Эукариоты культуры клеток

Все большее значение в биохимических исследованиях приобретает выращивание в лабораторных условиях изолированных клеток животных. В некоторых случаях это необходимо для получения достаточного количества клеток, обладающих максимально близкой генетической информацией. В случае бактерий такие клетки получают путем высевания бактерий н отбора небольшой колонии, выросшей из одной клетки и представляющей собой чистый штамм . Подобным же образом из одной клетки эукариот можно вырастить тканевую культуру, получив клон генетически идентичных клеток, которые будут оставаться таковыми до тех пор, пока не произойдет их изменения под влиянием мутаций. [c.55]

Клеточные культуры имеют общее свойство с бактериальными культурами, а именно они представляют собой клетки одного типа. Бактериальная культура в микробиологии (штамм) соответствует клеточной линии (клону) клеточной биологии. Сегодня клеточная биология играет все возрастающую роль как определенная, удобная для работы, воспроизводимая модельная система для исследования специфических функций клеток эукариот. Такие системы имеют много достоинств, мы же упомянем только два, которые и обусловили преимущественное использование клеточной культуры, а не целого организма животного или его органа. Во-первых, как и культуры бактерий, некоторые из них способны пролиферировать таким образом, что особые и редкие типы клеток делаются вполне доступными для биохимического изучения. Во-вторых, их можно быстро получить, т. е. интересующая стадия метаболизма или развития клетки данного типа может быть выявлена и изучена более эффективно в клеточной культуре, чем при выделении клетки из целого организма или отдельного органа. [c.368]

Культуры клеток животных и человека, не имеющие клеточных стенок, являются более ранимыми и требовательными к условиям своего существования, чем клетки других эукариот и прокариот Поэтому оборудование для них можно отнести к разряду "тихоходного", обеспечивающего нежное обращение с биообъектами Несомненно, в отдельных случаях допустимы исключения, например, когда возможно культивирование в глубинных условиях некоторых растительных клеток (суспензионная культура женьшеня), используя ферментационное оборудование, рассчитанное на выращивание, например, бактерий или грибов [c.296]

В клетках млекопитающих механизмы изменения концентрации ферментов несколько более сложны и пока еще далеко не так ясны. Синтез ферментов могут стимулировать гормоны или изменения в пищевом рационе, но, кроме того, у млекопитающих есть еще один рычаг управления регулироваться могут также скорости расщепления ферментов, хотя, вероятно, с гораздо меньшей точностью, чем темпы их синтеза. Тем не менее млекопитающие, а также, несомненно, и другие эукариоты могут регулировать концентрации своих ферментов двумя способами. В отличие от этого у бактерий ферменты, ставшие ненужными, по-видимому, не разрушаются, а просто концентрация их снижается в результате разведения в процессе деления клеток. По крайней мере так, очевидно, обстоит дело в быстро растущих бактериальных культурах. [c.247]

Наиболее значительное сходство заключается в способности клеток к неограниченному росту путем митотического деления. Некоторые различия бактериальные клетки — гаплоидны, а соматические, как правило,-диплоидны бактериальные клетки значительно меньше, чем клетки эукариот, однако их можно получить в большом количестве, титр бактериальной культуры достигает 10 -10 на мл при культивировании бактериальных клеток можно наблюдать экспрессию большей части их генов, в то время как в культуре клеток многоклеточного организма значительная часть генов не экспрессируется. [c.291]

Известно (подробнее об этом см. гл. 13), что клетки многоклеточного организма размножаются только тогда, когда они находятся в соответствующем окружении и на них воздействуют специфические факторы роста. Механизм действия этих факторов роста не совсем ясен, но несомненно, что одним из главных эффектов должно быть увеличение общей скорости белкового синтеза (см. разд. 13.3.4). Чем определяется эта скорость Прямые исследования на тканях крайне сложны, но если клетки в культуре не получают достаточного количества питательных веществ, то резко снижается скорость инициации синтеза полипептидных цепей, причем можно показать, что это торможение обусловливается инактивацией одного из факторов инициации белкового синтеза, а именно 1Р-2. Показано, что по крайней мере у одного типа клеток (в незрелых эритроцитах) активность 1Р-2 снижается контролируемым образом в результате фосфорилирования одной из трех его белковых субъединиц. Можно предположить поэтому, что скорость белкового синтеза у эукариот регулируется в известной степени специфическими протеинкиназами, которые в своей активной форме тормозят его инициацию. Возможно, что действие факторов роста осуществляется при посредстве каких-то регуляторных веществ, которые инактивируют эти протеинкиназы или нейтрализуют их эффект. [c.272]

В организме животных и растений функционируют механизмы, ответственные за то. что в разных клетках транскрибируются разные гены. Так как многие специализированные клетки обладают способностью поддерживать свои уникальные свойства при выращивании их в культуре, механизмы регуляции генов должны быть стабильными и наследуемыми. Прокариоты и дрожжи представляют собой весьма удобную модельную систему, с помощью которой можно изучать механизмы регуляции генов. Некоторые из этих механизмов могут также принимать участие в возникновении специализированных типов клеток у высших эукариот. Один из них - конкурентное взаимодействие между двумя или более главными белками-регуляторами, каждый из которых, подавляя образование другого, стимулирует свой собственный синтез. [c.221]

Определение и в опытах на животных по сравнению с определением этого параметра в клетках бактерий, культурах клеток эукариотов и бесклеточных системах осложняется следующими обстоятельствами. При введении животным меченой аминокислоты 1) удельная активность аминокислотного пула не сохраняется постоян- ной 2) имеют место большие индивидуальные колебания величин включения радиоактивных предшественников 3) 1м существенно отличается от 1мж. поскольку некоторое время затрачивается на поступление метки во внутриклеточный аминокислотный пул и прекращение синтеза белка после удаления исследуемого органа. Кроме того, хотя это условие не является обязательным, кинетику синтеза полипептидных цепей удобнее исследовать на стационарной стадии мечения (1м 1с). [c.278]

Подробно анализируются литературные и собственные данные по судьбе различных автономных гибридных плазмид после их переноса в культуру клеток и клетки полового пути высших эукариот. Большое внимание уделено вопросу взаимосвязи дизайна рекомбинантных плазмид со способностью к автономному поддержанию в клетке. [c.218]

Фитобиотехнология — составная часть биотехнологии. Объектами ее являются клетки и ткани растений — фотоавтотрофных эукариот, а также биоактивные молекулы растительного происхождения (ферменты, нуклеиновые кислоты, стероиды и некоторые другие сложные органические вещества). Следует обратить внимание на тот факт, что растительные клетки в культуре обычно являются хемогетеротрофамИ. [c.489]

Представление об изменчивости и наследственности бактерий нельзя составить без знания некоторых положений молекулярной генетики прокариотической клетки. В основе процессов приспособления микробных культур к изменяюшимся экологическим условиям лежат изменчивость и наследственность, являющиеся разделами генетики бактерий. При изложении цитологии бактериальной клетки уже рассматривалась структура ДНК и РНК и их роль в жизни клетки. Характерное строение ДНК сохраняется у каждого вида и передается потомству из поколения в поколение, как и другие признаки. ДНК бактерий представляет собой двунитчатую спираль, замыкающуюся в кольцо. Кольчатая нить ДНК бактерий, расположенная в ну-клеоиде, не содержит белка. Такое кольцо ДНК соответствует хромосоме эукариотической клетки. Известно, что в хромосоме эукариотических клеток, кроме ДНК, всегда содержится белковый компонент. Отсюда следует, что понятие хромосомы у эукариотов несколько отлично от понятия хромосомы бактерий. Нить ДНК, представляющая собой хромосому бактерий, разумеется, у разных видов различается. Сахарофосфатный компонент ДНК у всех видов бактерий одинаков расположение азотистых оснований и их комбинация, напротив, различаются у разных видов. [c.102]

Эукариотические гены одних видов были также клонированы и экспрессировались в клетках других видов. Например, ген, кодирующий tx-цепь гемоглобина кролика, был введен в растущие в культуре мышиные клетки и экспрессировался в них. Внедрение чужеродного гена в эукариотические клетки не всегда, однако, сопровождается его транскрипцией и трансляцией с образованием активного белка. Регуляция экспрессии генов у эукариот пока еще мало изучена (разд. 29.22) во время написания этой книги проводится большое число исследований по выяснению условий экспрессии реком-бинантньк генов в эукариотических клетках. [c.988]

Информационная РНК в цитоплазме эукариот относительно стабильна. При измерении ее стабильности обнаруживается несколько дискретных компонентов. Обычно около половины мРНК в культуре клеток млекопитающих имеет период полужизни около 6 ч, тогда как оставшаяся мРНК характеризуется стабильностью, соизмеримой с продолжительностью клеточного цикла, составляющей 24 ч. В дифференцированных клетках, специализированных на синтезе определенных белков, некоторые мРНК могут быть еще более стабильными. [c.120]

Биохимическая характеристика репарационных систем клеток эукариот находится на начальном этапе и в основном ограничена выделением случайных ферментных препаратов, свойства которых in vitro позволяют предполагать, что они могут быть частью репарационной системы. Существование путей эксцизионной репарации установлено в культивируемых клетках благодаря замещению сегментов ДНК в ответ на повреждающие обработки. Один из методов связан с регистрацией незапланированного синтеза ДНК в синхронизированной культуре вне S-фазы. Его наличие может быть полностью приписано работе репарационных систем. [c.442]

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]

Клетки прокариот, например Е. соН, гаплоидны, для соматических клеток эукариот характерна диплоидность. Это ограничивает возможности генетического анализа, так как рецессивные аллели не выявляются в гетерозиготе. Растительные клеточные линии, состоящие из гаплоидных клеток, можно получить при культивировании клеток гаметофитов. Это позволяет отбирать ауксотрофные мутанты и производить другие манипуляции подобно тому, как это делается для гаплоидных микроорганизмов. Клеточные линии животных могут стать функционально гаплоидными при утере целых хромосом или их частей. К этому же приводит инактивация генов с помощью транслокаций или других хромосомных перестроек. Например, в линии клеток яичника китайского хомячка один из двух аллельных генов в целом ряде локусов инактивирован в результате хромосомных перестроек. Хромосомный набор длительно поддерживающихся культур клеток отличается от набора нормальных клеток. При культивировании часто [c.291]

Дупликации генов увеличивают общее количество ДНК в клетке и создают возможность для приобретения генами в процессе эволюции новых функций. Дуплищ1рованные гены входят в состав генома потомков носителя предкового гена. Другими словами, предковый и дуплицированные гены входят в состав генофонда одного и того же вида. На первый взгляд эволющ1я посредством включения гена, возникшего в одном виде, в генофонд другого вида невозможна поскольку виды репродуктивно изолированы друг от друга, они эволюционируют как независимые общности. Однако уже несколько десятков лет известно, что прокариоты способны включать чужеродную ДНК посредством процессов трансформащ1и и трансдукции. Хорошо также установлено, что эукариотические клетки в культуре ткани способны включать ДНК другого вида (см. гл. 18). Недавно получены данные, свидетельствующие о том, что гены могут переходить от одного эукариотического организма к другому и даже от эукариот к прокариотам, хотя такое явление должно происходить очень редко даже в эволюционном масштабе времени, если оно вообще происходит. [c.251]

Но ряду причин большинство экспериментов по изучению механизмов биогенеза митохондрий проводится на культурах Sa haromy es arlshergensis (пивные дрожжи) и S. erevisiae ( пекарские дрожжи). Во-первых, при росте на глюкозе эти дрожжи обнаруживают уникальную способность существовать только за счет гликолиза и поэтому могут обходиться без функционально активных митохондрий, т.е. без окислительного фосфорилирования. Это дает возможность работать с клетками, митохондриальная и ядерная ДНК которых несут мутации, препятствующие нормальному развитию митохондрий. Такие мутации летальны почти у всех организмов. Во-вторых, дрожжи - простые одноклеточные эукариоты - легко выращивать и подвергать биохимическим исследованиям. И наконец, у дрожжей, обычно размножающихся бесполым способом путем почкования (асимметричного митоза), встречается и половой процесс. При половом размножении две гаплоидные клетки сливаются, образуя диплоидную зиготу, которая затем либо делится путем митоза, либо претерпевает мейоз и снова дает гаплоидные клетки. Возможность контролировать в лабораторных условиях чередование бесполого и полового размножения (разд. 13.2) намного облегчает проведение генетического анализа. Такой анализ позволяет выявить гены, ответственные за функцию митохондрий, и установить, которые из них находятся в ядерной ДНК и которые - в митохондриальной, поскольку мутации митохондриальных генов не наследуются по законам Менделя, которым подчиняется наследование ядерных генов [c.493]

В начале 60-х гг. был разработан метод, позволяющий в общих чертах изучать репликацию хромосом эукариот. В культуру клеток человека на короткое время вводят радиоактивную метк> (П-тимидин), затем клетки мягко лизируют и ДПК дают расправиться на поверхности предметного стекла, покрытого фоточувствительной эмульсией после чего радиоавтограф изучают в световом микроскопе. Реплицировавшаяся ДПК выявляется в виде цепочки гранул серебра. Этим методом можно определить как скорость, так и направление движения репликационной вилки (рис. 9-55). Исходя из скорости, с которой увеличивается длина треков реплицировавшейся ДПК эукариот при увеличении времени мечения, репликационные вилки у этих организмов перемещаются примерно на 50 нуклеотидов в секунду, т. е. в десять раз медленнее, чем у бактерий. Возможно, это связано с тем. что ДПК, упакованную в хромосому, реплицировать труднее. [c.133]

Изучение ферментативных нарушений в культуре фибробластов человека. В 1940-1950 гг., когда удалось получить ответы на ключевые вопросы генетики бактерий, многим ученым казалось, что изучение индивидуальных клеток высших организмов позволит увеличить разрешающую способность генетического анализа эукариот на несколько порядков [162]. Условия культивирования клеточных линий были разработаны несколькими годами раньше. Однако все линии клеток, способные размножаться в культуре неопределенно долгое время, либо получены из злокачественных опухолей, как одна из наиболее распространенных линий-НеЬа, либо при культивировании утрачивают способность к контактному торможению, т.е. трансформируются . Генетически такие клетки отличаются от нормальных они почти всегда анеуплоидны, причем число хромосом в наборе колеблется внутри одной клеточной линии и даже внутри конкретной культуры. Трансформированные клетки непригодны для генетического анализа, необходимо разработать методы, позволяющие культивировать нормальные, эуплоидные клетки. [c.14]

По ряду причин механизмы биогенеза митохондрий изучают сейчас в большинстве случаев на культурах Sa haromy es arlsbergensis (пивные дрожжи) и S. erevisiae (пекарские дрожжи). Во-первых, при росте на глюкозе эти дрожжи обнаруживают уникальную способность существовать только за счет гликолиза, т.е. обходиться без функции митохондрий. Это дает возможность изучать мутации в митохондриальной и ядерной ДНК, препятствующие развитию этих органелл. Такие мутации легальны почти у всех других организмов. Во-вторых, дрожжи-простые одноклеточные эукариоты-легко культивировать и подвергать биохимическому исследованию. И наконец, дрожжи могут размножаться как в гаплоидной, так и в диплоидной фазе, обычно бесполым способом-почкованием (асимметричный митоз). Но у дрожжей встречается и половой процесс время от времени две гаплоидные клетки сливаются, образуя диплоидную зиготу, которая затем либо делится путем митоза, [c.58]

Метод, впервые использованный для того, чтобы выяснить, как реплицируются хромосомы эукариот, был разработан в начале 60-х годов. Клетки, растущие в культуре, инкубируют короткое время в присутствии Н-тими-дина с таким расчетом, чтобы ДНК, синтезированная за этот период, оказалась высокорадиоактивной. Затем клетки осторожно лизируют и их ДНК наносят на поверхность стекла, по возможности растягивая ее молекулы. [c.159]

Относится ли все это только к развивающимся эритробластам утки Нет. Подобная картина наблюдается во многих растущих и дифференцирующихся клетках эукариот. Вероятно, наиболее изученной моделью является штамм опухолевых клеток человека — клеток HeLa, которые очепь быстро растут в культуре в днсперги- [c.282]

При изучении клеток эукариот, культивируемых вне организма, важно использовать биологически чистые системы. Прежде всего исследуемые клетки или клетки, используемые в биотехнологии, не должны содержать неконтролируемых вирусов и микоплазм. 8 статье описаны наиболее часто встречающиеся контаминанты, методики их выявления и даны рекомендации по предупреждению заражения клеточных культур микоплазмамн. Библиогр. 86 назв. 1. [c.316]

Молекулярные клонирующие векторы играют ключевую роль в постановке генно-инженерных экспериментов на выбранной системе клеток. В системе клеток прокариот и низших эукариот в качестве векторных молекул используют плазмиды или ДНК вирусов. В культивируемых клетках млекопитающих эндогенные плазмиды не найдены, поэтому внимание исследователей сконцентрировалось на ДНК-со-держащих вирусах. К моменту появления генно-инженерной методологии наиболее хорошо изученным в генетическом и биохимическом плане был вирус SV40. Имелись методы наработки и очистки данного вируса, выделения его ДНК и трансфекщ1и ею чувствительных культур клеток. Поэтому именно на основе ДНК вируса SV40 бьши созданы первые клонирующие векторы культивируемых клеток млекопитающих. [c.354]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология