Соматические клетки

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]

Доказательства генетической роли ДНК в целом неопровержимы. ДНК локализована в хромосомах, причем содержание ДНК в диплоидных (соматических) клетках разных тканей у особей одного и того же вида практически постоянно. В гаплоидных половых клетках количество ДНК вдвое меньше, чем в соматических [22]. Содержание ДНК в клетках удваивается при митозе, т.е. при удвоении хромосом. [c.486]

Гормоны относятся к биологически активным веществам, определяющим в известной степени состояние физиологических функций целостного организма, макро- и микроструктуру органов и тканей и скорость протекания биохимических процессов. Таким образом, гормоны —вещества органической природы, вырабатывающиеся в специализированных клетках желез внутренней секреции, поступающие в кровь и оказывающие регулирующее влияние на обмен веществ и физиологические функции. В это определение необходимо внести соответствующие коррективы в связи с обнаружением типичных гормонов млекопитающих у одноклеточных (например, инсулин у микроорганизмов) или возможностью синтеза гормонов соматическими клетками в культуре ткани (например, лимфоцитами под действием факторов роста). [c.248]

Содержание ДНК в расчете на клетку обычно сохраняется постоянным в разных тканях одного организма. Отклонения от этого правила редкие. К ним относятся случаи образования в некоторых типах клеток политенных (многонитчатых) хромосом, образующихся в результате многократной редупликации ДНК без расхождения двуспиральных молекул, а также классические примеры утери ДНК ( диминуция хроматина ) в соматических клетках. Потери участков хромосом, иногда достаточно крупных, составляющих существенную часть материала хромосомы, как правило, касаются гетерохроматических районов. Функциональная значимость образования политенных хромосом и случаев диминуций не ясна. Эти факты лишь подчеркивают правило постоянства содержания ДНК на клетку, которое отражает принцип дифференцировки, основан- [c.185]

У большинства животных, не относящихся к млекопитающим, ранний этап развития яйцеклетки сводится главным образом к быстрому клеточному делению, или дроблению, при котором общая масса эмбриона остается, как правило, неизменной. Для такого начала размеры исходного яйца вполне достаточны, и в процессе его дробления образующиеся клетки постепенно становятся все меньше, пока не достигнут обычной величины зрелой соматической клетки. Хотя иа ранних стадиях дробления синтезируются огромные количества ДНК и белков, в это время нет необходимости в синтезе РНК (в транскрипции генов) дробление протекает нормально и в присутствии ядов, ингибирующих синтез РНК, и оно может продолжаться (хотя уже аномальным образом) даже после удаления ядра активированной яйцеклетки. Это объясняется тем, что еще до оплодотворения в яйцеклетках накапливаются огромные резервы информационных РНК, рибосом, транспортных РНК и всех предшественников, необходимых для синтеза макромолекул. Особенно большие запасы питательных веществ требуются тем яйцеклеткам, которые проходят длительный период эмбрионального развития вне родитель- [c.27]

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]

Тератогеном называется любое соединение, вызывающее какое-либо нарушение в соматических клетках развивающегося зародыша. (Если при этом не будут затронуты генеративные клетки, пострадает только организм зародыша, но не его потомство.) Трагические последствия употребления талидомида (1960—1962 гг.) показали, сколь опасным может оказаться введение в практику нового препарата с недостаточно проверенными тератогенными свойствами. Вот почему сейчас большинство лекарственных препаратов, а также пищевых добавок, косметических средств и т. п. подвергается проверке на тератогенные свойства. Хотя это довольно сложная проблема и опасные носледствия были строго доказаны только на мелких животных, сульфаниламид следует относить к тератогенам. Роль тератогенов остается неясной, поскольку к их числу относятся также пенициллин, витамины А, D и Е, СОа, никотин и соли ртути. [c.355]

Рис. 14-25. Относительные размеры различных яйцеклеток по сравнению с величиной типичной соматической клетки.

За четыре года, прошедших со времени выхода в свет первого издания книги Молекулярная биотехнология принципы и применение , в области биотехнологии было сделано огромное количество открытий. На рынке появилось множество новых генноинженерных продуктов (например, вакцин и лекарственных препаратов). Рутинной практикой клинических лабораторий стало использование иммунологических методов диагностики и методов, основанных на применении полимеразной цепной реакции. Открыты и охарактеризованы многие гены, ассоциированные с различными заболеваниями человека, неизмеримо возрос объем клинических испытаний в области генной терапии. Построены подробные генетические и физические карты хромосом человека впервые из дифференцированной соматической клетки клонировано жизнеспособное млекопитающее. Производство одного из трансгенных растений, сои, поставлено на коммерческую основу. [c.7]

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]

Необходимо иметь в виду, что, в оттшчие от половой гибридизации, соматическая гибридизация эукариотических клеток завершается объединением под одной мембраной не только ядерных геномов двух (или более) особей, но и генов цитоплазмы (митохондриальных, хлоропластных, емкостью в 1000—2000 генов), что может отразиться на функциональной активности гибрида У межвидовых гибридов часть хромосом может затрачиваться за счет элиминации, которая оказывается видоспецифичной Так в гибридах протопластов клеток "мышь х человек" и "человек х комар" элиминируются хромосомы человека и комара соответственно При морфологическом различии хромосом такие гибриды удобны для картирования генов Напомним, что в соматических клетках мыши содержится 20 пар хромосом, в клетках человека 23 пары хромосом и три пары — в диплоидных клетках комара [c.183]

Клонировано млекопитающее из дифференцированной соматической клетки [c.18]

Экспрессия гена тимидинкиназы вируса простого герпеса в соматических клетках мыши после инъекции рекомбинантного гена в яйцеклетки [c.428]

После того как были установлены молекулярные основы трансформации бактерий (переноса генов из одного штамма в другой), у ученых появилась надежда, что аналогичный механизм — введение нормальных генов в дефектные соматические клетки — можно будет использовать для лечения наследственных заболеваний человека. Перспективы генной коррекции соматических клеток стали более реальными в 1980-х гг. к этому времени были [c.484]

Гаплоидные клетки, приспособленные для полового слияния, называются гаметами. В типичном случае образуются гаметы двух типов крупные неподвижные яйцеклетки (или яйца) и мелкие, способные передвигаться спермин (или сперматозоиды) (рис. 14-4). Во время диплоидной фазы, начинающейся сразу после слияния гамет, клетки размножаются и специализируются, образуя сложный многоклеточный организм. У большинства животных (но не растений) полезно различать клетки зачаткового пут, от которых берет начало следующее поколение гамет, и соматические клетки, образующие весь остальной организм и не оставляющие потомства. В некотором смысле соматические клетки нужны только для того, чтобы способствовать выживанию и размножению клеток зачаткового пути. [c.8]

Типичная соматическая клетка [c.28]

Если транспозиции Р-алемента дрозофилы ограничены зародышевыми клетками, то перемещения Ас-элемента происходят и в соматических клетках у кукурузы. За перемещением таких элементов можно следить по распределению стенотипически нормальных и мутантных участков ткани — например, лишенных пигмента вследствие инактивации гена, определяющего пигментацию. Потомство клетки, содержащей только инактивированный ген(ы), также будет лишено пигмента. Вырезание мобильного элемента приводит к реактивации гена. Чем раньше оно произойдет в развитии мутантной непигментированной ткани, тем обширнее будет окрашенный участок, поскольку клетки наследуют активное состояние гена (рис. 120, б). Наблюдая подобные явления, Мак-Клинток сделала вывод о регуляторной функции перемещающихся элементов, назвав их контролирующими. Оказалось, что вырезание этих элементов происходит только в определенных тканях и в течение ограниченного периода развития растения. [c.232]

Одним из факторов, способствующих такому росту, является то, что у яйцеклеток многих животных завершение мейоза откладывается почти до самого конца созревания, так что эти яйцеклетки содержат удвоенный ди-плоидныи набор хромосом в течение большей части периода их роста. Таким образом, они содержат больше ДНК для транскрипции, чем имеет средняя соматическая клетка в фазе G, клеточного цикла. Кроме того, сохраняя и отцовскую, и материнскую копии каждого гена, яйцеклетки избегают того риска, который создают рецессивные летальные мутации в одном из двух родительских хромосомных наборов если бы яйцеклетке приходилось проводить долгое время в гаплоидном состоянии лишь с одной копией каждого гена, риск был бы очень велик, так как у большинства организмов имеются рецессивные летали. [c.31]

Нормальная соматическая клетка содержит два гомологичных набора хромосом (см. гл. 14) в каждой паре гомологов одна хромосома происходит [c.82]

Нормальным соматическим клеткам суждено погибнуть, чтобы половые клетей смогли выжить [39] [c.181]

В некоторых яйцеклетках процесс накопления дополнительной ДНК идет еще дальше, приводя к образованию добавочных копий определенных генов. В главе 8 мы уже видели, что для образования достаточного числа рибосом, на которьгх происходит синтез бежов, соматическим клеткам большинства организмов требуется от 10 до 500 копий генов рибосомиой РНК. Поскольку яйцеклетки нуждаются в еще большем количестве рибосом для белкового синтеза на ранних стадиях эмбриогенеза, в яйцах некоторьа амфибий гены рРНК амплифицируются, образуя 1-2 млн. копий (рис. 14-29). [c.31]

В бактериальных клетках отрицательно заряженные фосфатные группы ДНК могут быть в значительной степени нейтрализованы положительно заряженными полиаминами. Однако основные белки также стремятся частично одеть ДНК. В зрелых головках сперматозоидов рыб плотно упакованная ДНК нейтрализуется протамииами — специальными низкомолекулярными белками (с мол. весом - 5000), богатыми остатками аргинина. Сходные основные белки обнаружены в сперме млекопитающих [284]. Однако в соматических клетках, отрицательные заряды ДНК компенсируются главным образом положительным зарядом гетерогенных групп основных белков, известных под названием гистоиов. Существует пять классов гистонов, мол. вес которых составляет от 11 ООО до 21 500 [285—287] [c.301]

Блестящим примером того, как высокое отнощение [NADPH]/[,NADP+] iB клетках с успехом используется природой, может служить. метаболизм в сперматозоидах. Если соматические клетки жи- [c.467]

Рассмотрим кратко вопрос о регуляции процессов дифференцировки клеток высших организмов. ДНК, присутствующая во всех соматических клетках, вероятнее всего, имеет одинаковую первичную структуру у данного организма и соответственно располагает информацией для синтеза любых или всех белков тела. Тем не менее клетки печени, например, синтезируют сывороточные белюг, а клетки молочной железы —белки молока. Нет сомнения в том, что в дифференцированных клетках имеется весьма тонкий механизм контроля деятельности ДНК в разных тканях, обеспечивающий синтез многообразия белков. [c.540]

Все соматические клетки данного многоклеточного органп 1ма содержат один и тот же набор генов, тождественный геному исходной аиготы. (Мы отвлекаемся от соматических мутаций.) В то же время клетки различных тканей отличаются друг от друга и морфологически, и функционально. Их различия сводятся к тому, что в разных клетках одного и того же организма функционируют различные белки. Это означает, что в разных клетках работают разные гены и молекулярный смысл дифференцировки клеток состоит в регуляции работы генов. В клетке данного сорта трансляция осуществляется лишь для малой доли имею-1ЦИХСЯ генов. [c.294]

Аутосома (Autosome) Любая хромосома, не являющаяся половой. В соматических клетках человека присутствуют 22 пары аутосом и одна пара половых хромосом. [c.544]

Соматические клетки растений, как и интактные клетки бактерий или грибов (по лат. inta tus — нетронутый), в обычных условиях не сливаются друг с другом. Все они предварительно должны быть лишены клеточной стенки и трансформированы в протопласты. [c.515]

Наиболее очевидная отличительная черта яйцеклетки-это ее большие размеры. Типичная яйцеклетка имеет сферическую или овальную форму, а диаметр ее составляет у человека и морского ежа от 60 до 150 мкм, у лягушек и рыб от 1 до 2 мм, а у птиц и рептилий шмеряется сантиметрами (напомним, что величина типичной соматической клетки всего лишь около 20 мкм) (рнс. 14-24 и 14-25). Столь же внушительными могут быть размеры ядра например, в яйце лягушки величиной 1500 мкм диаметр ядра составляет около 400 мкм. [c.28]

Большинство спермиев- это клетки, избавленные от всего лишнего , не обремененные такими цитоплазматическими органеллами, как рибосомы, эн-доплазматический ретнкулум нли аппарат Гольджи, присутствия которых не требуется для передачи ДНК яйцеклетке. С другой стороны, спермни содержат много митохондрий, расположенных в тех местах, где они могут наиболее эффективно снабжать энергией жгутик. Спермий обычно состоит из двух морфологически и функционально различающихся частей, заключенных в единую плазматическую мембрану из головки, содержащей необычайно сильно уплотненное гаплоидное ядро, и хвоста, который продвигает всю клетку по направлению к яйцу и способствует прохождению головки через яйцевую оболочку. ДНК в ядре неактивна и исключительно плотно упакована, так что объем ее доведен до минимума. Хромосомы многих сперматозоидов обходятся даже без гистонов, свойственных соматическим клеткам,-вместо этого здесь имеются простые белки, обладающие большим положительным зарядом. [c.35]

Хотя оплодотворение-событие весьма незаурядное, происходящее в ходе развития каждой особи лищь однажды-в самом начале, важнейшую роль в его механизме играют такие же иоиные потоки, какие обычно используюта для регуляции внутренних процессов в соматических клетках (см. гл. 13). Последовательность некоторых событий при активации яйца морского ежа после оплодотворения приведена в табл. 14-1. Такая последовательность свойственна не всем животным. Например, у некоторьи других беспозвоночны и части позвоночных активация яйца не сопровождается повышением внутриклеточного pH. Однако общие пришщпы всюду одни и те же. [c.48]

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]

Клеточные неханизмы развития 9 Соматические клетки [c.91]

Если перед дроблением облучить задний полюс яйца ультрафиолетом, из таких янц развиваются стерильные особи, не имеющие половых клеток. Очевидно, это результат инактивации полярной плазмы стерильность можно предотвратить, если после облучения в яйцо инъецировать полярную плазму из необлученного яйца. Дополнительные эксперименты с микроинъекцией позволяют еще более четко продемонстрировать роль полярной плазмы в детерминации первичных половых клеток (рис. 15-41). Из заднего конца яйца-донора извлекают полярную плазму и инъецируют ее в передний конец другого яйца, где в норме образуются только соматические клетки. Это при-водиг к образованию клеток, по ввду сходных с полярными. Эти клетки переносят из второго зародыша в третий, с иным генотипом. Некоторые нз потомков мухи, развившейся из этого третьего эмбриона, имеют генотип [c.91]

В самом кончике гонады у личинок и взрослых особей имеются одна или две соматические клетки, которые не делятся (число их зависит от пола жи-вопюго). Такие клетки были названы клетками дистального конца. Если их уничтожить, то вскоре все стволовые клетки зачаткового пути вступают [c.118]

Нематоды, так же как и некоторые другие беспозвоночные, отличаются от насекомых и позвоночных особой жесткостью программы развития в ней предусмотрена настолько точная схема клеточных делений, что соматическая клетка, находящаяся в определенном учаате организма, имеет одинаковую родословную у всех особей. Развитие нематоды С. elegans в нормальных условиях и после некоторых экспериментальных вмешательств было подробно изучено вплоть до уровня отдельных клеток. Дифференцировка может продолжаться даже после блокады клеточного деления, и при этом в пределах одной клетки могут экспрессироваться специализированные гены, характерные в норме для различных типов дифференцированных клеток. [c.121]

В начале этой главы была высказана мысль, что организм можно рассматривать как сообщество или экосистему, отдельными членами которой являются клетки и далее нас в первую очередь интересовали проблемы, изучаемые также экологами рождаемость, смертность, местообитания, территориальные ограничения, поддержание размеров популяции и т. п.-применительно к клеткам организма. Но при этом один экологический аспект явно отсутствовал это вопрос о естественном отборе. Ничего не говорилось о конкуренции или мутациях соматических клеток. Причина этого в том, что здоровый организм гфедставляет собой в этом отношении очень своеобразное сообщестю-такое, в котором абсолютный альтруизм служит высшим законом поведения для всех групп индивидуумов, кроме одной. Все соматические клетки должны погибнуть, не оставив потомства, для того чтобы половые клетки имели шанс на выживание. В этом, однако, нет ничего загадочного. Хотя соматические клетки гибнут, онн помогают сохранению генов, которые они несут сами, так как организм-это клон, и гены в соматических клетках те же, что и в половых клетках. Геном, порождающий тупиковые линии смертных дифференцированных клеток, успешно воспроизводится потому, что наряду с ними он порождает половые клетки, выживающие благодаря самопожертвованию их сородичей. [c.181]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология