Том 1 (Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (PDF))

Брюс АльбертсАлександр ДжонсонДжулиан ЛьюисМартин РэффКейт РобертсПитер УолтерМолекулярнаябиологияклетки5-е изданиеТом 1С задачамиДжона УилсонаТима ХантаУДКББКАльбертс Б. и др.Молекулярная биология клетки. — М.–Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическаядинамика», Институт компьютерных исследований, 2012.

—2000 с.ISBN 978-0-8153-4111-6 (англ.)ISBN 978-5-93972-???-?© НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2012ПредисловиеВо многих отношениях мы знаем устройство Вселенной лучше, чем механизмы функционирования живых клеток. Ученые могут вычислить возраст Солнцаи предсказать день, в который оно померкнет, однако до сих пор никто не сумелобъяснить, почему человек может прожить восемьдесят лет, а мышь — всеголишь два года. Нам известны полные последовательности геномов этих двух имногих других биологических видов, но, несмотря на это, мы еще не научилисьпредсказывать, как поведет себя клетка, если мы вызовем в ней мутацию того илииного еще не исследованного гена.

Звезды могут быть в 1043 раз крупнее клеток,но клетки обладают более тонкой структурой и являют собою более сложные иболее удивительные воплощения законов физики и химии. Подчиняясь законамнаследственности и действию естественного отбора, царящим на Земле с моментазарождения жизни и до сего дня, то есть около 20 % возраста Вселенной, живыеклетки постепенно совершенствовали свои молекулярные машины, расширяли ихспектр и записывали результаты своих экспериментов в генетических инструкциях,которые передавали потомству.С каждым новым изданием этой книги мы удивляемся тому объему новой информации, которую цитологи успевают собрать всего за несколько лет. Но, пожалуй,еще более нас поражает и покоряет искусное устройство механизмов, с которымимы встречаемся.

Чем глубже мы проникаем в клетку, тем сильнее осознаем, какмного нам еще предстоит узнать. Когда наивными юнцами мы только ступили настезю клеточной биологии, мы провозглашали идентификацию отдельного белка— скажем, сигнального рецептора, — величайшим свершением науки, о чем теперьвспоминаем с улыбкой, заглядывая в первое издание этой книги. Теперь мы понимаем, что в большинстве своем белки, как правило, входят в состав комплексов и ввиде единой системы работают совместно со многими другими белками, посредствомтонких механизмов регулируя действия друг друга, и, благодаря наличию связи сбелками цитоскелета, удерживаются в точно отведенной им позиции, что придаеттакого рода химическим фабрикам определенную пространственную структуру.

Секвенирование генома снабдило нас практически полными молекулярными каталогамипо устройству множества различных организмов; генетика и биохимия рассказалинам многое о том, на что способны все эти молекулярные комплектующие в отдельности, а также об их взаимных симпатиях и антипатиях; однако же при этом мыимеем лишь самое примитивное представление о динамике таких биохимическихсистем со всеми хитросплетениями сети их централизованного управления. Поэтомукаждый раз рассказывая читателю о крупных достижениях клеточной биологии,мы с глубочайшим трепетом относимся к тем еще выше вздымающимся вершинам,которые цитологам предстоит покорить в будущем.В это издание мы включили новый материал по многим темам:от эпигенетики, модификации гистонов, малых РНК и сравнительной геномики до генетическогошума, динамики цитоскелета, управления клеточным циклом, апоптоза, стволовыхклеток и новейших методов лечения рака.

Как и во всех предыдущих изданиях, мыпостарались прежде всего дать читателю концептуальную основу, дабы упрочить6Предисловиеего положение в том море информации о клетках, в которое мы сейчас погружены.Такой посыл означает уход от тривиальной декламации фактов. Наша цель состоит в том, чтобы показать читателю возможности применения этих фактов — дляуяснения, предсказания и управления поведением живых систем.Чтобы помочь читателям на пути активного освоения предмета, мы впервыепоместили в конце глав задачи, написанные Джоном Уилсоном и Тимом Хантом(John Wilson и Tim Hunt). Особое значение в них уделено количественномуподходу и искусству построения умозаключений по результатам эксперимента.В сопроводительном к основному издании2 «Molecular Biology of the Cell, FifthEdition: The Problems Book» (ISBN: 978-0-8153-4110-9) тех же авторов приведеныподробные ответы на эти задачи, а также содержится более 1 700 дополнительныхзадач и решений к ним.Следующий атрибут основной книги — вложенный в нее DVD-диск.

На немнаходятся сотни фильмов и анимаций, в том числе много новых, впервые представленных в этом издании; показывая клетки и клеточные процессы в действии,они назидательно скрашивают чтение этого фолианта; теперь в диск включенывсе рисунки и таблицы из основной книги, заранее вставленные в презентацииPowerPoint®. В числе прочих вспомогательных материалов, выпущенных в дополнение к нашей книге, имеется банк тестовых вопросов и конспектов лекций,предназначенный преподавателям соответствующей квалификации для успешногопроведения практических занятий, и набор из 200 многоцветных диапозитивов.Мы предвидим, что различным категориям читателей разные части этой книги понадобятся в разной степени.

Так, исследовательские центры, лаборатории ибиблиотеки пожелают иметь полный набор глав в едином печатном томе – как в«Reference Edition» (в «Основном издании» англоязычной версии) англоязычнойверсии. Тем, кто предпочтет иметь главы, образующие остов книги, в несколько болеетранспортабельной форме, предлагается «Student Edition», содержащее главы 1–20в печатном виде, а главы 21–25 (по многоклеточным системам) — в электронной(PDF) форме на сопровождающем диске.Полное описание условных обозначений, принятых в данной книге, приведено вразделе «Примечания для читателя», который следует за этим предисловием.

В неммы объяснили наш подход, которого мы придерживаемся при написании названийгенов в организмах различных видов: во всех главах этой книги мы используемединый стиль, вне зависимости от вида организма, и зачастую действуем вопрекиобщепринятым и установленным для каждого биологического вида нормам.Как и раньше, при каждом переиздании этой книги мы остаемся в неоплатномдолгу перед многими людьми. Все благодарности за научную помощь приведеныв отдельном разделе, но здесь мы должны особо отметить тех, кто внес исключительно важный вклад в это издание: Джулия Териот (Julie Theriot) взяла на себяпрактически полную ответственность за главы 16 («Цитоскелет») и 24 («Патогены,инфекция и врожденный иммунитет»), Дэвид Морган (David Morgan) почти всецелоотвечает за главу 17-ю («Клеточный цикл»).

Уоллиса Маршалл (Wallace Marshall)и Лаура Аттарди (Laura Attardi) оказали огромную помощь при написании соответственно глав 8 и 20, Мейнард Ольсон (Maynard Olson) — раздела «Эволюциягеномов» главы 4, Сяодун Ван (Xiaodong Wang) — главы 18, а Николас Харберд2 Эта и приводимая в последующих двух абзацах информация относится только к оригинальному изданию «Molecular Biology of the Cell, Fifth Edition», поэтому весь дополнительный материал к«Основному изданию» (Reference addition) здесь и далее приведен на языке оригинала.Предисловие 7(Nicholas Harberd) — раздела «Передача сигналов у растений» главы 15.Мы многим обязаны также сотрудникам издательства Garland Publishing ивсем, кто помогал воплотить усилия авторов, надеемся, в безукоризненный конечныйпродукт.

Дэнис Шанк (Denise Schanck) руководил всем проектом и наставлял своенравных авторов на верный путь с присущей ему мудростью, опытом и добротой.Нигель Орме (Nigel Orme) со свойственным ему талантом придавал иллюстрациямзавершенную форму и приглядывал за внешним видом книги, включая и заднююобложку переплета. Мэтью Клементс (Matthew Clements) разработал макет книгии дизайн передней обложки. Эмма Джеффкок (Emma Jeffcock) с необычайнойскоростью и невозмутимой деловитостью распланировала страницы, с безукоризненной точностью внося в них неисчислимые исправления. Майкл Моралес (MichaelMorales) ловко воплотил множество анимаций, видеоклипов и других материаловв удобный для пользователя DVD-диск. Элеонора Лоренс (Eleanor Lawrence)и Шерри Гранум (Sherry Granum) обновили и расширили словарь специальныхтерминов.

Джекки Харбор (Jackie Harbor) и Сигрид Мессон (Sigrid Masson) дисциплинировали нас и не позволяли нам отлынивать от работы. Адам Сендрофф(Adam Sendroff) держал нас в курсе нужд и чаяний наших читателей, сообщая намих пожелания и отзывы. Марджори Андерсон (Marjorie Anderson), Брюс Гоутли(Bruce Goatly) и Шерри Гранум (Sherry Granum) заботливо вычесывали досадныерепьи ошибок из густословия нашей рукописи; их стараниями из текста были изъятымногие неясности, погрешности и помарки. Мы благодарим их всех не только запрофессионализм, преданность и работоспособность, далеко превосходящую нашусобственную, но также и за неизменную предупредительность и дружелюбие: работунад книгой они превратили в настоящее удовольствие.Наконец, но с не меньшей признательностью, мы выражаем свою благодарность нашим супругам, семьям, друзьям и коллегам.

Без их терпения и неустаннойподдержки мы, скорее всего, не произвели бы на свет ни одного издания этойкниги.Краткое содержаниеПредисловие........................................................................................... 2Краткое содержание................................................................................ 5Дополнительный иллюстративный материал................................................

7Содержание............................................................................................ 9Благодарности.......................................................................................72Примечания для читателя........................................................................85Часть I. Введение в мир клетки................................................................91Глава 1.

Клетки и геномы........................................................................91Глава 2. Химия клетки и биосинтез......................................................... 175Глава 3. Белки..................................................................................... 334Часть II. Основные генетические механизмы............................................ 429Глава 4. ДНК, хромосомы и геномы....................................................... 429Глава 5.