Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Резудьтаты, полученные как с клетками дикого типа, так и с клетками, несущими клонированные рецепторы аспартата, изображены на рис. 12-16. ае 100 вее ео йе ео е и а, 40 40 00 ЕО о зо . 12-16. Поведение клеток ликов тяпа ц клеток, несуших клони1юеапаые рецепторы (задача 12-32).
Ереме, мии Добавление аспартата Таблица 12-4. Хемотаксис у штамма дикого типа и мутавтцых штаммоа Е. соб (задача 12-3!) 236 Глава 12 А. Является ли передача сигнала обоими клонировапными рецеа торами нормальной? Б. Отклоняются ли от нормы адаптивные свойства клонирован иых рецепторов? В. Предложите молекулярный механизм, объясняющий, почек? при введении в бактерии клонированных генов рецепторы-~ нормальный, и укороченный, — реагируют на сигнал иначе, чех нормальные рецепторы в бактериях дикого типа (рис. !2-16).
гн- У вЂ” и ем Ряс. ЗЗ-ь Окращивание зародьппа Вгогсрлпц находящегося на ранней гтклии развития, с помощью анти- тел к тубулину позволяет видеть, 5кагодаря полной синхронности Хекення клеток, сотни митоти- кгсках веретен Рнотография любез- кс предоставлена б. Албертсом).
Рост и деление клеток Фазы клеточного цикла и их причинная взаимосвязь (МБК 13.1) 13-1 Заполните пропуски в следующих утверждениях. А. Во время содержимое ядра конденсируется с образованием видимых в микроскоп хромосом. Б. В процессе клетка разделяется на две дочерние клетки. В. Легкодоступные для наблюдения события мнтоза и цитокинеза вместе занимают лишь короткий период клеточного цикла, называемый Г. Интервал между последовательными митозами называется Д.
Период клеточного цикла, предназначенный для синтеза ДИК, называется Е. Благодаря тому что клетки во время митоза принимаю~ округлуга форму и становятся слабо прикрепленными к культуральной под- 238 Глава 13 ложке, можно получить синхронную популяцию путем легком встряхивания флакона н последующего отбора клеток (меты — ).
Цитоплазма клеток в фазе М содержит фактор, называемьв ; он может ввести ядро в состояние митоза на люба! фазе клеточного цикла. Дробящиеся яйца моллюсков, лягушек и морских ежей содержи белок , концентрация которого сначала равномерн« повышается от нуля до некой величины, а с середины фази М внезапно падает опять до нуля. 13-2 Укажите, какие из следующих утверждений правильные, а какие- нет. Если утверждение неверно, объясните почему. Удвоение большинства клеточных компонентов в процессе дслеяж клеток не требует строгого контроля. Продолжительность клеточного цикла варьирует в зависимости <к типа клеток, причем наибольшие различия относятся к фазе О<. В тканях животных измерить продолжительность клеточного цяг.
ла невозможно. Синхронные популяции клеток можно получать с помопвю центрнфугирования. В фазе О, клетки претерпевают переходное состояние, называемя точкой старта; оно связано с внутренними изменениями, приводя шими к началу синтеза ДНК. Скорости синтеза большинства белков изменяются в зависимости от стадии клеточного цикла. Если клетка в фазе Б сливается с клеткой в ранней фазе О„те в ядре, находящемся в фазе О,, немедленно начинается сияпв ДНК. При слиянии клеток в фазе Оз с клетками в фазе Б в ядраг Я-фазных клеток блокируется синтез ДНК.
Это явление известке как блокада повторной репликации ДНК. При слиянии митотических клеток с клетками в любой другой фаз< клеточного цикла все ядра в общей цитоплазме вступают в мнтоз. В нормальных клетках каждая стадия клеточного цикла зависит от правильного завершения предшествующей стадии. Ни синтез РНК, ни синтез белка не являются необходимыми дп вступления клеток в митоз.
Созревание ооцитов Хепориз можно вызвать по крайней мер< тремя способами: воздействием прогестерона, микроинъекцией белка МРР или микроинъекцией мРНК циклина. В Д 3 И К Определение доли клеток, находяшихся в митозе, (митотическоге индекса) — это общепринятый метод для оценки продолжитель ности клеточного цикла. Вы решили измерить клеточный пик< в печени взрослой мыши путем определения митотического индег. са.
С этой целью вы приготовили срезы печени н окрасили их длз выявления митотнческих клеток. Через три дня при подсчете вя обнаружили только 3 митоза на 25 000 клеток. Предполагая, что фаза М длится 1 ч, рассчитайте продолжительность цикла в печенг взрослой мыши. 1З-З Общую продолжительность клеточного цикла и доли в ней фаз О„ Б, С н М можно определить с использованием метода микроско. пии и метода радиоавтографии. Рассмотрите, например, следую.
щую серию экспериментов, поставленных для изучения клеточного цикла у !.-клеток мыши. 1О' ч $ ч 1ОВ 10' о го 40 60 00 100 Время,ч Рпс. 134. Увеличение числа Ь-клева мыши во времени (залвчв 13-4). Д, МЕЧЕНЫЕ МИТОЗЫ Рост и деление клеток 23Э А. Общую продолжительность клеточного цикла измеряли по ско- рости роста популяции в экспоненциальной стадии. Для этого подсчитывали число клеток в пробах культуральной жидкости, отобранных в разные моменты времени (рис.
13-1). Какова общая продолжительность клеточного цикла у 1:клеток мыши? Б. За исключением митоза, хорошо видимого в световом микроскопе и продолжающегося около 1 ч, определение длительности фаз клеточного цикла требует тщательного экспериментального анализа.
В одном из таких экспериментов к асинхронно растущей клеточной популяции (со случайным распределением по клеточному циклу) добавляли 'Н-тимидин, затем через определенные промежутки времени клетки окрашивали и готовили для радиоавтографии. Клетки, включившие 'Н-тнмндин, засвечивали фотоэмульсню, и над ними появлялись зерна серебра. На рнс. 13-2, А изображена зависимость относительного количества меченых митотических клеток от времени, прошедшего после добавления 'Н-тимидина. На рис. 13-2, Б представлен график зависимости среднего числа зерен серебра над митотическими кяеткими от времени после добавления 'Н-тнмидина. На основе этих данных и другой информации, содержащейся в задаче, определите продолжительность фаз О„Я и О, клеточного цикла 1.-клеток мыши и объясните ход своих рассуждений.
О г 4 В О влемя паапа даоеплеиия Н.чимидиие, ч Е, ЧИСЛО ЗЕРЕН СЕРЕБРА о Е 1О !О Влемя наале даапепе ия Н-чимидиип, ч йк. 13-2. Число меченых мятопчеашх клеток квк функцяя вреивн, прошедшего после добавле- ш 'Н-твмяляяа (задача 13-4). ' я Фракция меченых мятотяческях меток Б. Среднее число зерен "покора пвл мечеными мятотячес- пвп клетками. 13-6 Чем определяется длительность фазы 8? Возможно, она зависит от количества содержащейся в ядре ДНК.
Для проверки этого предположения вы измеряете длительность фазы 8 у ящерицы, лягушки и тритона, у которых содержание ДНК в клетках различно. Как показано в табл. 13-1, длительность фазы $ возрастает с увеличением содержания ДНК. Эти организмы сходны в том, что они холоднокровнь1е. Однако это разные виды. Вы вспоминаете, что у лягушек можно Для многих экспериментов желательно иметь популяцию клеток, проходящих клеточный цикл синхронно. Один из методов синхронизации, разработанный в числе первых и часто используемый до сих пор, — это так называемый метод двойной тнмидиновой блокады. Если добавить к культуральной жидкости тнмидин в высокой концентрации, то синтез ДНК в клетках прекращается.
Избыток тимидина блокирует фермент рибонуклеотидредуктазу, преобразующий рибонуклеотгщы в дезоксирибонуклеотиды. Прн ингибировании этого фермента количество дезоксирибонуклеотидов падает и синтез ДНК останавливается. Когда избыток тимидина удаляют, заменяя среду на новую, количество дезоксирнбонуклеотндов увеличивается н синтез ДНК начинает идти нормально.
Для клеточной линии с 22-часовой продолжительностью клеточного цикла, где М = 1 ч, О, = 10 ч, 8 = 7 ч и Ог — — 4 ч, схема эксперимента по синхронизации методом двойной тимидиновой блокады должна быть следующей: 1, В 0 ч (1 = 0 ч) добавить избыток тимидина. 2. Через 18 ч (1 = 18 ч) избыток тнмндина удалить. 3. Через 10 ч (1 = 28 ч) добавить избыток тимидина. 4. Через 16 ч (1 = 44 ч) избыток пемиднна удалить. А. В какой точке клеточного цикла находится популяция клеток когда тимидин удаляют во второй раз? Б. Объясните, почему такая периодичность добавления н отмывания избытка тимидина позволяет синхронизировать клеточную попу- ляцию? 240 Глава 13 Таблица 13-1. Корреляция между продолжительностью фазы Б н еолержвив ДНК (задвчй 13-6) Количество ДНК и ядре, Продолжительность фвж, Ш.
Я, ч Организм !5 26 41 3,2 15 45 Яшерицв Лягушка Тритон получать гаплоидные зародыши, и повторяете свои измерения а гаплоидных и диплоидных клетках. Оказывается, что по пролез жительности Б-фазы гаплоидные клетки лягушки не отличаются а диплоидных. В литературе вы находите аналогичные данные йв растений: тетраплоидные линии фасоли и овса имеют такую продолжительность фазы Я, что и их дальние диплондные ро да венники. Попробуйте объяснить эти на первый взгляд противореч один другому результаты.
Почему при сравнении разных вн продолжительность фазы возрастает с увеличением содержайа ДНК, а при увеличении содержания ДНК в пределах одного в этот параметр не изменяется? Мейотиееское метефззное Зеройыцмвый пузырек веретено Протестерон яйцо Ооцит Перенос во нп Рнс. 13-3. Созревание ооцитов, инлуцированиое прогестероном и МРР (зацйча 13-7). Свежий ооцит 13-7 Ооциты лягушек созревают при инкубации с прогестероном. созревание сопровождается растворением ядра (так называем разрывом зародыпзевого пузырька) н образованием мейотичесг ' го веретена.
Такое же действие, как и прогестерон, оказы микроинъекция 50 нл цитоплазмы зрелого яйца в свежий оо (объемом !000 нл), который после этого нормально созревает (р 13-3). В контрольном эксперименте с введением цитоплазмы в ' необработанных ооцитов в другие ооциты созревания, как и охз далось, не наблюдается. Содержащийся в цнтоплазме яйца тор, ответственный за созревание, носит название МРЕ (ша!й:т йоп — ог М-р)тазе — ргопюйпд Гасгог); по-видимому, это белков ' .:, комплекс. Для созревания, индуцированного прогестероном, необхо 'г синтез белка, на что указывает чувствительность процесса к ци гексимиду, а в случае созревания под действием МРЕ зто не ти Помещая ооциты, обработанные прогестероном, через раз промежутки времени после стимуляции в раствор с циклогекси дом, можно обнаружить, что созревание перестает зависеть циклогексимида (больше не ингнбируется им) за несколько час Рост и деление клеток 2Я1 до того, как ооциты превращаются в яйца.
Кроме того, момент времени, когда ооциты становятся нечувствительными к действию циклогексимида, совпадает с моментом появления активности МРГ. Чувствителен ли сам синтез МРГ к действию циклогексимида? Чтобы проверить такую возможность, вы последовательно переносите МРГ из яиц в ооциты и проверяете, уменьшается лн его активность с разбавлением. Сначала вы иньецируете 50 нл цито- плазмы из активнрованного яйца в незрелый ооцит; когда ооцит созревает в яйцо, вы переносите 50 нл его цитоплазмы в другой незрелый ооцит и т.д. К своему удивлению, вы раз за разом получаете эффект, повторяя эту процедуру по крайней мере 10 раз, даже если ооциты-реципиенты купаются в циклогексимиде! Более того, проявляемая активность МРГ в последнем яйце точно такая же, что и в первом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
