Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 352
Текст из файла (страница 352)
Сначала этот процесс объяснили в терминах «контактного ингибирования», но маловероятно, что межклеточные контакты являются единственной его причиной. Плотность по пуляции клеток, при которой останавливается пролиферация в сплошном монослое, становится выше при увеличении в среде концентрации сыворотки. Более того, если по поверхности монослоя фибробластов пустить поток свежей культуральной среды и увеличить таким образом количество митогенов, клетки вновь начинают делиться (рпс. 16.66). Следовательно, зависящее от плотности ингибирование клеточной пролиферации по крайней мере частично отражает способность клеток поглошагь из среды внеклеточные митогены, литпая их своих соседей. Такой тип конкуренции может играть важнукз роль в тканях и культурах, поскольку он не дает клеткам превышать определенную плотность популяции, определяемукз доступностью митогснов, факторов роста и факторов выживания.
пропиферируют сппошнои моноспои: клетки больше не пропиферируют по поверхности клеток пускают поток свежей среды поток среды стимулирует пропиферацию клеток Рис. 17.88. Влияние свежей среды на сплошной монослой клеток Клетки в сплошном слое не делятся 1серые). Клетки возобновляют деление 1зеленые] при обработке их свежей нультуральной средой. Оче- видна, в не нарушенном сплошном монослое пролнферация останавливается потому, что среда вблизи клеток лишена митогенов, за которые идет конкуренция. 1704, Часть г>г', Внутренняя организация клетки Концентрация этих факторов в тканях обычно бывает лимитирующей, т.е. ее увеличение приводит к увеличении> численности или размера клеток.
Таким образом, количество этих веществ в тканях имеет большое значение д:и определения числа н размера клеток н, возможно, конечного р>ымера ткани или органа. Обший размер ткани в некоторых случаях также может управляться внеклеточ ными ингибиторнымн факторами. Ииостатин, например, является представителем семейства ТСГ1) и в норме шшибирует пролнферацию миобластов, сливакицихся с образованием клеток скелетных мыгпц. Если мьппи удалить ген, кодирук>щнй миостатин. ее мышцы становятся в несколько раэ больше, чем в норме. Оказалось, что две породы скота, выведенные для получения большего количества мышечной ткани, несут мутации в гене миостатина (рпс. 17.69).
Рис. 17.69. Влияние мугации миостагина на размер мышц. Мутация приводит к значительному увеличению массы мышечной ткани, как у этого быка породы бельгийской юлубой. Бельгийская голубая выведена скотоводами, и лишь недавно обнаружено, что она несет мутацию гена миостагина. 1из Н.
ц 5шеепу, 5с>. Ал>. 291: 62, 2004. С любезного разрешения 5с!епобс Ап>епсап.] 17.6Л О. Кивотньге контролируют обц(ую массу клеток по неизвестному механизм)г Размер животного или одного из его органов во многом зависит от числа и размера содержащихся в нем клеток, т. е. от общей массы клеток.
Животные способны оценивать общую клеточную массу ткани или органа и регулировать ее: например, часто при искусственном увеличении или уменыпении размера клеток в органе численность клеток изменяется для поддержания нормального размера органа. Это было наиболее ярко показано на саламандрах, в которых размером клеток мани пулировали путем изменения их плондности (во всех организмах размер клетки зависит от плондности, т.е.
от количества генома). Саламандры с различной плоид пастью обладают одинаковыми размерами, но содержат разное количество клеток. Отдельные клетки в пентаплоидной саламандре примерно в пять раз превышак>т по объему клетки гаплоидной саламандры, и в каждом органе пентаплоидов в пять раз меньше клеток, чем в их гаплоидных аналогах. В результате размеры органов в этих животных примерно равны (рнс, 17.70 и рнс. 17.71). Очевидно, в данном случае (и во многих других) размеры органов и организмов зависят от механизмов, 77.6. Регуляцияделения л рпств югетои !70$ 10 мкм ~ гдйпб)ад 11 хромосом 55 хромосом 22 хромосомы Рис. 17.70. Срезы почечных канальцев личинок саламандры различной плоидности.
Во всех организмах, от бактерий до человека, размер клеток пропорционален илоидности. Пента ил о иди ые саламандры, например, несут значительно более крупные клетки, чем клетки гаплоидных саламандр, Однако животные и их отдельные органы обладают теми же размерами, поскольку ткани в пентаплоидных организмах содержат меньше клеток. Это указывает на то, что размер организма или органа контролируется не и ростым подсчетом клеточных делений или численности клеток; общая клеточная масса должна каким-то образом регулироваться. (Адаптировано изб.
Еапнгашег, в Апа)узгз о1 Оече1оргпепт [В. Н. ЧЧ111!ег, Р. А. ЧЧ1ем и Ч. Нагпьогвег, ебз.), стр. 126-150. РЫ)абе1рпга: 5аопбегз, 1955.) способных каким то образом измерять общую массу клеток. Однако как животные оценивают и подстраивают общую массу, остается неизвестным. Развитие конечностей и органов определенного размера и формы зависит от сложных позиционных регуляторов, а также от локальных концентраций вне клеточных сигнальных белков, стимулирующих рост, деление и выживание клеток. Как мы обсудим в главе 22, нам известно множество генов, способствую!цих коор динации зтих процессов в зародьшн. Однако еще многое предстоит узнать о том, как зти гены регулируют рост, деление, выживание и дифференциацию клеток и приводят к формированию сложного организма.
Регуляторы, управляющие зтими процессами во взрослых организмах, также малопонятны. Например, когда у позвоночных заживает повреждение кожи, для вос становления ткани лолжна быть регенерирована в правильных количестве, размере и положении примерно дюжина типов клеток — от фибробластов до шванновскнх клеток. Механизмы, контролирующие рост и пролиферацию клеток в тканях, также лежат в основе нашего понимания рака, болезни, при которой регуляция работает неправильно (см. главу 20). Заключение Во многоклеточньгх организмах размер, деление и гибель клеток точно контролируются, позволяя организмам и органам достичь соответствующего раз 1708 Часть'(тг*.Внутренняя организация клетки' Рис. Штце Сканирующая злектронная микрофотография конденсированной хромосомы клетки позвоночного (задача 17 11).
(С любезного разрешения Тепу О. А((еп.) 17.12. В клетках млекопитающих высокие дозы кофеина взаимодействуют с контрольной точкой проверки реплика ции ДНК. Почему же тогда министерства здравоохранения по всему миру до сих пор не выпустили предупреждений для людей, потребляющих много кофе и колы? Обычная чашка кофе (150 мл) содержит 100 мг кофеина (196 г моль). Сколько чашек кофе вам нужно выпить для того, чтобы получить дозу (10 мМ), необходимую для воздействия на контрольную точку проверки репликации ДНК? ( В среднем взрослом человеке содержится примерно 40 литров воды.) 17.13.
На рис. О(7.3 показана живая клетка зпителия легкого тритона на раз личных стадиях митоза. Расположите зги микрофотографии в правильном порядке и идентифицируйте изображенные на них стадии митоза. 17.14 Сколько кинетохоров в человеческой клетке во время митоза? 17.15. В классической работе установлены признаки, отличающие астральные микротрубочки от кинетохорных. Для инициации роста микротрубочек использовали центросомы, затем добавляли хромосомы. Хромосомы связывались со свободными концами микротрубочек, как показано на рис.
О17.4. Затем комплексы разбавляли до очень низкой концентрации тубулнна (значительно меньшей, чем критическая концентрация сборки микротрубочек) и заново исследованы (рнс. О17А). Уста новлено, что только кинетохорные микротрубочки устойчивы к разбавлению. А. Почему кинетохорные микротругючки стабильны? ЫЫЫ Ы~~ Рис. С(17З.
Световые микрофотографии клетки на различных стадияк аа-фазы (задача 17.1З). (С любез ного разрешения Сап(у С В~ег(ес) до разбавления после разбавления Рис. Сз174. Центросомы, хромосомы и микротрубочки до и после разбавления до низкой концентрации тубулина !зздзнз 17.15!. Б. Как вы обьясните исчезновение астральных микротрубочек после разбавления? Они отсоединяются от центросомы, деполимеризуются со свободного конца или случайным образом разбираются по всей длине? В. Как временная зависимосп после разбавления могла бы помочь поняп, какой из возможных механизмов отвечает за исчезновение аслральных микротрубочек? 17.16. Какие две цитоскелезтзые машины лежат в основе механических про. цессов.
управляющих митозом и цитокинезом? 17ЛУ. Чем отличаются друг от друга митогены, факторы роста и факторы выживания? ЛИ з ИраЛурм Обзцая Могйап 1). О. (2007) ТЬе СеП Сус!е: Рппг(р!ез о1 Соп1го!. 1.опс1оп: Хетт бси псе Ргезз. Мпггау А. Ч). й Ншй Т. (1993) ТЬе СеП Сус!е; Ап 1п(годпс(!оп. Мету Ъ'огЬ: 'тзг. Н. Ггеегпап апс! Со. Обзор клеточного цикла ГогзЪнгд Я. 1.. й Ь!пгзе Р. (1991) СеП сус!е ге1тп!а1!оп ш 1Ье уеаз(з ЯассЬагогпусез сегегбяае апс1 бсЬтгозассЬагошусез рогпЪе. Алтзи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
