или имеются дополнительные зфомосомы в кариотипе, а также кариотипы с измененными хромосомами в тетраплоидной популяции заново в каждом поколении, естественно, ставят вопрос о причинах их появления. Так как растения, с которых собирали семена ( g), были нормальными по зфомосомному составу в соматических клетках, то единственным предположением о возникновении измененных форм в следующем поколении могло быть то, что эти изменения связаны с особенностями поведения хромосомы С в мейозе. [c.266]

Дифференцированные клетки в нормальном растении могут иметь разную степень плоидности, но для отдельных видов характерно наличие только диплоидных клеток. Однако в процессе онтогенеза могут возникать клетки с разной плоидностью. Например, экспериментально доказано, что в меристемных тканях, наряду с фактором видового постоянства числа хромосом, почти у 80 % покрытосеменных растений в процессе дифференцировки в соматических клетках может происходить эндоредупликация хромосом и формирование тканей различного уровня плоидности. Для вегетативно размножаемых и апомиктичных растений характерно образование с высокой частотой анеуплоидных клеток. Усиление хромосомных перестроек, приводящих к появлению химерности и миксоп-лоидии у растений, наблюдается при изменении условий произрастания, особенно при их резком ухудшении засоление почв, повышенные или пониженные температуры, применение гербицидов или пестицидов, минеральных удобрений в повышенных дозах и др. Эти и другие факторы могут приводить к физиологическим нарушениям, связанным, в первую очередь, с появлением аномальных митозов и формированием клеток с числом хромосом, отличающимся от такового в материнской ткани. [c.139]

Традиционные методы генетического анализа, разработанные Менделем, основаны на переходе из диплоидного состояния в гаплоидное в процессе мейоза. Восстановление диплоидности происходит при оплодотворении. Изменения плоидности обеспечивают сегрегацию генов, то есть их распределение в потомстве. Несколько десятилетий назад было показано, что соматические клетки эукариот можно размножать in vitro, т.е. поддерживать в виде так называемых клеточных культур (рис. 18.1). У этих культивируемых in vitro клеток в норме не происходит смены диплоидной и гаплоидной фаз. Тем не менее существуют различные способы, позволяющие изучать определенные генетические феномены на культурах клеток. Существенным преимуществом клеточных культур является то, что возникновение новой клеточной генерации занимает несколько часов, тогда как появление нового поколения на уровне целой особи-это месяцы или годы. Дополнительное преимущество для изучения генетики человека-это возможность комбинировать наследственные детерминанты клеток в культуре, поскольку проведение направленных скрещиваний между людьми, естественно, невозможно. Недавно были разработаны способы получения гибридных клеток, содержащих наследственную информацию различных видов организма, например человека и мыши. Такие гибриды нельзя получить другими способами, т.е. на уровне целых организмов. [c.290]

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]

К другим запланированным перестройкам относятся процессы, с помощью которых прокариоты отвечают на изменение окружающей среды, дрожжевые клетки переключают тип спаривания, а трипаносомы уклоняются от иммунного ответа хозяина. В некоторых системах (гены рибосомных РНК Xenopus и гены, кодирующие белки хориона у D. melanogaster) для удовлетворения потребности в генных продуктах происходит массовая амплификация специфических генов. Известны случаи, когда, напротив, наблюдается массовая утрата ДНК. У некоторых простейших, например у Tetrahymena, геном зародышевой линии заключен в микронуклеус, а гены экспрессируются в соматическом макронуклеусе. При переходе в макронуклеус может утрачиваться 90% генома, поскольку из ДНК исключаются почти все повторяющиеся последовательности. У множества многоклеточных беспозвоночных, в том числе у некоторых нематод, насекомых и ракообразных, большая часть высокоповторяющихся последовательностей в соматических стволовых клетках утрачивается, но в клетках зародышевой линии сохраняется. Этот феномен впервые наблюдали под микроскопом в 1887 г. как димину-цию хромосом во время развития нематод. Таким образом, утверждение, что каждая клетка целого организма имеет ту же ДНК, что и оплодотворенное яйцо, из которого она возникла, не совсем верно. Тем не менее вклад специфических перестроек ДНК в процесс дифференцировки соматических клеток, по-видимому, невелик подавляющее большинство уже клонированных генов имеют одинаковую структуру и в клетках зародышевой линии, и в соматических клетках. [c.358]

Концепция онкогена содержит в себе противоречие с одной стороны, в первой части этой главы мы привели множество аргументов в пользу того, что для возникновения рака единичной мутации недостаточно с другой стороны, онкоген - это доминантный ген, обладающий способностью вызывать неопластическую трансформацию клеток в культуре. Это кажущееся противоречие отражает пропасть межд> упрощенными моделями рака, наиболее широко используемыми в молекулярно-биологических исследованиях, и сложностью реальной болезни > человека. Стандартный метод идентификации онкогенов выявляет их действие не на нормальные человеческие соматические клетки, а на линию мышиных клеток ЗТЗ эти клетки уже претерпели мутапии в пропессе перевода в культуру, что и делает удивительно легкой их трансформапию при единичном дополнительном генетическом изменении. Более того, как указывалось в разд. 21.1.4, мыши в меньшей степени подвержены риску возникновения рака (у них короче продолжительность жизни и меньше общее число клеток), чем человек, и поэтому их клетки могут быть менее надежно защищены от последствий канцерогенных мутаций по сравнению с клетками человека. [c.475]

По определению, мутационные изменения соматических клеток имеют тот же характер, что и подобные изменения половых клеток. М. Бернет, предполагая, что частота мутаций для половых и соматических клеток имеет один уровень, использует следующий расчет. Ежедневно у человека в митоз вступает 10" — 10 клеток. Какое-либо мутационное изменение должно встречаться с частотой 10 на репликацию. Из этого следует, что в одной генетической смене клеточного пролиферирующего пула, происходящей ежедневно, должно накапливаться 10 мутаций. Если принять, что в одной клетке происходит только одно мутационное событие, то легко установить, что к зрелому возрасту (приблизительно к 27 годам 10 ООО дней) в организме человека должно накопиться около 10 мутантных клеток. Цифра значительно занижена, так как выведена без учета более интенсивных пролиферативных процессов в эмбриональный и ранний постнатальный периоды развития. Подобный уровень мутационных нарушений слишком велик, чтобы не приносить ущерба сбалансированной системе целого организма. Особенно следует помнить, что некоторые мутации могут привести к интенсивной клеточной пролиферации, значительно превышающей скорость нормальных пролиферативных процессов. [c.437]

Количество ДНК в половых клетках в 2 раза меньше, чем в соматических. При образовании гамет оно уменьшается ровно наполовину и точно восстанавливается в зиготе. Соответственно из-меиеншо числа хромосом изменяется количество ДНК в соматических и половых клетках. Таким образом, изменение в клетках количественного содержания ДНК регулируется процессами мейоза [c.129]

Особую группу хромосомных изменений составляют организмы, имеющие в соматических клетках не увеличенное, а уменьшенное в 2 раза по сравнению с диплоидным число хромосом. Это так называемые гаплоиды. Оии делятся иа моногаплоиды и полигаплоиды. Первые получаются из диплоидных, а вторые из полиплоидных форм. Гаплоиды иногда встречаются в естественных условиях, а также могут быть получены искусственным путем. [c.233]

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]

Изменение наследственных свойств организма в результате перестроек и нарушений в генетическом материале. Мутации в половых клетках приводит к наследственнь1м эффектам у потомства. Мутации в соматических клетках могут приводить к резным эффектам у индивидуумов, например к возникновению рака [c.181]

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]

Обработка клеток ДНК в присутствии ДЭАЭ-декстрана столь же, а иногда и более эффективна, как и обработка кальцийфосфатным преципитатом ДНК в случае временной экспрессии чужеродных генов, но по неизвестным причинам выход генетически трансформированных клеток существенно ниже в первом случае [Г1, 13]. Показано, что ДЭАЭ-декстран связывается с ДНК,нейтрализуя ее заряд и изменяя конформацию молекулы ДНК, что делает последнюю устойчивой к ДНКазам и нагреванию, и, кроме того, взаимодействует с мембраной клеток, стимулируя эндоцитоз, причем сам ДЭАЭ-декстран не проникает в клетки [23, 24]. Оптимальные концентрации векторной ДНК и ДЭАЭ-декстрана различаются для клеток разных линий. Как и при введении ДНК в комплексе с фосфатом кальция, обработка клеток мембранотропными агентами (ДМСО, глицерином или ПЭГ [25]) или изменение иных условий (например, обработка клеток в суспензии, а не в монослое [13, 26] или культивирование их в атмосфере с 2 %, а не с 5—10 % СОг [27]) может повысить эффективность введения чужеродных генов в соматические клетки. [c.207]

Соматические клетки D. melanogaster. которые содержат измененный Р-элемент, лишенный третьего интрона, в отличие от клеток с нормальным Р-элементом, синтезируют белок мол. массой 87 кДа. Судя по размеру, он кодируется полностью сплайсированной Р-РНК и, вероятно, является транспозазой. Другой, более короткий полипептид транслируется с Р-РНК, в которых интрон 3 сохранен, т.е. с РНК длиной 2,5 и 3 т.п.н. из соматических клеток. Соответствующий Р-кодируемый полипептид мол. массой 66 кДа, по-видимому, от- [c.240]

Вейсман пришел к выводу, что наследственность обусловлена особым веществом, зародышевой плазмой , состоящей из зачатков наследственных свойств—детерминант, он полагал, что эта плазма не зависит от условий среды, в которой живет организм, и от изменений, происходящих в соматических клетках. Наследственное вещество — зародышевая плазма — в неизменяющемся виде передается из поколения в поколение. Новые признаки, по мнению Вейсмана, могут возникать лишь в результате перекомбинации детерминант, происходящей при оплодотворении. [c.262]

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]

Соматическая клетка . Любая клетка тела, кроме половой. [ Мутация ] скачкообразное изменение генотипа организма [читай - в зародышевой линии], возникаюи ее не в результате рекомбинации генетический материал может подвергаться качественным и количественным изменениям, или перестройкам [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология