Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 73
Текст из файла (страница 73)
А. Характерная особенность митоза — реорганизация цитоскелета ~ образованием двухполюсного , состоящего из миь ротрубочек и ассоциированных с ними белков, Б. Главным центром организации микротрубочек в большинств животных клеток является — скопление аморфногю: материала вокруг пары центриолей. В.
Первая стадия митоза называется Г. Реплицированные хромосомы прикрепляются к митотическоы1 веретену посредством структур, называемых Д. Сестринские хроматнды соединены вблизи их , котс. рые содержат специфическую последовательность ДНК, необм. димую для сегрегации хромосом Е. Распад ядерной оболочки означает конец профазы и начали Ж. В ходе митоза начинается с внезапно~о синхронною разделения всех хромосом на сестринские хроматиды. 3. Направленное к полюсам движение хромосом, связанное с укв рочением микротрубочек кннетохора, носит название а разделение самих полюсов, сопровождающееся удлинениеи полюсных микротрубочек, .- И.
Конечная стадия митоза называется К. Во время происходит разделение цитоплазмы и счет процесса, называемого клеточным дроблением. Л. Первый заметный признак дробления животных клеток — зти сморщивание и в плазматнческой мембране во время анафазы, М. Дробление осуществляется за счет сокращения пучка актиновыг филаментов, так называемого примыкаюШегв вплотную к плазматической мембране со стороны цитоплазмы.
Н. Две дочерние клетки, возникшие в резулгпате мнтотическогв деления, остаются связанными посредством структуры, пазы. ваемой ; оно состоит из фрагментов полюсных мни. ротрубочек, заключенных в плотный матрикс. О. Образовавшуюся после деления поперечную стенку между двуми дочерними клетками у растений называют П. В растительных клетках, завершаюших деление, остаточньк полюсные микротрубочки образуют открытую цилиндрическую структуру — так называемый который направля е" пузырьки, содержащие предшественники компонентов клеточнои стенки, для использования их содержимого на формировании новой клеточной стенки. 13-24 Укажите, какие из следующих утверждений правильные, а ки.
кие-нет. Если утверждение неверно, объясните почему, Рост и деление клеток 263 Начало фазы М обусловлено фосфорилированием белков, а конец — дефосфорилированием белков. Хромосомы не принимают активного участия в митозе. Митоз поразительно единообразен во всех типах живых клеток. У дрожжей примерно один раз на !00000 клеточных делений происходит ошибка в движении хромосом: обе сестринские хро- мосомы движутся к одному полюсу (при этом другам дочерняя клетка остается без копии хромосомы). По сравнению с высокодинамичными интерфазными микротру- бочками те микротрубочки, нуклеация которых произошла в митотическом веретене, существенно более стабильны. Если для дрожжей типичны очень маленькие центромеры, то у млекопитающих они гораздо больше по длине, поскольку кодируют белки кинетохора.
Микротрубочки, отходящие от хромосом к полюсам веретена, необычайно стабильны, потому что их (+)-концы прикрыты кннетохором, а ( †)-концы †центросом. Упорядоченное расположение хромосом в метафазной пластин- ке -это главным образом результат действия тянущей силы, создаваемой кинетохорными микротрубочками. Некоторые данные свидетельствуют о том, что митотические хромосомы разделяются в начале анафазы на сестринские хро- матиды в результате повышения концентрации Са'+ в пмто- золе. При добавлении к клеткам в анафазе таксола или П О прекра- щается движение хромосом к полюсам, но не расхождение полюсов. В отличие от анафазы А протекание анафазы Б ингнбируется агентами, действующими на актин и миозин; это говорит о том, что анафаза Б зависит от системы движения на основе ватина.
Бесклеточные экстракты яиц Хелориз могут образовывать ядра вокруг ДНК любого происхождения при условии, что оиа содер- жит эукариотическую центромерную последовательность. При цитокннезе плоскость деления клетки определяется поло- жением во время митоза метафазной пластинки, которая ка- ким-то образом организует актиновые филаменты, составляю- щие сократимое кольцо. Механизм цитокинеза в растительных клетках существенно от- личается от описанного для животных клеток: у растений внутри материнской клетки строится новая клеточная стенка, разделяю- щая две дочерние клетки. В митозе не существует никаких специальных механизмов для наследования митохондрий. У многих одноклеточных организмов митоз осуществляется без разрушения ядерной оболочки.
А. о х ) ! .. В. Г. Л. О. П. 13-25 Из многих дрожжевых хромосом были выделены последовательности ДНК, важные для функции центромеры. Эти центромерные последовательности сообщают самореплицирующимся кольцевым плазмидам в клетках дрожжей два свойства, характерные для хромосом. В результате их встраивания, во-первых, уменьшается число копий плазмид на клетку до одной или двух и, во-вторых, осуществляется правильная сегрегация в митозе, так что каждой дочерней клетке передается по одной плазмиде. Что произойдет, если две ~акис последовательное~и будут присутствовать в одной и той же молекуле ДНК? У высших 264 Глава 13 Ааз1 сеи4 сеиз ьи эукариот редкие хромосомы, содержащие две центромеры в рп ных положениях, крайне нестабильны: они буквально разря ваются на части в анафазе, когда происходит расхожденк хромосом.
Дрожжевые хромосомы, однако, слишком ма зя чтобы их можно было исследовать под микроскопом. Следоп. тельно, для ответа на этот вопрос нужно использовать дру пз способы, в данном случае — клонирование и рестрикционное кар тирование. Вы конструируете плазмиду с двумя центромерными посж довательностями, как это показано на рис. 13-9. Для размнояь ния такой плазмиды в бактериях необходимы репликационяи последовательность бактериального происхождения (огб и села тинный маркер (атра), а для размножения в дрожжах — реплиа ционная последовательность дрожжевого происхождения (АЕ5!~ и селективный маркер (ТИР?). Вы накапливаете такие плазм ияя размножая их в Е.
сой. Подобная плазмида трансформир?а дрожжи примерно с той же эффективностью, что и плазмя ж содержащая одну центромерную последовательность. Тем к менее колонии клеток, трансформированных с помощью хв центричной плазмиды, существенно варьируют по размеру, тоги как при трансформации с использованием моноцентрично1 плазмиды колонии не отличаются друг от друга. Вы обнар ужа ваете, что в первом случае клетки во всех крупных колонки содержат плазмиды с одной центромерной последовате хь постыл, тогда как клетки мелких колоний содержат плазмн,щ утратившие обе центромерные последовательности.
Ни в одко1 колонии вы не обнаруживаете клеток с плазмидами, содержа шими две исходные центромерные последовательности. В прь тивоположность этому колонии клеток, трансформированны моноцентричной плазмидой, неизменно содержат интактаж плазмиды. гяю Рис. 13-9. Структура дипеитричиой плазмилы (задача 13-25). СЕ?43 и СЕХ4 — это цеитромериые после- довательности дрожжевых хромо- сом 3 и 4 соответственно.
жах, устойчивы в бактериях? Б. Почему дицентричные плазмиды нестабильны в дрожжах? В. Предложите механизм удаления одной из центромерных посхь довательностей из дицентричных плазмид в дрожжах. Может и такой механизм быть причиной потери обеих центромер вю последовательностей в некоторых плазмидах? 13-26 Кольцевые дрожжевые плазмиды, содержащие точку пачка репликацни, но лишенные центромеры, особым образом распрь деляются по отдельным клеткам. При культивировании клена в условиях, когда требуется синтез кодируемого плазмидй продукта, только от 5 до 25% клеток содержат плазмиды. В и же время число копий плазмид в этих несущих плазмиды клетки составляет от 20 до 50 на клетку. Чтобы разрешить кажущи6и парадокс — большое среднее число копий при малой численнасп содержащих плазмиды клеток,— вы проводите анализ родослоь ной, намереваясь выяснить порядок распределения плазмиа з митозе.
Эксперимент основан на использовании штамма дрок. жей, нуждающихся в гистиднне, и плазмиды, содержащей пя синтеза гистидина, которого нет у клетки-хозяина. Штамм, ка сущий плазмиду, хорошо растет в селективных условиях, т.е. и ри отсутствии в среде гистидина. С помощью микроманипулято1я вы разделяете материнские и дочерние клетки на протяжена пяти циклов делений в селективной среде, а затем определяеп число клеток, способных образовать колонию. На рис.'13-!1 А. Почему дицентричные плазмиды, крайне нестабильные в дрок.
Рост и деление клеток 255 Метерииекие клетки Датериие клетки 13-11. Нормальный процесс епленвя пентросомм с образоем двухполюсного веретена матозе (задача 13-27). По В. ттйвоа, ТЬе Се!1 )п 1)ете!орщевг 6 1аЬег(1апсе, 1вг ед., 1896. Р!Витез ? ввй 20. Хетт Лог)т авб 1.опт)оа: айавоп йергщв Согрогагюп, 1966.
13-10. Анализ родословной, вввмвающвй наследование плаз- , содержащей точку начала акации и селективный гвствдв- внй маркер (задача 13-26). Жир- линиями показаны клетки, держащие плазмнду, а прермввс- -не содержащие ее. Для аго деления материнские втвв изображены слева, а дочер- -справа. такие клетки обозначены жирными линиями, а клетки, неспособные образовывать колонии, прерывистыми линиями. А.
Анализ родословной показывает, что клетки, у которых отсутствует плазмида, в течение нескольких делений могут расти на селективной среде. За счет чего это может происходить? Б. Распределяются ли цлаэмиды поровну между материнской и дочерней клетками? В. Если считать, что плазмиды, подобно хромосомам, реплицируются в дрожжевых клетках только один раз за клеточный цикл, то как может приходиться от 20 до 50 плазмидных молекул на одну несущую плазмиду клетку? Г. При росте в селективных условиях клетки, содержащие плазмиды с одной центромерой (1-2 плазмиды на клетку), образуют крупные колонии, а клетки с плазмидами без центромер (20 — 50 плазмид на клетку) образуют мелкие колонии (см, задачу 13-25).
Может ли анализ родословной помочь в объяснении этого различия? 13-27 Одним нз наименее понятных аспектов клеточного цикла является репродукцияполюсов веретена. Как показано на рис. 13-11, в начале митоза центросома обычно расщепляется с образованием двух полюсов веретена, которые организуют расхождение хромосом. Во время следующей интерфазы пара центриолей в центросоме дуплицируется, с тем чтобы центросома смогла расщепиться в следующем митозе. В норме цикл дуплнкации и расщепления центросомы согласуется по времени с делением клетки, так что все клетки имеют возможность образовать двухполюсное веретено.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
