Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Однако, как было показано в опытах, 266 Глава 13 Рас. 13-12. Аномальные веретена 4 и митозы, вызванные обработкой меркалтоэтанолом (эадача !3-27). А. Образование четырехлолюсных веретен и деление на четыре клетки в результате обработки оплодотво- ренных йвп морского ежа мер- каатоэтанолом. Б. Основной н побочный пути формирования веретена и деления дочерних кле- ток, образовавшихся после деления на четыре клетки.
добавление меркаптоатанола Отмывание ркаптоатано о Нормальный митоа Б Большинство клеток Ъ ,т О-ОФ' Побочный и аЛГС путь О-О%"......оь (.".) - ® осуществленных в конце 50-х годов, при определенных условвяи два цикла могут пройти асинхронно. Если оплодотворенное яйцо морского ежа на стадии мета. фазы первого митотического деления обработать меркаптоэтйнолом, то митотическое веретено исчезнет (рис.
13-12, А).(Неиз. вестно, в чем состоит действие меркаптоэтанола, но оно обратимо.) Пока яйца инкубируют в присутствии меркаптоэтанолх ядро не восстанавливается, синтез ДНК не происходит и хромо. сомы остаются конденсированными. После отмывания меркаптоэтанола веретено восстанавливается и клеточное деление продолжается. При этом у некоторых яиц восстанавливается двух. полюсное веретено, и они нормально делятся, однако в боль. шинстве яиц образуется четырехполюсное веретено, и опи делятся на четыре дочерние клетки (рис, 13-12, А). Независимо от продолжительности экспозиции в меркаптоэтаноле они никогда не делятся более чем на четыре клетки.
Четыре дочерние клетки, образовавшиеся таким образом аз одной, восстанавливают ядра и переходят к следующему циклу деления; однако в митозе у них образуется однополюсное веретено. В большинстве случаев такие клетки пребывают в ми. тозе несколько дольше, чем обычно, затем хромосомы в ннк деконденсируются, веретено исчезает и восстанавливается ядро (рис. 13-12,Б). При следующем митозе эти клетки образуют нормальное двухгюлюсное веретено и нормально делятся (рис.
13-12, Б). Однако дочерние клетки от такого деления опять образуют однополюсное веретено в следующем мнтозе (рис. 13-12, Б). Опишите схему дупликации и расщепления центриолей в соответствии с картиной, представленной на рис. 13-12. 13-28 Во время митоза микротрубочки, прикрепляющие центросомы к кииетохорам, направляют и притягивают хромосомы к полю- Рост н деление клеток 257 сам.
Каким должно быть расположение микротрубочек, чтобы этот процесс мог осуществляться? Какой способ соединения обеспечивает согласованное движение веретен и хромосом? После многих остроумно поставленных опытов картина все еше остается неясной. Тем не менее эксперименты все же прояснили некоторые аспекты соединения между центросомамн и хромосомами.
Рассмотрим следующий опыц Для инициации роста микротрубочек использовали центросомы, а затем добавляли хромосомы. Хромосомы прикреплялись к свободным концам микротрубочек, как показано на рис. 13-13. Далее комплекс разбавляли до очень низкой концентрации тубулнна (рис. 13-13) и снова исследовали.
Очевидно„ что стабильными после разбавления оставались только связанные микротрубочкн. До рззбзеиеиии А. Почему, как вы думаете, связанные микротрубочки стабильны? Б. Назовите причину исчезновения несвязанных мнкротрубочек после разбавления. Отщепляются ли они от центросомы, деполимеризуются с конца нлн разрушение происходит в их произвольных отрезках? В. Может ли временная последовательность событий после разбавления указать на механизм исчезновения мнкротрубочек? 13-29 Когда клетки делятся после митоза, площадь их поверхности После рззбзеоеиии увеличивается — естественное следствие деления данного объема на две части.
Соответственно должна увеличиться площадь плазматической мембраны. Это увеличение можно оценить, сделав определенные допущения относительно геометрии клеточного деления. Допустим, что родительская клетка и две дочерние имеют сферическую форму. Тогда можно воспользоваться известными уравнениями объема и площади поверхности сферы: Объем = 4/Зпг, Площадь поверхности = 4пгз .
Гвс.13-13. Расположение центро- с4и, хромосом и мпкротрубочск до з после разбаеленкя ло низкой зокпсзпрацпп тубулкна (задача 13.28). А. Рассчитайте увеличение плазматической мембраны при делении считая, что дочерние клетки равны по размерам. (Эту задачу можно решить алгебраически, но для простоты вы можете подставить действительные числа, приняв, например, объем материнской клетки за 1). Как вы считаете, представляет ли такое увеличение площади мембраны определенную трудность для клетки? Объясните ваш ответ.
Б. На ранних стадиях развития большинство оплодотворенных яиц делятся, не увеличиваясь в объеме. Например, в яйцах Хспориз происходит 12 циклов деления до того, как начинается рост и увеличение общего объема клеток. Допустив опять, что форма всех клеток сферическая и размеры их одинаковы, вычислите, насколько увеличивается площадь поверхности плазматической мембраны на ранней стадии развития зародыша от одной крупной клетки (яйца) до 4096 мелких клеток (12 делений). Цитокинез †проце собственно клеточного деления †привлека внимание ученых на протяжении более чем ста лет.
Как уже отмечалось, предложены всевозможные объяснения цитокннеза; задача состоит в том, чтобы решить, какое из них является верным. Рассмотрим следующие три гипотезы цитокинеза. 1. Хромосомная сигнализация. Хромосомы при расшеллении в анафазе испускают сигнал, воспринимаемый близлежащей са428 268 Глава 13 атарое робнени Перрон рробнени Зеееае Хромааамм Рвс. 13-14. Первое в второе деле- ная торовдального яйца плоского морского ежа (задача 1З-ЗО).
клеточной поверхностью и инициирующий образование 1ю розды деления. 2. Полюсная релаксация. Звезды снимают натяжение в ближне ших к ним участках клеточной поверхности (области полю сов), что дает возможность участку мембраны, наибола удаленному от полюсов (в экваториальной плоскости), сакра титься и начать образование борозды деления. 3. Стимуляция звездами. Звезды стимулируют сокращение е районе клеточной поверхности, где перекрываются прогаре. положно направленные нити веретена (т.
е, в экваториальяо) плоскости), вызывая таким образом образование борозд деления. Эти гипотезы проверяли многими способами. Один особехбе информативный эксперимент состоял в том, что стеклянвв1 шарик вдавливали в центр дробящегося яйца плоского морскою ежа так, чтобы оно деформировалось с образованием тг1ре (форма бублика). При первом делении, как показано на рис. 13-11, образуется одна колбасовидная клетка, при втором делении обг разделяется на четыре клетки.
А. Каковы должны быть результаты этого опыта согласно гипотея хромосомной сигнализации? Совпадают ли с предсказаниева полученные данные? Б. Какими должны быть результаты опыта в соответствии с гика тезой полюсной релаксации'> Согласуются ли предсказания с дан. ными, полученными в эксперименте? В. Что предсказывает гипотеза стимуляции звездами? Согласуютп ли предсказания с экспериментальными данными'! Клеточная адгеэия, соединения между клетками и внеклеточный матрикс Межклеточные соединении (МБК 14.1) 14-1 Заполните пропуски в следующих утверждениях.
А. Ткань в виде пласта клеток называется Б. Специализированные контакты между клетками можно разбить на три основные группы: контакты, делающие зазоры между клетками непроницаемыми; контакты, механически соединяющие клетки и их цитоскелеты друг с другом или с внеклеточным матриксом, и контакты, через которые малые молекулы могут проходить из одной клетки в другую.
В. Кальций-зависимые контакты, герметизирующие слои эпителия так, что молекулы не могут проникать с одной стороны слоя на другую, называют контактами. Г. Эпителиальные клетки кишечника имеют на своей поверхности, обращенной в просвет кишечника, один набор белков-переносчиков, а на поверхности, обращенной кнаружи от просвета кишки, другой набор белков-переносчиков. Д.
Актиновые филаменты соседних клеток связаны контактами, которые состоят из трансмембранных линкерных белков, удерживающих клетки вместе, и внутриклеточных белков прикрепления, которые соединяют актиновые филаменты с линкерными белками. Е. Эпителиальные клетки соединены структурой, похожей на пояс и называемой : с его помощью, по всей вероятности, осуществляется изгибание клеточных пластов в трубки в процессе морфогенеза у животных. Ж. Кальций-зависимые линкерные глнкопротеины, участвующие в адгезии клеток эпителия, образуют семейство адгезионных молекул, называемых 3.
— это главный компонент комплекса внутриклеточных белков прикрепления, ответственный за прикрепление актина к трансмембранным линкерным гликопротеинам. И. Культивируемые фибробласты прикрепляются к субстрату специализированными участками плазматической мембраны— , которые связывают актиновые филаменты с внеклеточным матриксом. К. — это межклеточные контакты типа заклепок: они служат местами прикрепления промежуточных волокон, помогая клеткам удерживаться вместе. Л.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
