Клеточная дифференцировка

Полисахариды, наряду с белками и нуклеиновыми кислотами, являются необходимыми компонентами любой живой клетки. Если в области изучения биосинтеза и биологических функций нуклеиновых кислот и белка достигнуты в последнее время значительные успехи, молекулярная биология полисахаридов остается по существу белым пятном. Между тем многие проблемы иммунохимии, межклеточных взаимодействий, оплодотворения, клеточной дифференцировки, по-видимому, не могут быть удовлетворительно разрешены без понимания факторов, определяющих биологическую специфичность полисахаридов. Важным звеном, необходимым при обсуждении этих факторов, являются сведения о макромолекулярной структуре полисахаридов и других углеводсодержащих биополимеров. Между тем это направление исследований, к сожалению, развивается пока крайне слабо. Следует отметить, что изучение макромолекулярной структуры полисахаридов принципиально сложнее, чем в случае белков и нуклеиновых кислот. Это связано с огромным разнообразием возможных типов связей между мономерными единицами и существованием разветвлений, что ставит качественно новые задачи при определе- [c.635]

Геном эукариот обеспечивает сложнейшие программы развития и клеточной дифференцировки, которые осуществляются в результате последовательной активации и инактивации множества генов, взаимодействующих друг с другом. Эукариотическая клетка содержит во много раз больше генов, чем прокариотическая. Ниже приведено содержание ДНК в разных организмах (п. н. в расчете на гаплоидный геном) [c.185]

Строение и свойства других важнейших биополимеров — нуклеиновых кислот—существенно отличны от строения и свойств белков. Это различие выражает принципиальную разницу биологических функций. Можно сказать, что функция белков— исполнительная, в то время как функция нуклеиновых кислот— законодательная, поскольку она сводится к участию в синтезе белка. В конечном счете главный молекулярный процесс, лежащий в основе всей биологии, — матричный синтез биополимеров, реализуемый в транскрипции и трансляции (а также в обратной транскрипции). Физические основы этих явлений описаны в книге. Однако мы ограничились рассмотрением простейших модельных процессов, реализуемых в бесклеточных системах, и не затрагивали процессы регуляции матричного синтеза, т. е. регуляции действия генов. Очевидно, что клеточная дифференцировка, морфогенез и онтогенез в целом не могли бы реализоваться без такой регуляции. В самом деле, в любой соматической клетке многоклеточного организма наличествует тот же геном, что и в исходной зиготе, но функции соматических клеток различны, так как в них синтезируются разные белки. Регуляция действия генов осуществляется на молекулярном уровне в системе оперона у прокариотов или транскриптона у эукариотов. Рассмотрение этих систем выходит за рамки книги. [c.610]

Если одни гены избирательно инактивируются или попеременно включаются и выключаются, то другие в некоторых случаях необратимо утрачиваются в процессе клеточной дифференцировки. В хромосомах отдельных клеток во время митоза, по-видимому, имеет место генетическая рекомбинация. Был обнаружен кроссинговер между сестринскими хроматидами. Однако если при этом происходит обмен равными количествами генетического материала, то изменения генетики дочерних клеток не наступает. С другой стороны, если в одной молекуле ДНК оказываются две и более одинаковые последовательности оснований, то возможен неравный кроссинговер (гл. 16, разд. Ж, 3) с потерей генетического материала одной из дочерних клеток. По существу в этом может состоять предопределенная программа дифференциации для некоторых клеток. [c.363]

Мы рассмотрим случаи морфологической дифференцировки у эубактерий на примерах формирования ими разных типов покоящихся клеток. Сведения о других типах клеточной дифференцировки можно найти в разделах, посвященных краткой характеристике различных групп прокариот. [c.67]

Большинство клеток, образующихся в корневой меристеме, проходит три четкие стадии развития 1) деление, 2) рост или удлинение и 3) дифференцировку. Разделение этих трех этапов во времени и пространстве создает характерную архитектонику кончика корня (рис 19-52 Несмотря на некоторое перекрывание, в кончике корня сравнительно легко можно различить зону деления клеток, зону роста (зону удлинения, или растяжения, клеток) и зону клеточной дифференцировки. Часто, однако, процесс дифференцировки начинается еще тог а, когда клетка продолжает увеличиваться в размерах. После завершения дифференцировки клетки некоторых типов остаются живыми (например, клетки флоэмы), а другие отмирают (клетки сосудов ксилемы и трахеиды). [c.198]

Резкие различия между клетками могли бы быть обусловлены порогами реак. ции клеток на подобные химические факторы. Полную позиционную информа. цию клетки могут приобретать путем накопления ее элементов, полученных в разное время. Например, на ранних стадиях развития позвоночных клетку участков, соответствующих передним и задним конечностям, приобретают различное позиционное значение и поэтому становятся неэквивалентными задолго до окончательной детерминации всей схемы их дифференцировки. Де-тальная схема клеточной дифференцировки определяется постепенно, по мере получения клетками дополнительной информации об их положении внутри органа. В гомологичных органах, таких как нога и крыло цыпленка или нога и антенна мухи, используется, вероятно, одна и та же система снабжения клеток позиционной информацией. Благодаря существованию клеточной памяти клетки в различных эмбриональных полях интерпретируют одну и ту лее позиционную информацию по-разному в зависимости от своей предыстории. [c.96]

Тотальная регуляция скорости элонгации отмечается по ходу прохождения разл. стадий клеточной дифференцировки, под действием ряда гормонов, при вирусных инфекциях. [c.623]

Клеточная инженерия — одно из наиболее важных направлений в биотехнологии. Она основана на использовании принципиально нового объекта — изолированной культуры клеток или тканей эукариотических организмов, а также на тотипотентности — уникальном свойстве растительных клеток. Применение этого объекта раскрыло большие возможности в решении глобальных теоретических и практических задач. В области фундаментальных наук стало осуществимым исследование таких сложных проблем, как взаимодействие клеток в тканях, клеточная дифференцировка, морфогенез, реализация тотипотентности клеток, механизмы появления раковых клеток и др. При решении практических задач основное внимание уделяется вопросам селекции, получения значительных количеств биологически ценных метаболитов растительного происхождения, в частности более дешевых лекарств, а также выращивания оздоровленных безвирусных растений, их клонального размножения и др. [c.158]

Специфические процессы клеточной дифференцировки ответственны за иммунитет, в частности, за продукцию антител в организмах позвоночных. [c.578]

Многие аспекты обмена нуклеиновых кислот имеют самое непосредственное отношение к важнейшим проблемам современной молекулярной биологии и биохимии. В числе этих проблем — расшифровка молекулярных механизмов, определяющих синтез различных макромолекулярных структур, изучение законов передачи генетической информации, проблема клеточной дифференцировки и др. [c.422]

Различные органы растения образуются в результате сложного процесса, в котором реализуется генетическая программа деления клеток, их селективного роста и, наконец, дифференцировки. Поскольку растительные клетки имеют ригидную клеточную стенку и не могут передвигаться, в области морфогенеза растений особый интерес приобретают два вопроса 1) чем детерминируется строгая последовательность клеточных делений, происходящих в определенных плоскостях и 2) каким образом регулируются степень н направление роста отдельных клеток Как мы увидим, за то и другое по крайней мере частично ответственны особые ансамбли микротрубочек, имеющиеся только в растительных клетках. Третий аспект развития-клеточная дифференцировка-регулируется гормонами и факторами внешней среды. В этом разделе мы рассмотрим в общих чертах то, что сейчас известно о делении, росте и диффереицировке растительных клеток. [c.197]

Морфогенез — процесс формирования органов (органогенез), тканей (гистогенез) и клеток (цитогенез, или клеточная дифференцировка). [c.464]

Метод культуры тканей облегчает изучение механизмов клеточной дифференцировки у растений [26] [c.203]

Для Б, с. характерна локализация на поверхности клетки. Они выполняют специфич. биологич. функции, связанные с процессами межклеточного взаимодействия. Так, способность бактериофагов поражать одни виды бактерий и не взаимодействовать с другими видами определяется специфич. строением поверхностного антитела бактерий, являющегося липополисахаридом от структуры поверхностных антигенов зависит и патогенность тех пли иных бактерий. Подобные же взаимодействия с участием Б. с. происходят, по-видимому, и при других биологич. процессах, в к-рых клетки узнают друг друга, напр. при оплодотворении, соединении клеток в ткани и клеточной дифференцировке. [c.130]

Многие аспекты обмена нуклеиновых кислот имеют самое непосредственное отношение к важнейшим проблемам биологии. В числе этих проблем — расшифровка молекулярных механизмов, определяюш их синтез различных макромолекулярных структур, изучение законов передачи биохимической специфичности от родителей к потомству, проблема клеточной дифференцировки и, наконец, выявление механизма действия некоторых соединений, способных избирательно подавлять рост опухолей и бактерий. [c.461]

Процесс образования эндоспор -это особый тип клеточной дифференцировки, который можно отнести к разновидности эндоцитоза. Он выражается в несимметричной септации бактериальной клетки и последущем поглощении материнской клеткой (одна часть септированной клетки) другой - дочерней, с последующим внутриклеточным преобразованием поглощенной клетки. Процесс эндоспорообразования разделен на семь стадий, каждая из которых объединяет определенные клеточные события (рис. 4.10). [c.96]

Анализируя любой процесс по Тому, следует выделить области, в которых процесс устойчив структурно эти области разделены зонами, в которых процесс неустойчив. Модель клеточной дифференцировки строится в теории Тома следующим образом скорость реакции в пространстве, ограниченном определенным объемом и содержащим вещества 1, 2, 3... К в концентрациях С, Сг, Сз... Си есть [c.77]

В биохимических системах в процессе клеточной дифференцировки действуют такие центры притяжения . Участки, связанные с центрами притяжения, могут взаимно проникать друг в друга, но могут и оказаться разделенными катастрофическим и точками процесса. [c.77]

Примером клеточной дифференцировки могут служить реакции, катализируемые изоферментами лактатдегидрогеназы в различных физиологических условиях. Показано, что лактатдегидрогеназа, находящаяся в мышцах, для которых характерен интенсивный гликолиз, обладает сильным сродством к пировиноградной кислоте и высокой активностью в процессе реокисления восстановленного НАД пировиноградной кислотой, в результате которого образуется молочная кислота. Лактатдегидрогеназа ткани, для которой характерно активное дыхание ( аэробные мышцы ), обладает меньшим сродством к пировиноградной кислоте и менее активно катализирует реакцию реокисления восстановленного НАД, что дает ему возможность окисляться аэробным путем в митохондриях с образованием богатых энергией соединений. [c.438]

Механизм действия гиббереллинов до сих пор неясен. Было установлено, что в семенах злаков ГКз стимулирует синтез новых белков, в частности а-амилазы при этом ГКз эффективна в столь низких концентрациях (до 10- мкг/мл), что действует, вероятно, на таком глубоком уровне клеточного метаболизма, как включение и выключение генов, связанных с клеточной дифференцировкой (разд. 23.9). До настоящего времени, однако, убедительных подтверждений этого не получено, и к тому же другие эффекты требуют более высоких концентраций ГКз. Рост клеток растяжением гиббереллины стимулируют только в присутствии ауксинов. [c.261]

Процесс клеточной дифференцировки характеризуется существенно меньшей степенью обратимости по сравнению с процессами индукции и репрессии ферментов. [c.395]

Ванюшин Б. Ф. Метилирование ДНК у эукариот — новый механизм регуляции экспрессии генов и клеточной дифференцировки//Усп. биол. химии. 1983. Т, 24. С, 170—193. [c.221]

С механизмом клеточной дифференцировки связан интересный вопрос сохраняется ли на уровне структуры хроматина память об активном или неактивном состоянии гена при клеточном делении и транскрипции При клеточном делении хроматин, видимо, сохраняет особенности своей структуры, например гиперчувстви-тельные участки в хроматине некоторых генов сохраняются в метафазных хромосомах в тех же местах, что и в интерфазном хроматине. Очевидно, это определяется тем, что регуляторные белки, связанные с промоторными участками генов, ассоциированы с ДНК и в составе метафазной хромосомы. Однако судьба регуляторных белков в процессе репликации ДНК неизвестна. [c.258]

Ярким примером такого рода регуляторных переключений являются события, происходящие в ответ на тепловой шок. Процессы клеточной дифференцировки также сопровождаются включением в Т. новых мРНК, иногда накопленных в цитоплазме заранее, а также изменением скоростей Т. и выключением нек-рых мРНК из Т. Регуляция синтеза белков на Зфовне Т. играет важную роль у всех организмов, включая бактерии, в координации продукции разл. белков в клетке и поддержании их правильных стехиометрич. соотношений (это особенно касается поддержания стехиометрии синтеза субъединиц сложных белков). [c.622]

В явлениях иммупптета мы встречаемся с рядом фундаментальных проблем биологии и биофизики. Это — проблемы клеточной дифференцировки молекулярного и клеточного узнавания. Явления иммунитета сравнительно хорошо пзучены. [c.580]

Для эволюции прокариотных организмов характерен ярко выраженный физиолого-биохимический уклон, т.е. основное развитие прокариот шло по линии формирования и опробования различных функций, результатом чего и явилось сегодняшнее многообразие типов жизни в микромире. Поразительное физиологическое разнообразие прокариот сформировано на базе весьма офаничен-ного числа морфологических форм. Действительно, морфологическая эволюция прокариот прошла незначительный путь, так что мы можем говорить лишь о зачатках морфологической диффе-ренцировки на базе прокариотной клеточной организации. Относительно продвинутыми в этом направлении оказались только эубактерии. Для архебактерий характерно отсутствие сложных морфологических форм и какой-либо клеточной дифференцировки. [c.65]

Этот процесс известен как клеточная дифференцировка. По окончании диф-ференцировки клетки могут терять способность к делению и в течение всего периода их жизни осуществляют одну или несколько определенных функций. Например, нейроны не делятся, а только передают сигналы от мозга в различные точки многоклеточного организма. [c.21]

При клеточной дифференцировке, происходящей в процессе эмбрионального развития, транскрипция различных генов претерпевает последовательные изменения как качественного, так и количественного характера. Каждая стадия дифференциации включает в себя активацию очень большого числа структурных генов. Образование индивидуальных тканей связано с синтезом мРНК, которые кодируют белки, характерные для данной ткани. Несмотря на то. что во всех тканях одного и того же организма имеется полный набор хромосом и генов, в одних видах клеток наблюдается транскрипция тех генов, которые не транскрибируются в других. Это означает, что и в процессе дифференцировки и функционирования клеток должны существовать способы контроля транскрипции, необходимые для активации или репрессии определенных генов. Существует несколько принципиальных различий в условиях транскрипции у про- и эукариот количество ДНК у эукариот в расчете на клетку в несколько тысяч раз больше, чем у прокариот, и если у бактерии существует одна хромосома, то у эукариотических клеток гены распределены между разными хромосомами. Кроме того, в эукариотах транскрибируется хроматин, расположенный в ядре, а синтезированная информационная РНК транспортируется в цитоплазму, тогда как у бактерий ядра нет и синтезы РНК и белка не разделены в пространстве. [c.416]

Проведенные нами исследования многих и разнообразных биологических материалов и сравнения, которые удалось провести между этими материалами и жидкими кристаллами, привели нас к заключению, что биокристаллография мезоморфных состояний и их полимерных аналогов будет играть важную роль в понимании проблем клеточной дифференцировки и органогенезиса. Биохимия и генетика располагают надежными средствами подхода к изучению этих проблем. Как бы то ни было, ясно, что постройка клеточных и надклеточных трехмерных сооружений требует участия процессов самоорганизации различных типов. Один из наиболее -фундаментальных процессов тесно связан с механизмом, доминирующим при образовании жидких кристаллов. Характерные геометрические и топологические явления, наблюдаемые в жидких кристаллах и их дефектах, установлены также в аналогичных биологических материалах. Во многих случаях структуры, имеющие, казалось бы, чисто математический интерес, оказываются сущест- [c.310]

Мы начнем с анализа движений и сил, определяющих форму эмбриона у амфибий и морских ежей. Проблема клеточной дифференцировки и экспрессии различных генов в зависимости от места клеток в организме будет рассмотрена сначала на примере мыши, затем дрозофилы и, наконец, на примере развития конечностей у тараканов и птиц. Для сравнения будет описан онтогенез червя СаепогкаМи1з екдат, для которого в отличие от насекомых и позвоночных характерна чрезвычайная точность и предопределенность всех процессов развития, что позволяет с полной достоверностью предсказать судьбу каждой отдельной клетки. И наконец, мы вкратце рассмотрим миграцию клеток в зародышах позвоночных. Этот последний раздел может послужить как бы предисловием к обсуждению специальных проблем развития нервной системы (гл. 18). [c.53]

Это явление можно продемонстрировать, блокируя деление клеток иа ранних стадиях развития эмбриона с помощью химических агентов. После обработки 2-4-клеточных зародышей смесью колхицина и цитохалазина В разделение цитоплазмы тотчас же прекращается, тогда как синтез ДНК продолжается, и вскоре каждый из бластомеров становится высокопол -плоидным. Примерно в то время, когда в нормальных условиях начинаегО клеточная дифференцировка, определенный бластомер-предшественник меток определенного специализированного типа-начинает синтезировать продукты, характерные для клеток данного типа. Если блокировать дробление я [c.116]

Клеточная дифференцировка. При переносе Anabaena в безазот-ную среду приблизительно 10% клеток, распределенных случайно по длине нити, претерпевает дифференцировку в гетероцисты. Эти клетки увеличиваются в размерах и окружаются плотной оболочкой, которая блокирует доступ в цитоплазму свободного кислорода. Фотосинтез в гетероцистах отсутствует, из-за чего в них создаются микроаэрофильные условия, необходимые для азотфиксации. Это позволяет цианобактериям фиксировать азот в аэробных условиях. [c.184]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология