Морфогенетические пути

Представление о развитии растений дают процессы дифференциации клеток меристематических ткаией. Эти ткани в ре-. зультате деления и соответствующего обмена веществ под влиянием внутреннего или внешнего сигнала приобретают свойства специализированных тканей и переключаются с вегетативного пути развития на репродуктивный. Считают, что каждая клетка содержит полный набор генетической информации, т. е. обладает свойством тотипотентности. Тотипотентная клетка прн определенных условиях может регенерировать в целый организм. Все биохимические и большинство морфогенетических отправлений клетки осуществляются с участием ферментов. Наличие определенных ферментов для каждого типа химических реакций, происходящих в клетке, — основной закон биологии. [c.476]

Таким образом, представление о развитии растения в аспекте молекулярной биологии как процессе, который запрограммирован последовательной упорядоченной репрессией и дерепрессией отдельных структурных единиц генома, подтверждается еще и тем, что отдельные продукты генома появляются лишь в определенных клетках в соответствующие фазы онтогенеза. Переход на обусловленный путь развития (морфогенетическая индукция) заключается в том, что приводится в действие определенная программа, которая содержит все последовательные изменения [c.479]

Специфический протеолиз — удобный процесс для образования сложных белковых структур. Во многих случаях белки модифицируются путем расщепления одной или нескольких пептидных связей. Для обозначения этого типа катализируемых ферментами реакций, которые играют доминирующую роль во многих физиологических процессах [137—139], используются термины ограниченный протеолиз или специфический протеолиз (табл. 4.2). Хорошо известными примерами специфического расщепления полипептидов являются активация предшественников пищеварительных ферментов, морфогенетические процессы в бактериальных вирусах и каскадные процессы коагуляции и комплементного действия крови [138, 140]. Недавно было показано, что механизмы посттрансля-ционного расщепления имеют место также при образовании таких разных белков, как инсулин, коллаген и специфичные белки вирусов. Кроме того, высокоспецифичное протеолитическое расщепление ферментов важно при инактивации и активации специфических внутриклеточных ферментов (табл. 4.2). [c.72]

Рассматривая схему Уоддингтона в приложении к протекающим весной морфогенетическим процессам (распускание почек, прорастание семян, днфференцировка в культуре тканей), можно предположить, что снятие каскадной репрессии будет сопровождаться открыванием новых синтетических путей, первыми среди которых будут биосинтезы фитогормонов. Эта своего рода каскадная индукция биосинтезов, наблюдающаяся при активации ростовых процессов, может быть вызвана экзогенным фактором, который Уоддингтон назвал искусственным эвокатором. [c.209]

Современные представления о клеточных цитоплазматических структурах соответствуют данным биохимии и биофизики. Строгая упорядоченность химических процессов в живом организме может быть основана не только на соотношении скоростей регулируемых ферментами реакций, но и на высокой структурной организованности всех частей живого организма вплоть до молекулярного уровня. В живых клетках существует высокоупорядоченная система поверхностей, которая создается при помощи мембранных элементов структуры. Например, поры в оболочке ядра могут представлять собой путь обмена между ядром и цитоплазмой сравнительно больших отдельных элементов. Богатая рибонуклеиновыми кислотами эргастоплазма состоит, по-видимому, из свернутых в трубки мембран. Эти трубки покрыты снаружи рибосомами. Особую группу мембранного комплекса представляет аппарат Гольджи. Функция этого аппарата пока еще мало известна, но его можно рассматривать как особый морфогенетический центр, как специфическое мембранное депо живой клетки. [c.290]

Установлено, что темп синтеза РНК в эмбриональном развитии изменяется неравномерно он весьма мал до 6-го часа развития икры и резко увеличивается после того момента, когда ядра впервые обнаруживают морфогенетическую активность. Было также показано, что все высокополимерные РНК, синтезируемые в период раннего эмбрионального развития вьюна (до средней гаструлы), представляют собой информационные РНК-Это видно из сопоставления распределения ультрафиолет-погло-щающего и радиоактивного материала в препаратах РНК, разделенных по величинам молекулярного веса путем ультрацен-трифутирования в сахарозном градиенте (см. рис. 1). Несовпадение пиков поглощения с пиками радиоактивности в области высокополимерных РНК (фракции № 1—35) показывает, что меченая, т. е. новообразованная, РНК не является рибосомной РНК и обнаруживает распределение молекулярных весов, свойственное иРНК- Информационная природа этих новообразованных РНК была показана нами путем гибридизации соответствующих седиментационных фракций РНК с денатурированной ДНК, иммобилизованной в агаровом геле [8]. [c.176]

Существует много методов клонального микроразмножения. Различные авторы, проводя индивидуальные исследования по влиянию условий культивирования эксплантов на процессы морфогенеза, наблюдали разные ответные морфогенетические реакции на изменение условий выращивания, что в свою очередь привело к созданию новых классификаций методов клонального микроразмноженя. Исходя из предложенных в литературе методов микроразмножения растений, этот процесс возможно осуществлять следующими путями [c.108]

Фибронектин важен не только для клеточной адгезии, но и для миграции клеток. В зародышах беспозвоночных и позвоночных он. по-видимому, во многих случаях направляет миграцию. Например, большие количества фибронектина находятся вдоль пути передвижения клеток проспективной мезодермы при гаструляции у амфибий (разд. 16.1.4). Миграцию этих клеток можно подавить либо путем инъекции в бластоцель антител к фибронектину, либо путем введения полипепти-дов, содержащих трипептид, связывающийся с клетками, но без тех доменов фибронектина, которые связываются с матриксом. Полагают, что фибронектин способствует миграции клеток, помогая их прикреплению к матриксу. Такое действие должно быть тонко сбалансировано так, чтобы сцепление клеток с матриксом происходило, но не приводило к их иммобилизации. Позднее мы вернемся к вопросу о том, как может быть достигнут такой баланс многочисленными адгезивными молекулами, которые участвуют в определении путей морфогенетических движений. [c.505]

Для познания принципов структурной организации белковых молекул огромный интерес представляет явление денатурации. Переход нативной конформации белка в развернутую неструктурированную форму и обратный переход флуктуирующей полипептидной цепи в исходную компактную трехмерную структуру есть не что иное, как непосредственный процесс разрушения и формирования именно тех самых взаимодействий, которые и обусловливают структурную организацию белковой молекулы. Иными словами, при свертывании и развертывании полипептидной цепи проявляется прямая связь между химическим и пространственным строением белка. Изучение денатурации позволило сформулировать фундаментальное положение о том, что нативная конформация белковой молекулы отвечает термодинамически равновесному состоянию. Ее свободная энергия является функцией состояния и как таковая не зависит от конкретного пути свертывания белковой цени (in vivo или in vitro), т.е. от предыстории, а определяется только составом и порядком расположения аминокислот в последовательности. Трансляция линейной информации в трехмерную структуру возможна, однако только при определенных физиологических условиях (температура, давление, pH, ионная сила, наличие простетических групп, ионов металлов и т.д.). При соблюдении этих условий процесс свертывания полипептидной цепи осуществляется спонтанно принятие белком нативной конформации не требует какого-либо морфогенетического молекулярного аппарата. Самопроизвольный характер процесса, подчиняющегося второму началу термодинамики, свидетельствует о том, что сборка компактной структуры белка сопровождается понижением свободной энергии Гиббса системы, включающей свертываемую полипептидную цепь и среду. [c.338]

Рассмотренные в предыдущих главах III части исследования перехода свернутой белковой цепи в развернутую неструктурированную форму и обратного перехода флуктуирующей полипептидной цепи в исходную компактную трехмерную структуру позволили сформулировать фундаментальное положение о том, что нативная конформация белковой молекулы отвечает равновесному состоянию и, следовательно, не зависит от конкретных внешних условий и путей свертывания (in vivo или in vitro), т.е. от предыстории, а всецело определяется составом и порядком расположения аминокислот. Было доказано, что все необходимые сведения о физиологически активном пространственном строении белка и его конформационных возможностях заключены в аминокислотной последовательности. В процессах свертывания и развертывания полипептидной цепи проявляется непосредственная связь между химическим и пространственным строением молекулы белка. Трансляция линейной последовательности в трехмерную структуру возможна, однако, только при определенных физиологических условиях. При их соблюдении процесс свертывания осуществляется спонтанно в том смысле, что принятие белком своей равновесной нативной конформации не требует специального морфогенетического молекулярного аппарата, как это имеет место, например, в случае пространственной организации молекул ДНК (о роли шаперонов в свертывании белков см. гл. 14). [c.431]

Каллусной тканью или штаммом культуры изолированных клеток высшего растения называется ткань, возникшая путем неорганизованной пролиферации из эксплантатов органов растений после первого субкультивирования [9]. Как правило, исходный эксплантат гетерогенен по морфологическому, физиологическому и цитогенетическому состоянию, и неизвестно, какне именно клетки, дедифференцн-руясь, дают начало культуре, т. е. возникновение штамма с индивидуальными признаками носит вероятностный характер. В дальнейшем, после возникновения штамма, происходит его становление, приводящее к формированию популяции клеток, приспособленных к росту в условиях in vitro. Продолжительность этого периода у разных культур неодинакова и приблизительно составляет 100—200 сут, в течение которых происходит 8—10 циклов роста. Затем, наступает период относительной стабилизации штамма на определенном физи-олого-биохимическом и цитологическом уровнях. Однако и в этот период сформированного штамма у большинства изученных-объектов наблюдается изменчивость культивируемых клеток, характеризующаяся в цитогенетическом отношении увеличением числа хромосом и хромосомных аберраций. Этим объясняют и уменьшение с возрастом культуры ее морфогенетической способности. [c.239]

В разнородно меняющейся среде, согласно И. И. Шмальгау зену, отбор дей"твует на пластичные признаки фенотипа, создавая систему более или менее дискретных проявлений нормы реакции. Примерами служат три модификации листьев стрелолиста лентовидные— подводные, округлые — плавающие и стреловидные — воздушные. И. И. Шмальгаузен подчеркивал, что проявления подобных модификаций стабилизируются в ходе эволюции за счет совершенствования морфогенетических механизмов, происходящего посредством элиминации случайных уклонений от оптимального пути. Зависимые от среды пути развития приобретают при этом авторегуляторный характер. Так, например, световые или теневые листья развиваются в зависимости от освещенности почек в предыдущем сезоне вегетации. [c.18]

Подобные факты привели некоторых исследователей к мысли о том, что механизмы морфогенеза не только должны учитываться при анализе эволюционных процессов, но и они могут играть определяющую роль в эволюции (Но, Saunders, 1979). Такое заключение кажется неоправданным в силу неизбежного влияния отбора на все процессы генетической и морфологической дифференцировки, сами же морфогенетические процессы обязательно сопрягаются с генными программами, определяющими их преобразование. Пороговый характер многих онтогенетических процессов еще не доказывает, как нам кажется, что и в филогенезе переход от одной структуры к другой совершается путем онтогенетических сальтаций. Ткани цыпленка, например, способны к формированию как роговых чешуй, так и перьев, тогда как ткани лишенных оперения рептилийных предков птиц были способны к формированию лишь роговых чешуй. Для того чтобы сформировались перья, вероятно, недостаточно было изменить внутриклеточную концентрацию витамина А — это лишь вторичный пусковой механизм необходимы были также значительные преобразования и генетической программы развития, и морфогенных потенций тканей. Но как бы то ни было, нельзя не прийти к выводу, что механизмы морфогенеза могут играть существенную роль не только в канализации онтогенеза, но и в канализации филогенеза, придавая ему черты направленности. Не исключено, что морфогенетические механизмы могут придавать некоторым филогенетическим изменениям черты сальтаций. В обоих этих отношениях концепции синтетической теории эволюции нуждаются в дополнении из багажа биологии развития. [c.88]

Врожденные аномалии представляют собой структурные дефекты той или иной степени тяжести, выявляемые при рождении ребенка. Термин врожденные означает лищь присутствие дефектов при рождении и не имеет дополнительного этиологического значения. Врожденные болезни могут быть обусловлены наследственными и ненаследственными факторами. К последним относятся все врожденные пороки, возникающие за счет тератогенного действия внешних факторов, а также врожденные инфекции. Врожденные аномалии являются конечным результатом дисморфогенеза и могут иметь изолированное или множественное проявление. В отношении изолированных врожденных аномалий может быть прослеже путь от какой-либо одной локальной ошибки (мутации) в морфогенезе до наблюдаемого эффекта. В основе множественных врожденных аномалий лежат две или больше различные морфогенетические ошибки, возникающие во время внутриутробного развития ребенка. [c.144]

Нам не хотелось, чтобы у читателя сложилось впечатление, что проблема первичной регионализации нервной системы позвоночных уже решена. Напротив, мы находимся только в начале пути. Доступность нейрализующих и мезодермализующих молекулярных факторов позволяет планировать опыты по искусственному созданию соответствующих морфогенетических градиентов в пределах культивируемых [c.102]

В то же время известно что разрастание отростков нервных клеток происходит вдоль как бы преформированных путей, проложенных так называемыми пионерскими нейронами или влияниями смежных тканей (см. ниже) и, следовате.чьно, роль морфогенетических взаимодействий достаточно заметна. [c.127]

В описанном выше случае генетически детерминирован определенный набор компонентов в определенной области мозга (до поры до времени более или менее сходный у самцов и самок), генетически детерминирована специфичность строения антеннальных сенсилл у самцов и, следовательно, специфичность морфогенетических стимулов, посылаемых из этой точки периферии в соответствующий пункт центра. Данный специфический стимул организует реализацию одного из возможных путей морфогенеза в данном нервном центре уже вне зависимости от функциональной активности специфических комплексов генов в самих неравных клетках развивающегося нервного центра (самцовые или самочные. неважно). Лишь в результате реализации индуцирующих влияний периферических отростков в соответствующих нервных клетках, образующих под этим влиянием какое-либо нервное ядро, включаются новые гены, обеспечивающие развитие нейрона в определенный клеточный тип. [c.130]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология