Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Удлинение акросомального отростка (акросомальная реакция) у спермнев некоторых беспозвоночных происходит в результате быстрой полимеризации накопившихся мономеров актииа. Регуляция сборки актнна в фнламенты осуществляется на уровне создания на плазматической мембране участков нуклеации для роста актиновых филаментов, Цитохалазин нарушает расхождение хромосом в мнтозе, что указывает на участие в этом процессе актнна. ННР н~"~ Й Ъ-Р-Π— Р— Π— Р— О-ОН н н н н Г АТР 'О О 'Р-Р-О-Р— Π— Р— Π— ОН О !! ! О О О н н н н К нее) -н О -О О 1 ! !! Ъ-Р-ΠР— Π— Р— Н ! 6 ! Ч О О н н н 11-10 АТР выполняет двоякую роль в сокра!цении терминальной сети, контролирующей подвижность микроворсинок на поверхности кишечного эпителия.
Две функции АТР были выявлены с помощью аналогов АТР— АТР-у-Б и инозинтрифосфата ПТР), структурные отличия которых от АТР показаны на рис. 11-7 стрелками. На выделенных из кишечного эпителия мембранах, содержащих микроворсинки и связанную с ними терминальную сеть, были проведены эксперименты двух типов. В одном случае препарат клеточных мембран вначале преинкубировали с АТР-у-Б или без него в присутствии Са", а затем добавляли .11-7. АТР и два его аяалогв— 17РП-3 н 1ТР (задача 1!-Ю). Д.
Пальцевидные выросты, имеющиеся на поверхности многих животных клеток, называются Е. Специализированный кортекс в апнкальной части эпителиальных клеток кишечника носит название ; он представляет собой густую сеть из молекул спектрина, расположенную поверх слоя промежуточных филаментов. Ж. Клетки прикрепляются к субстрату с помощью специальных структур, называемых , эти структуры служат точками прикрепления к плазматической мембране нитей напряжения. 3. Процесс непрерывного переноса мономеров актнна от одного конца тонкого фнламента к другому называется И. Клетки, растущие в культуре, часто образуют тонкие выросты— , имеющие ширину около 0,1 мкм и длину 5-10 мкм.
К. На переднем крае ползущих клеток и конусов роста время от времени образуются тонкие листовидные выступы, называемые 200 Глава 11 Э коне рн мент Предьенкубацня Инку бацвя Сокрашевне АТР 1ТР АТР-у-Б АТР 1ТР АТР-у-Б Есть Нет Нет Есть Есть Нет Без аналога Без аналога Без аналога АТР-у-Б АТР-у-Б АТР-у-Б О,В '(и АТР, 1ТР нли АТР-у-Б и регистрировали сокращение тер нальной сети (табл. 11-1).
Во втором случае мембраны инку ровали с мечеными аналогами АТР и определяли, какие при этом фосфорилируются. Оказалось, что легкая цепь мио г на подвергается фосфорилированню в присутствии АТР-у-и ' и АТР-у-з'Б, но не в присутствии 1ТР-у-ззр. Какова двоякая роль гидролиза АТР в сокращении термина: ной сети? В какой из функций АТР можно заменить на АТР-у В какой-на 1ТР? Обе рассматриваемые функции АТР зависят от пшро концевой (у) фосфодиэфирной связи. Чем объяснить тот фж что в двух описанных типах экспериментов аналоги АТР ве себя по-разному? 0,6 й ол о, 500 1 време, е Рве. 11-8.
Увеличение вюкостн растворов актнна в присутствии н в отсутствие цнтохалазнна В (задача 11-11). Цитохалазин В-это мощный ингибитор некоторых форм точной подвижности, таких, как цитокинез и продвиже кончиков растуших аксонов; он резко уменьшает вязк гелей, образуемых смесями актнна с различными актин-св ваюшими белками. На основании этих наблюдений мо предположить, что цитохалазин влияет на процесс обо актиновых филаментов; он, однако, не связывается с маном .
ным актином. Каким же образом он оказывает свое действие подвижность? Рассмотрим следуюший эксперимент. Короткие актино филаменты были декорированы миозиновыми головками, н ' тем в присутствии цитохалазина В или в его отсутствие к был добавлен мономерный актин. За процессом сборки акт вых филаментов следили, измеряя вязкость раствора (рис. 11 и исследуя пробы с помощью электронного микроскопа ( 11-9). Что можно сказать о характере сборки антиповых филаменг ', в нормальных условиях на основании электронно-микроско ческих данных? Предложите объяснение того, каким образом цитохалазйн ингибирует сборку актиновых филаментов. Дайте тракт данных вискозиметрии и внешнего вида филаментов электронных фотомикрографиях.
Судя по параметрам сборки актнновых филаментов в но и актин-связываюшим свойствам цитохалазина В, мономе; актина, присоединяясь к филаменту, меняют свою конфоу цию. На основании каких данных сделан этот вывод? в отсутствия цитохллазина в Онеренннй ЗчЧЧЧЧХ ранен 1+] в присутствии цитохалазинл в З метаем ный ~~ Рве. 11-9. Внд типичных актнновмх фнламентов, образовавшихся в прнсутствнн н в отсутствие цито- халазнна В (задача 11-11). Вверху показаны декорированные актнно- вые фнламенты перед добавлением мономеров актнна; ниже нзображе- ны фнламентм, образовавшиеся в течение разных промежутков времени после нх добавления. В Ваша конечная цель — обьяснить феномен человеческого соз ния, а преподаватель хочет, чтобы в качестве первого шага Таблнца 11-1.
Использование аналогов АТР для изучения сокрашения тер.: . нальной сети в мембранах нз клеток кишечника (задача 11-10) .$ разобрались в некоторых основных моментах сборки мономеров актина в филаменты. Преподаватель говорит вам, что АТР связывается с мономерами актина и необходим для процесса сборки, но при этом гндролиз АТР для полимеризации необязателен, ибо в определенных условиях АТР можно заменить на АГВР. Однако филаменты, образовавшиеся в присутствии АОР, гораздо менее стабильны, чем филаменты, образовавшиеся в присутствии АТР, и это вызывает у вас тайное подозрение, что на самом деле при сборке актиновых филаментов используется свободная энергия гидролнза АТР.
Преподаватель предлагает вам тщательно измерить количественное соотношение между числом гидролизованных молекул АТР и числом мономеров актина, соединившихся в полимер. Эксперимент включает следующие этапы. Для измерения гидролиза АТР вы добавляете в раствор полимеризующегося актина АТР-у-в'Р, после чего отбираете через короткие промежутки времени пробы и определяете в них количество образовавшегося неорганического фосфата. Чтобы измерить полимеризацию, вы с помощью спектрофотометра следите за увеличением светорассеяния, которым сопровождается образование актиновых филаментов.
Ваши результаты изображены на рис. 11-10. Из данных по измерению светорассеяния следует, что полимеризовалось 20 мкмоль мономеров актива. Поскольку количество мономеров актина в составе полимеров в ~очности совпадает с количеством гидролизованных молекул АТР, вы делаете заключение, что присоединение к актиновому филаменту каждого нового мономера сопровождается гидролизом одной молекулы АТР.
Когда вы показываете результаты преподавателю и сообщаете ему свои выводы, он улыбается и очень мягко указывает вам, что нужно посмотреть на график более внимательно. По его мнению, ваши данные подтверждают способность актина полимеризоваться без гидролиза АТР. 0 100 200 зпп Время, с 11-10. Квиегяка полямеризаик а«тапа я гядроляэа АТР (ихача 11-12). А Б Что преподаватель увидел в этих данных, а вы не заметили? Что можно сказать на основе ваших данных о распределении АТР и АТВР в полимеризующихся актиновых филаментах? Один из самых поразительных примеров «чисто актиновой» подвижности клеток-это акросомальная реакция спермня голотурии.
В головке спермия содержится запас неполимеризованного актина. Когда спермий вступает в контакт с яйцом, этот актин быстро полимеризуется, образуя длинное стреловидное выпячивание (акросомальный отросток). Конец этого акросомального отростка проникает в яйцо и, возможно, используется также для «втаскивания» внутрь самого спермия.
Где новые мономеры актина присоединяются к акросомальному пучку актиновых филаментов во время удлинения отростка-в основании пучка или на его конце? Если доставка мономеров к месту сборки определяется диффузией, то этот вопрос можно решить, измеряя длину акросомального отростка в зависимости от времени. В самом деле, если присоединение новых мономеров актина к растущим филаментам происходит у основания отростка (которое находится внутри головки), то зависимость длины от времени должна быть линейной, так как расстояние от источника мономеров до места сборки не меняется. Если же новые субъединицы «добавляются» на вершине о~ростка, то скорость его роста по мере удлинения должна 202 Глава 11 во во а а и 4О еа го о 2 4 а в 30 Время, е Движение ресничек (МБК 11.3) Заполните пропуски в следующих утверждениях. -это волосковндные выросты на клеточной п верхности; они образованы микротрубочками н движутся и миниатюрные хлысты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
