Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 63
Текст из файла (страница 63)
11-23). Переходы из одного состояния в др происходят за считанные минуты в ответ на гормональн стимуляцию. Пигментные гранулы движутся вдоль микро ту бочек. Меланофоры можно сделать проницаемыми для неболь молекул, осторожно обработав их детергентом в июг концентрации. Если добавить к таким клеткам АТР, то прон дит агрегация пигмента, а если добавить еше и сАМР, пигментные гранулы, напротив, рассеиваются. Можно за вить меланофоры циклически собирать и вновь рассеивя пигмент, отмывая и вновь добавляя сАМР.
Влияние сАМР Цитоскепет 213 Выяснить, как растут нервнь1е клетки, казалось бы, несложно. Вводя в тело нервной клетки радиоактивные аминокислоты и определяя их включение в белки, исследователи показали, что белки выходят из тела нейрона и движутся по аксонам. На рис. 11-24 приведен результат эксперимента, в котором морской свинке делали иньекцию бН-лейцина в область иннервирующего язык нерва. Спустя девять дней животное забивали.
Нервное волокно извлекали и разрезали на кусочки длиной 2 мм, которые анализировали с помощью электрофореза в полиакриламидном геле с додецилсулъфатом натрия. Белки можно было 11-34 Бенки неброфиааменуо тубуаии Акт 11-24. Результаты анализа вык белков, движущихся вдоль сола, с помощью гель-электро- в присутствии ДСН (эалача !.34). 12 30 34 20 Расстояние оу теса клетки, мм различные процессы в клетке обычно осуществляется за счет активации сАМР-зависимых протеинкиназ. Может ли подобная система регулировать движение пигмента в меланофорах? Для проверки этой гипотезы исследовали действие на агрегацию и дисперсню пигмента группы веществ, влияющих на фосфорилирование и дефосфорилирование; ниже приводятся результаты проведенных экспериментов. 1. Добавленный ингибитор протеинкиназ подавлял сАМР-индуцированную дисперсию пигмента.
2. Ванадат натрия — мощный ингибитор протеинфосфатаз — не влиял на рассеяние пигмента, ио подавлял его агрегацию. 3. АТР-у-Я вызывал медленное рассеяние пигмента в отсутствие АТР и сАМР (структура АТР-у-Я приведена на рис. 11-7). АТР-?-Б может служить субстратом для многих протеинкиназ, но, как правило, не может быть источником энергии в системах, для функционирования которых используется свободная энергия гидролиза АТР (см. задачу 11-8). 4. Пигмент, диспергированный под действием АТР-?-Я, крайне медленно реагрегировал при замене буфера на свежий, содержащий только АТР, — в противоположность тому, что наблюдается при рассеянии, вызванном АТР и сАМР. 5.
При инкубации с АТР-у-"Р в присутствии сАМР метка включалась в белок с молекулярным весом 57 000 Да; если сАМР удаляли, метка из белка исчезала. А. Предложите молекулярную модель регуляции рассеяния и агрегации пигментных гранул. Б. Нужна ли для рассеяния пигмента н/нли для его агрегации свободная энергия гндролиза АТР? 214 Глава 11 )ф разделить грубо на три группы. Гетерогенная группа гликоп теинов, находвцихся в везикулах, мигрирует столь быстро, успевает выйти за пределы показанного на рнс.
11-24 уч аксона. Актин н ряд растворимых ферментов движутся быст (примерно 3 мм в день), чем белки нейрофиламентов (пример 1 мм в день). Тубулвн, по-вцднмому, попадает в оба после класса. Эти данные послужили основой для предположения, сборка нейрофиламентов и мнкротрубочек происходит в то. клетки, а затем они движутся вдоль аксона в виде цел структуры («единым фронтом»), которая остается интакта ' пока не достигнет конца аксона, где разрушается или ре зуется. Однако ваши собственные наблюдения за ростом нер в культуре (концы отростков движутся со скоростью око 40 мкм/ч) заставляют вас скептически относиться к это традиционному взгляду на рост аксонов. По вашему мнея конец растущего аксона ведет себя так, как будто он мо выбирать, куда ему расти, а не так, будто его толкают сз Чтобы узнать, где же осуществляется сборка микротрубоэ вы добавляете с помощью микропипетки ннгибитор микро бочек — колхицин — поочередно к концу аксона и к его осно нню.
Когда колхицин действует на конец аксона, рост это аксона прекращается; в то же время другие необработаяо аксоны того же нейрона продолжают расти Напротив, действии колхицина на тело клетки подавления роста нерв окончаний не наблюдается. Поскольку плюс-концы мнкрот бочек располагаются в нервном окончании, вы делаете вы и. что данные экспериментов с использованием метки в какой. степени вводят в заблуждение — на самом деле рост аксо происходит на конце. Вашу работу опубликовали, но вызвала много возражений. А.
Как соотносятся скорость роста нервных окончаний, изме ная под микроскопом, со скоростью движения белков по а ну, определенной с помощью радиоактивной метки? Б. Если вы сторонник той гипотезы, которая предполагает, сборка мнкротрубочек происходит в теле клетки, как вы об инте действие колхицина? В. Если вы придерживаетесь того мнения, что сборка происхо на конце аксона, то как вы объясните приведенные на рис. 11: результаты, полученные с помощью метки? Г. Если бы вы могли вводить в нервные клетки тубулин, конъю рованный с биотином, то какую картину движения мечено сегмента микротрубочек по аксону следует ожидать в соо ветствни с первой и второй гипотезами о росте аксонов? Межклеточная сигнализация 12-1 А Заполните пропуски в следующих утверждениях. Специализированные эндокринные клетки секретируют , которые распространяются с кровотоком и влияют на клетки-мишени, находящиеся в разных частях тела.
Химические медиаторы, которые действуют лишь на клетки, находящиеся в непосредственной близости от места выброса, участвуют в процессе, называемом Передачу сигналов между клетками нервной системы осуществляют, которые секретируются в специализированных контактах, называемых химическими синапсамн. Эндокринная система у позвоночных физически и функционально связана с нервной системой; роль связующего звена выполняет специальный отдел мозга, который называется — функционально важное семейство локальных химических медиаторов, представляющих собой производные жирных кислот, состояших из 20 углеродных атомов.
Г 12-2 Укажите, какие из следующих утверждений правильные, а какие— нет. Если утверждение неверно, обаясните почему. Эндокрннные сигналы вызывают относительно замедленный от- вет, ибо их распространение определяется диффузией и скоростью кровотока. Специфичность эндокринного сигнала зависит от природы воспри- нимающих клеток, нх рецепторы прочно связывают гормон за счет большого числа слабых химических взаимодействий. Концентрация нейромедиатора в нервно-мышечном сннапсе может в 5000 раз превышать эффективную концентрацию гормона в кро- ви.
Гормоны быстро удаляются нз крови за счет действия гндролити- ческих ферментов. Специфичность сигнальных молекул такова, что они действуют всегда по одному и тому же типу сигнализации: эндокринному„ паракринному или синаптическому.
Если одна и та же сигнальная молекула по-разному действует на отдельные ткани-мишени, то обычно различаются и рецепторы, опосредуюшне эти эффекты. Одна из причин, по которой физиологические реакции, вызывае- мые пептидными гормонами (например, инсулином), развиваются довольно медленно, состоит в том, что пептид должен быть вначале синтезирован вырабатывающей его эндокринной клеткой,  à — д Три системы химической сигнализации: эицокринная, паракринная и сннаптическая (МБК 12.1) 21й Глава 12 Чтобы получить антитела против ацетилхолинового рецептора' выделенного из электрического органа электрического угря, вз~ вводите препарат очищенного рецептора мышам.
По мере разяпов, тия имунного ответа вы замечаете интересную корреляцию: мыля с высоким уровнем антител против рецептора выглядят слабызя и вялыми, тогда как мыши, у которых уровень антител низкя1 сохраняют обычную активность. Вы подозреваете, что антител, к ацетилхолиновому рецептору угря способны взаимодействовап с мышиными ацетилхолиновыми рецепторами, вызывая дестр ут цию многих из них. Поскольку уменьшение количества ацетилхс. липовых рецепторов у человека служит причиной аутоиммунноп заболевания — тяжелой миастении (туазбзеша ягач)з), вы решаеп проверить, не приведет ли инъекция лекарственного препарап неостигмина к временному восстановлению сил, как это происхь дит у больных миастенией.
Действительно, после введения н ев. стигмина мыши моментально «оживают» и становятся всеми активными. Предложите объяснение того, каким образом нес. стнгмин может временно восстанавливать нормальную рабой нервно-мышечного синапса с пониженным количеством рецепта ров ацетилхолина. 12-3 Сукцинилхолин (аналог ацетилхолина) используется в хирурги в качестве миорелаксанта. Применение его требует осторожносп. поскольку некоторые пациенты после такого обездвиживавв (паралича) восстанавливаются слишком медленно, что созда« угрозу для их жизни. У этих индивидов обнаружен недостатц фермента псевдохолинэстеразы, в норме присутствующего в ийц ви.
Если сукпинилхолнн-это аналог ацетилхолина, то как ви думаете, почему он вызывает расслабление мышц, а не их сохраня ние, как ацетилхолин? 12-5 Радиоиммуноанализ (РИА), отличаясь чувствительностью, тел постыл и быстротой, может бызь мощным инструментом дн' количественного определения практически любого вещест ж представляющего биологический интерес. Основы метода бып разработаны в процессе изучения диабета у взрослых, когж в крови больных были обнаружены антитела с высоким сродсгвая к инсулину и понадобилось разработать приемы, позволяюпяп отличать свободный инсулин от инсулина, связанного с антитекь ми. Как можно использовать антитела с высоким сродством к вх..
сулииу и методы разделения связанного и свободного инсуляа для измерения его низких концентраций? Если небольшое коля., чество антисыворотки к инсулину смешать с таким же небольшва количеством высокорадиоактивного инсулина, то часть инсуляж, 3. Водорастворимые гормоны взаимодействуют с рецепторам~ ря расположенными на поверхности плазматической мембраны, з ял гормоны, растворимые в липидах, связываются, как правили(ж с внутриклеточными рецепторами. И. Тучные клетки секретируют гистамин, стимулирующий воспал») тельную реакцию, а также выделяют два тетрапептида, котора( служат аттрактантами для эозинофилов. Эти последние синтеза~ руют антнгнстаминные вещества и тем самым «тушат» воспалв,' тельный процесс.
Мвжклеточная сигнализация 217 12-1. Калибровочная кривая 14 радаовммуноанализа инсулина ча 12-5). 1,2 з 4,0 $ ~ о,в 3 ' з о,в 0,4 0,2 0,0 О в 10 ев дсаееленный немеченый инсулин, лг/мл свяжется, а часть останется свободной в соответствии с равновесием: Инсулин+ АнтнтелояеКомплекс инсулин-антитело 1Комплекс инсулин — антитело3 К ?с 1" Иисулин3 [Антитело] При добавлении к этой смеси (где количества радиоактивно меченного инсулина н антител постоянны) возрастающих количеств немеченого инсулина отношение связанного радиоактивного инсулина к свободному будет-в соответствии с уравнением равновесия — уменьшаться (рис. 12-1). Если концентрации немеченного гормона известны, то полученная кривая может служить в качестве калибровочной при исследовании неизвестных образцов.
У вас есть три пробы, где нужно определить концентрацию инсулина. После смешивания их с теми же количествами радиоактивного инсулина и антиинсулиновых антител, которые использовались при получении калибровочной кривой, приведенной на рис. 12-1, были выявлены следующие соотношения (связанный инсулин / свободный инсулин): проба 1 0,67 проба 2 0,31 проба 3 0,46. А. Какова концентрация инсулина в каждой из этих проб? Б.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
