Мутации с нарушенной регуляцией

Изучая гетерохронные мутации, исследователи столкнулись с еще одной сложной проблемой. Дело в том, что в процессе развития под контролем генома происходит уточнение программы деления клеток, а также программы клеточной дифференцировки и оба эти проявления клеточного поведения должны быть синхронизированы У гетерохронных мутантов нарушено и деление, и дифференцировка. Это наводит на мысль о регуляции обоих процессов одним механизмом, поврежденным вследствие мутации. [c.91]

Возможно, онкогены нарушают нормальный механизм регуляции роста тем, что препятствуют нормальной дифференцировке клеток, приводящей к ограничению их ростовых потенций. Действительно, многие опухолевые клетки дифференцированы в меньшей степени, чем их нормальные аналоги. Это особенно характерно для лейкозных клеток человека отсюда представление о лейкозах как результате того, что на каком-то этапе блокировано созревание определенных клеток-предшественников. Поскольку такие клетки способны непрерывно делиться, появляется постоянно растущая популяция-опухоль, В пользу этого предположения говорит и анализ эффектов, вызываемых вирусными онкогенами. Например, один из ретровирусов вызывает трансформацию предшественников эритроцитов. Если вирусный онкоген инактивируется в результате мутации, незрелые клетки начинают дифференцироваться и теряют опухолевые свойства. [c.155]

В обоих случаях для улучшения штаммов классическая селекция применяла мутагенез с последующим отбором. В тех случаях, когда это было возможно, применялись методы скрещивания или другие способы передачи генетической информации. В последние годы эффективным методом передачи генетической информации признано слияние протопластов. Тем не менее применение этих методов ограничено, так как мутации способны лишь изменить (скорее нарушить) систему регуляции микроорганизма. Генетический обмен помогает собрать в одной клетке полезные мутации и избавиться от вредных. Все до сих пор существовавшие методы генетического обмена ограничены пределами одного вида (или близкородственными видами), так как основаны на классической рекомбинации. На молекулярном уровне это означает высокую гомологию в последовательностях ДНК- С помощью методов генной инженерии создалась возможность для введения новой генетической информации в клетку или увеличения копийности уже существующих генов. [c.106]

Мутации, обусловливающие конститутивное расщепление антиметаболитов. При этом клетка разрушает антиметаболит и тем самым обезвреживает его. С точки зрения отбора мутантов с нарушенной регуляцией интерес представляют только первые два типа мутаций. Дерепрессия синтеза анаболических ферментов и утрата способности подчиняться аллостерическому ингибированию часто приводит к перепроизводству й выделению в среду конечного продукта данного биосинтетического пути (метаболита). Для мутантной клетки это существенно потому, что метаболит вытесняет антиметаболит из реакции, обеспечи-вая таким образом рост клеток и образование колоний. Образующийся в избытке метаболит выделяется, диффундирует в агар и в зоне диффузии устраняет влияние антиметаболита на клетки дикого типа. Такие клетки начинают расти и образуют мелкие колонии их называют вторичными или сателлитными колониями. Центральную же колонию образуют клетки мутанта, выделяющего метаболит (рис, 16.15). Рост сателлитов указывает на то, что произошла мутация, нарушившая нормальную работу регуляторных механизмов. Но для того, чтобы установить, какого рода дефектом обусловлено накопление и выделение метаболита, в каждом случае требуется специальный анализ. [c.499]

До сих пор идентифицировано более 50 протоонкогенов (разд. 21.2.3, 21.2.4). Они, видимо, составляют значительную часть протоонкогенов нормальной клетки. Однако многие гены социального контроля, вероятно, еще не обнаружены. Фибробластоподобные клетки ЗТЗ, обычно используемые в тестах на фансформацию. могут не поддаваться действию того онкогена, который трансформировал какие-то другие вилы дифференцированных клеток. Кроме того, тест на клеточную трансформацию позволяет выделять только доминантные мутации генов социального контроля, т. е. такие мутации, которые нарушают регуляцию клеточного деления даже при наличии в клетке копий нормального аллеля. Возможно, что в раковых клетках чаще встречаются рецессивные мутации генов социального контроля, обусловленные утратой генной функции, но их нельзя выявить в таком тесте. Поэтому гены, продукты которых в норме помогают стимулировать деление клеток, легче идентифицировать с помощью современных методов, чем те. продукты которых в норме тормозят деление. Тем не менее уже есть данные о том. что гены с тормозящим действием существуют и что их рецессивные мутации нередко бывают причиной клеточной трансформации и рака. Например, после слияния трансформированных клеток с нетрансформированными полученные гибридные клетки очень часто ведут себя как нормальные по-видимому, контроль клеточного деления у них восстанавливается благодаря появлению белка, которого не было у трансформированной клетки. Поэтому, помня о том, что многие важные гены социального контроля еще не открыты, мы теперь рассмотрим функции уже известных генов. [c.429]

Патофизиология этой группы заболеваний изучена на примере острой перемежающейся порфирии. Многие больные, у которых понижена активность порфобилиноген-де-заминазы, не страдают характерными для порфирии болями в области живота и нейропатией. Появление этих симптомов наблюдается при повышенной активности синтетазы б-аминолевуленовой кислоты (АЛК), первого фермента на пути биосинтеза порфирина, который определяет скорость всего процесса. Существовало мнение, что первичным нарушением при острой перемежающейся порфирии является как раз нарушение регуляции, приводящее к избыточному синтезу этого фермента. Биосинтез синтетазы АЛК индуцируется многими препаратами, например барбитуратом, стероидными гормонами и т. д., и в норме репрессируется конечным продуктом синтеза-гемом. Последний этап биосинтеза гема катализируется ферментом уропор-фириноген-синтетазой. При острой перемежающейся порфирии уровень фермента понижен, что приводит к снижению синтеза гема и в свою очередь к повышению активности АЛК-синтетазы. Вдвое сниженная активность фермента в этом случае недостаточна для нормального функционирования всей цепи биосинтеза, особенно в условиях стимуляции препаратами типа барбитуратов. В отличие от многих других ферментативных нарушений при острой перемежающейся порфирии мутация нарушает реакцию, которая играет ключевую роль во всем биосинтетическом пути. [c.121]

В настоящее время считается, что опухоль развивается из одной единственной клетки, несколько мутантных генов которой нарушают регуляцию клеточного деления. Поскольку эта мутировавшая клетка несет наследственные изменения, все ее потомки будут иметь аналогичные мутации. К моменту обнаружения опухоли (когда она выявляется на рентгенограмме) в ее составе насчитывается до 10 родственных клеток. Диаметр опухоли в это время составляет лишь 1 мм. К моменту пальпирования опухоль разрастается до 10 мм в диаметре, а количество клеток достигает 10 . Летальный исход приближается при достижении опухолью диаметра 10 см, количество клеток в ней при этом достигает 10 . [c.236]

При муковисцидозе нарушается регуляция транспорта хлоридов через мембраны эпителиальных клеток. Такая регуляция в норме осушествляется белком-продуктом гена, названным кистофиброзным трансмембранным регулятором. Одни мутации в гене КФТР ведут к снижению синтеза данного белка из-за незавершенности процессинга РНК, другие — к качественным изменениям мембранных С1 -каналов. Одна первичная биохимическая аномалия (нарушение транспорта хлоридов) обусловливает возникновение мультиорган ного патологического процесса (прогрессирующее поражение дыхательных путей, хронические синуситы, недостаточность экзокринной секреторной функции поджелудочной железы, стерильность у мужчин). [c.115]

Фактически первым примером аутогенной регуляции явились данные, полученные при изучении гена, детерминирующего синтез белка 32 у фага Т4. Этот белок играет важную роль в процессах генетической рекомбинации, репарации и репликации ДНК, в которых его функция выражается благодаря его способности связываться с одноцепочечной ДНК. Доказательством того, что синтез белка гена р32 регулируется аутогенно, явился эффект нонсенс-мутации, ведущих к перепроизводству неактивного белка. Это означало, что в тех случаях, когда функция белка нарушена, он синтезируется в больших количествах. Этот эффект проявляется на уровне трансляции мРНК гена 32 является стабильной и сохраняется независимо от поведения белкового продукта. [c.204]

Конструирование штаммов на основе ступенчатого отбора существенно упрощается и ускоряется, если использовать селективные и полуселективные методы, позволяющие отбирать нужные мутанты из большой популяции клеток. Многие из таких методов основаны на использовании структурных аналогов естественных метаболитов и субстратов. Например, в селекции продуцентов аминокислот широко применяют аналоги этих соединений. Действуя как ретроингибиторы или корепрессоры, аналоги выключают синтез естественных метаболитов, однако не могут заменить их функционально. Более того, нередко аналоги подавляют ферментативные реакции, в которых участвуют природные соединения. Поэтому на минимальной среде с аналогом выживают и образуют колонии лишь те клетки, у которых нарушены механизмы негативной регуляции биосинтеза соответствующей аминокислоты и которые вследствие этого избыточно ее синтезируют. (Устойчивость к аналогу могут вызывать также мутации, которые блокируют его поступление в клетку.) Часто проводят несколько этапов селекции, используя различные аналоги или повышающиеся концентрации одного и того же аналога, а также получая мутации ауксотрофности и мутации, вызы- [c.79]

Синтез многих экзоферментов и антибиотиков подавляется легко усваиваемыми источниками углерода и энергии, а также азота. Для выделения мутантов, не чувствительных к катаболитной репрессии, используют неметаболизируемые аналоги глюкозы — а-метилглюкозид и 2-дезоксиглюкозу. Их добавляют в среду одновременно с субстратами, которые усваиваются, если отсутствует катаболитная репрессия. В этих условиях образуют колонии мутанты, у которых нарушены компоненты системы транспорта глюкозы (в результате мутаций типа pts G у Е. oli) или же изменена регуляция генов, контролирующих усвоение соответствующих соединений, таким образом, что они утрачи- [c.80]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология