О.И. Епифанова - Лекции о клеточном цикле (1129781), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Особенностью гена ~оз является плейотропность 'регуляции его экспрессии. Помимо митогенов, он реагирует на разнообразные факторы, вызывающие дифференцнровку клеток и другие биологические реакции посредством активации новых генов и кодируемых ими белков, выполняя функцию «главного переключателя» (гпав(ег ав4(сп), Лнслнл Ядро еак Гсн с-Лн Область нрснстсра с-Лн Рис.30. Активация экспрессии протоонкогена с-Уоб с участием факторов транскрипции по Карину н Хантеру, !995 (объяснения в тексте).
Активация экспрессии гена Уог в ядре происходит следующим образом (рис. 30). ЕКК усиленно фосфорилирует фактор транскрипции ТСР (гегпагу сопзр!ех (асгог), который, взаимодействуя с белком ВКР (зепцп гебропае Гасбог, мол. масса б7 кД), связывается с участком молекулы ДНК, называемым ЯКЕ(беппп гебропае е!еглепГ) и расположенным в области промотора гена уоб, что включает транскрипционный процесс (Тге(апап, !995).
Протоонкоген с-вус является самым распространенным представителем семейства генов глус. Продукг его активности— ядерный фосфопротеид с мол. массой 65 кД, способный связываться с ДНК и вызывать трансактивацию других генов, действуя как фактор транскрипции. В покоящихся клетках обычнс наблюдается крайне низкий уровень гена глус, что определяется как снижением интенсивности его транскрипции, так и ускорением посттранскрипционной деградации мРНК. Подобно онкогенамуоб ипил, лаус относится к генам раннего пролифератив- ного ответа, но максимум его экспрессии наблюдается позже— через 1-2 ч после стимуляции клеток мнтогеном. Его экспрессия гранзиторна, однако несколько прбдолжнтельнее, чем у гена/од Несмотря на отчетливую временную последовательность активации генов/ог9ил и глус в ответ на пролиферативный стимул, причинная связь, а также взаимозависимость этих событий не установлены, и нх регуляция, по-видимому, осуществляется различными путями.
Опыты с прямой ннъекцией гена л(ус в ядра животных клеток показали, что он может действовать как фактор компетентности, заменяя собой РООМ. При этом повышение его экспрессии не является достаточным условием для реализации всех событий периода О, и перехода клеток к репликации ДНК. В то же время кодируемый геном глус белок рб5 используется клеткой на разных этапах цикла, в том числе в Я-периоде и на границе периодов Б/Ог Продукт протоонкогена глуЬтакже относится к категории трансактиваторов генома.
Максимальная экспрессия гена ауЬ отмечена на границе периодов О,/Я. Наряду с этим, в процессе раннего пролиферативного ответа происходит экспрессия многих генов, не относящихся к протоонкогенам, Они носят произвольные обозначения (УЕ, КС, УВ, р!р92 и др.), и их участие в событиях клеточного цикла досконально не изучено. Из всего сказанного следует, что протоонкогены являются частью контроля нормального клеточного размножения.
На разных этапах последовательной передачи митогенного сигнала в ядро преимущественную роль играет функция того или иного протоонкогена. В ответ на сигнал в ядре уже через несколько минутпроисходнтэкспрессия «ранних» геновпролиферативного ответа, функция которых состоит в формировании состояния компетентности клетки кдальнейшим пролиферативным событиям.
Под влиянием факторов прогрессии происходит экспрессия «поздних» генов, контролирующих прохождение клетками пререпликативного периода и вступление в Я-период. Продукты активности «поздних» генов носят название белков-инициаторов, или индукторов репликации ДНК, и каждый из них играет определенную роль в этом сложном процессе. Среди данной группы белков особое внимание привлекает к себе РСХА (ргоИегаг!па се!! пцс!еаг апбйеп), который, как теперь известно, служит одним из ключевых элементов регуля- ции клеточного цикла. РСХА представляет собой кислый ядерный белок с мол, массой около 30 кД.
Его ген локализован в 20-й хромосоме человека и экспрессируется через 16-18 ч после воздействия на клетки митогеном. РСХА является бкофактором ДНК-полимеразы и принимает непосредственное участие в инициации синтеза ДНК. Его роль в регуляции событий клеточного цикла будет освецгена подробно в главе Х. Литература Вагпев П.М. — Бс!епсе, 1986, 234, 286-288. Вегг!ггве М.1. — ВюЕвваув, 1995, 17, 491-499. Вгопггейо 3.-М., Вгппег А., Роиуввевпг1., МсКепв!е Р.й. — 1. В1о1. СИею.
1997, 272, 1368-1376. Капп М., Нппгег Т. — Сопел! Вюг., 1995, 5, 747-757. Кагап М.„%ййагпв В.Ь. — Зею. Сей 13ек Вю!., 1997, 8, 287-296, М!с!гей К.Н. — Сеп Са!с!пю, 1982, 3, 429-440. Х!вИ!хогга в'. — Бс!епсе, 1992, 258, 607-614. Бевег К., КгеЬв Е.О. — ГАЗЕВ 3., 1995, 9, 726-735. Тгегвгпап !Ь вЂ” ЕМВО Х., 1995, 14, 4905-4913. %авк!евв!са А.Ь, Соорег 3.А. — Спгг. Ор1п.
СеИ Вю!., 1995, 7, 798-805. ГЛАВА И1. ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЕ (ЭНДОГЕННЫЕ) РЕГУЛЯТОРЫ КЛЕТОЧНОГО ЦИКЛА Пересмотр представлений о клеточном цикле и состоянии пролиферативного покоя Анализ путей передачи экзогенных сигналов в ядро так поглотил внимание ученых, что эндогенные факторы, регулирующие прохождение клеточного цикла, на длительное время остались вне поля их зрения. Как ни удивительно, побудили к изучению этого вопроса работы, казалось бы, далекие, от основного русла исследований клеточного цикла, но неожиданно поставившие под сомнение всю его концепцию и даже само это понятие. Первая группа исследований связана с разработкой методов соматической гибридизации клеток млекопитающих, иначе говоря, их слиянием в культуре.
На них мы подробнее остановимся несколько позже. Вторая линия работ представляет собой анализ поведения так называемых температурочувствительных мутантов клеточного цикла. Основоположником этого направления считается американский исследователь Хартуэл (Нацие((, !97б). Температурочувствительные мутанты размножаются при культивировании только в условиях определенной (пермиссивной) температуры, но прекращают прохождение клеточного цикла после изменения температуры на непермиссивную.
В настоящее время описано большое число мутантов с генетическими дефектами по разным процессам в клеточном цикле, многие из них — сдефектами по прохождению пререпликативного периода после митогенной стимуляции. Принципиально важными в плане изучения регуляции клеточного цикла явились опыты, выполненные в лаборатории Прескотга (1.(зхау, Ргезсоц, ! 978) на культуре клеток китайского хомячка Ч79-8; у клеток этой линии отсутствует в клеточном цикле период О„и их обозначают как клетки О,.
Оказалось, что, ухудшая условия культивирования путем обеднения питательной среды, можно получить мугантную линию, клетки которой проходят период О, (клетки О;); однако при слиянии между собой клеток О, и О;всегда доминирует фенотип О, (рис. 3 1). На основании этого был сделан вывод, что наличие периода 5 Рис.31.
Характеристики клеток О, — линии Ч79-8 поданным Лиске и Прескозта. М, Б, О,— периоды клеточного цикла; О, — клетки, у которых отсутствует период О, в цикле; О; — клетки, у которых существует пери- од О, в цикле; О', (1) и О', (!1) — клетки, у которых условиях культивирования; Х вЂ” знак иххломксилхл + с, — з, появляется период О, при разных слияния клеток. Универсальная модель размножения клеток К заключению об отсутствии периода О, в клеточном цикле пришел также Купер (Соорег, 1979), который предложил универсальную модель размножения клеток для всех прокариотических и эукариотических организмов, или модель «континуума» (рис.
32). В основу модели было положено допущение, что в каждой клетке непрерывно синтезируется некий инициатог белковой природы. Синтез ДИК начинается как только достигается пороговая концентрация инициатора. Клетка проходи- периоды Я и О,(у бактерий они обозначаются буквами С и ()) а затем вступает в митоз при любом уровне инициатора. Соглас. но модели Купера, митоз лишь завершает начавшийся процесс О, в клеточном цикле является следствием генетического дефекта.
В пользу подобного соображения говорили также результаты опытов, в которых производили слияние между собой клеток Оп полученных путем создания различных дефектов (недостаток сыворотки, изъятие из среды незаменимых аминокислот и т.п.). В таких случаях происходила комплементация, то есть дефекты устранялись, и вновь возникал фенотип Ог Подавление синтеза белка с помощью циклогексимида, напротив, вызывало появление фенотипа О,. Исходя из совокупности проведенных исследований, авторы пришли к заключению принципиального характера, а именно, что в периоде О, клеточного цикла эукариотов клетка не несет никаких специфических функций, и этот период возникает лишь в том случае, если отсутствуют нормальные условия размножения клеток.
Рис.32. Универсальная модель размножения клеток Купера (модель «континуума»). ) — инициатор синтеза ДНК, 3(С) — период синтеза ДНК, С, (В) — премнтотический период, М вЂ” митоз. но сам ничего в дальнейшем не обусловливает, и для следующего раунда синтеза ДНК вновь требуется достижение нужного порога инициатора. Любые воздействия, препятствующие этому событию, должны неизбежно вызывать появление в клеточном цикле периода О„который является, таким образом, следствием дефектов, связанных с ухудшением условий роста, а период б«(иначе говоря, состояние покоя) возникает, по мнению Купера, в результате еще больших дефектов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
