А. Фултон - Цитоскелет. Архитектура и хореография клетки (1120983), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Есть мышцы, в каждом саркомере которых присутствуют две формы С-белка, Центры толстых нитей располагаются по М-линии, которая содержит белок миомезин с мол. массой 165 кДа. Кроме того, в М-линии присутствует особая, мышечная форма креатинкиназы [79]. Организация миофибриллы и, возможно„костамеров должна, по-видимому, отвечать сократительной функции мышечных клеток. Это соображение отвлекает внимание исследователей от несократительных аспектов жизнедеятельности скелетных мышц.
В мышечных клетках, однако, имеются помимо собственно сократительиых и все другие органеллы, хотя их расположение и отличается от почти кристаллической упаковки саркомеров. Одна из наиболее интересных загадок, касающихся строения скелетных мышц, состоит в том, что, как показали опыты с антителами, специфичными по отношению к у-актину, эта форма актина есть на митохондриях, но отсутствует в 1-полосе саркомеров. у-Актии обнаруживается также в субкортикальном слое клетки под плазматической мембраной [80].
Нужно отметить, что реальные скелетные миофибриллы не обладают такой кристаллической структурой, какую изображают иа схемах. Регулярность мышцы является, скорее, статистической. Так, тонкие нити в одном и том же саркомере различаются по длине, причем размах колебаний может составлять 0,18 — 1,2 мкм [69]. 8. Аркитектура цитоскелега Кроме того, ни Х-, ни М-линии не располагаются в мышцах взрослых особей с абсолютно строгой периодичностью, Таким образом, законы сборки сократительного аппарата мышцы не могут быть получены путем простой экстраполяции законов сборки бактериофагов: сборка в мышце не является строго линейным и детерминированным процессом с однозначно определенной конечной точкой, ее конечный результат — высокоупорядоченная, но не идеальная структура, и модели сборки саркомеров должны отражать этот факт. Высокая степень регулярности строения мышц привлекла внимание к процессу их развития как к модели для изучения путей возникновения пространственной организации.
Перераспределение некоторых мышечных белков во время развития мышц прослежено в деталях. Так, а-актинии в развивающихся скелетномышечных клетках расположен сначала так же, как в фибробластах и гладкомышечных клетках, т. е. в виде точечных -скоплений вдоль волокон натяжения, а примерно на четвертый день, когда начинается формирование саркомеров, он обнаруживается в центральных областях Е-дисков. На ранних стадиях развития культивируемых мышечных клеток фнламин тоже распределен, как в фибробластах, т.е. вдоль волокон натяжения; затем он на несколько дней исчезает, а потом появляется на периферии У,-дисков. В период исчезновения филамина происходит переключение его экспрессии: на ранних стадиях синтезируется белок, сходный с филамнном фибробластов и гладких мышц или даже идентичный ему, а тот белок, который появляется позднее и локализуется на периферии Е-дисков, является уже другой, отличающейся по своим биохимическим свойствам формой филамина ~81].
Десмнн не обнаруживается в мышечных клетках до тех пор, пока они не перестают делиться и не начинают экспрессировать специфические мышечные белки. В одноядерных мнобластах десмин образуется лишь в небольшом количестве, синтез его происходит главным образом в многоядерных мышечных трубках. В течение первых нескольких дней после начала его экспрессии десмин выявляется в мышечных клетках в виде системы филаментов, сходной, например, с сетью 3.
Архитектура цитаекехета виментиновых филаментов в фибробластах, а примерно к восьмому дню — на день позже филамина и на несколько дней позже а-актинина — он появляется на периферии Х-дисков, и с этого момента его расположение становится согласованным с расположением саркомеров. На всех стадиях развития мышцы содержат миозин. На самых ранних стадиях это, однако, цитоплазматическая, характерная для фибробластов форма миозина, и распределена она так же, как в фибробластах.
"в волокнах натяжения (с едва заметной прерывистостью) и по периферии клетки, в примембранном слое. Такое расположение сохраняется и в развивающихся мышечных трубках с той разницей, что волокна натяжения локализуются в трубках в основном на их концах. Середину же трубок занимает специфический мышечный миозин, который в зависимости от степени зрелости мышцы обнаруживается либо в виде не обладающих прерывистостью филаментов, либо в составе саркомеров [79, 82). То, что одна и та же изоформа тяжелой цепи миозина действительно меняет свое расположение в мышцах эмбрионов по мере их развития, убедительно доказывается опытами с моноклональными антителами ~83].
Для правильного развития мышцы важное значение имеют два несократительных белка. На протяжении всего развития в ней присутствуют тубулин и микротрубочки. Микротрубочки ориентированы обычно параллельно длинной оси развивающейся мышечной клетки, нарушение их функционирования отрицательно сказывается на мышечном развитии (к этому вопросу мы еще вернемся позднее).,Другой несократительный белок развивающейся мышечной клетки — это виментин. В диффузно распределенном виде он сохраняется в клетке даже после начала формирования саркомеров и появления в них а-актинина. Характер распределения виментина в мышце остается, впрочем, предметом споров. Одна группа исследователей находит виментин в У.-дисках, причем примерно тогда же, когда в них есть и десмин [84).
Однако двум другим лабораториям обнаружить виментин в саркомерах не удается ~85, 86). Возможные источники указанного противоречия интересно проанализировать с точки зрения сильных и 3. Архитектура цитоскемга слабых сторон иммунофлуоресцентного метода выявления белков. Положительный результат при иммунофлуоресцентном окрашивании объекта указывает на присутствие в нем одного или нескольких из следующих белков: 1) исследуемого аитигена; 2) иммунологическн родственного, но биохимически отличного антигена; 3) антнгена, загрязнявшего препарат, использованный для иммунизации; 4) белка, являющегося сильным неспецифическим адсорбентом для любого антитела.
Негативный результат окрашивания может быть обусловлен следующими причинами: 1) отсутствием антигена в окрашиваемом препарате; 2) недоступностью антигеиа для антител; 3) чрезмерно жесткими условиями окрашивания. К сожалению, ие существует метода окрашивания, который полностью исключал бы возможность ложноположительных и ложноотрицательных результатов, ибо контрольные окрашивания, необходимые для обеспечения надежности выводов, сами подвержены влиянию перечисленных выше факторов. Учитывая сказанное, можно предложить следующие гипотезы для объяснения неоднозначности данных относительно распределения виментина в мышечном волокне: 1) Х-диски мышечных клеток— как в культуре, так и у взрослых особей — содержат специфическую мышечную форму виментина, поэтому исследователи, которые располагают антителами широкой специфичности, могут выявить виментин в Х-дисках, тогда как другие, использующие в своих опытах антитела, которые распознают только виментин фибробластоидного типа, — не могут; 2) Х-диски вообще не содержат виментина, а положительная иммунофлуоресцентная картина является результатом того, что используемые виментиновые антитела имеют некоторое сродство к десмину, либо обладают к Х-дискам сильным неспецифическим сродством, не скомпенсированным путем правильного выбора условий окрашнвания; 3) мышцы, исследовавшиеся разными группами, отличались друг от друга по характеру их развития.
Какой из этих вариантов имеет место в действительности, можно будет установить только путем обмена антителами и сопоставления условий, в которых проводилось окрашивание ими. Мышечные клетки обладают специализированным 8. Архитектура Читоекекета цитоскелетом, приспособленным для осуществления сокращения; сильно развитая система микрофиламентов заполняет в этих клетках все внутреннее пространство, а не только клеточный кортекс.
Специализация достигается путем использования специфических мышечных изоформ белков и специфической организации их в клетках. В какой мере различия в организации обусловлены биохимическими различиями между белковыми компонентами, пока неизвестно. Ясно, однако, что в мышцах всех классов, включая н скелетные поперечнополосатые мышцы, цитоскелет представляет собой динамичную, развивающуюся структуру, непрерывно перестраивающуюся в соответствии с предъявляемыми к ней требованиями. 3.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
