Каппуччинелли - Подвижность живых клеток - 1982 (947289), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

Было показано, например, что в тромбоцитах АТРазная активность миозина, стимулированная актином, возрастает приблизительно в 5 раз, когда легкая (17 000) цепь миозина фосфорилируется особой протеинкиназой в присутствии АТР (4). Это позволяет предполагать, что фосфорилирование прямо влияет на взаимодействие актина и миозина. Однако относительно этой системы пока еще преждевременно делать окончательные выводы. Из приведенных выше примеров должно быть ясно, что в настоящий момент еще нет единой теории регуляции актомиозинового взаимодействия в немышечных клетках.

Отчасти это обусловлено сравнительной скудостью сведений, которыми мы располагаем по этому вопросу, а отчасти — сложностью самой проблемы. Вероятно, что в регуляции взаимодействия актина с миозином в немышечных клетках участвует много систем. Для некоторых клеток важное значение имеют ионы Сах+, о других механизмах регуляции известно пока еще слишком мало. Есть еще один способ генерировать движение, который используется не для перемещения всей клетки как целого, а для движения отдельных ее частей (например, мембран); речь идет о подвижности, обусловленной полимеризацней и деполимеризацией пучков актиновых филаментов.

В этом случае движение обусловлено не, скольжением, а ростом пучков микрофиламентов, которые при этом отталкивают ту часть клетки, которая контактирует с зоной нх роста (обратный процесс, как можно представить себе, происходит при деструкции мик офнламентов). ример движения такого типа — уже упоминавшаяся акросомальная реакция. В процессе этой реакции менее чем за 10 с формируется прямой пучок микрофиламентов, выпячивающий мембрану сперматозоида в направлении к яйцу. В цитоплазме некоторых немышечных клеток нередко обнаруживают другой тип надмолекулярной организации актиновых мономеров; вместо обычных пучков микрофиламенты образуют тонкую трехмерную сеть.

88 3. Системы подвижности эукариотических клеток 3. Системы подвижности эукариотических клеток 87 Это явление можно воспроизвести 1п уйго; оно известно под названием процесса желатинизацни. Такие, как их еще называют, переходы воль — гель имеют, по-видимому, существенное значение для регуляции вязкости цитоплазмы и изменения формы клетки, и, хотя эти функции могут быть косвенно связаны с движением клетки, их нельзя считать истинной подвижностью (60]. 3.11. ]т1икротрубочки, микрофиламенты и клеточные мембраны Есть основания считать цитоплазматическце микро- трубочки и микрофиламенты тесно взаимосвязанными структурами одной и той же системы.

Они играют сходную роль в генерации движения, встречаются в одних и тех же клетках в роли опорных структур, ведут себя сходным образом в зависимости от фазы клеточного цикла и образуют морфологически похожие структуры. К сожалению, приходится отметить, что, несмотря на приведенные выше соображения, у нас нет прямых доказательств взаимосвязи между микротрубочками и микрофиламентами. Многие данные, полученные различными методами, косвенно, но с большой вероятностью указывают на то, что между этими двумя системами есть связь, так что почти все признают, что такая связь на самом деле существует.

Например, с морфологической точки зрения исследовали распределение в клетке микротрубочек и микрофиламентов, особенно в процессе митоза. Фудживара и Поллард (49] с помощью антител к тубулину, меченных флуоресцеином, и антител к миозину, меченных родамином, сравнили распределение микротрубочек и микрофиламентов в одной и той же клетке. В полностью распластанных клетках они не обнаружили морфологических связей между зтими двумя типами волокон. Однако в митотическом веретене обусловленная миозином флуоресценция так сочеталась с флуоресценцией микротрубочек, что зто указывало на тесную взаимосвязь между микрофиламентами и микротрубочками.

Более косвенные данные получены в опытах с ингибиторами микротубулярных структур (колхицин или его производное колцемид) и ингибнторами микрофиламентов (цитохалазин В) 1!66]. В качестве примера такого подхода мы рассмотрим 'влияние ингибиторов микро- трубочек и микрофиламентов на явление образования «шапки» (сарр(пп), наблюдаемое в клетках млекопитающих (40; 104]. Реакция образования «шапки» возникает после обработки клетки бнвалентными антителами нли другими лигандамн, способными взаимодействовать с белками на клеточной мембране.

Она заключается в том, что связываемые молекулы лигапда скапливаются на ограниченном участке клеточной поверхности, образуя как бы шапку. Образование такой шапки угнетается цитохалазнном В, откуда следует, что микрофиламенты играют активную роль в перемещении молекул в мембране клетки [104].

Во многих системах угнетение образования шапки удается снять колхицином или другими веществами, вызывающими деполимеризацию микротрубочек 1153]. Если разрушить и мнкротрубочки, и микрофиламенты комбинированным действием колхицина и цнтохалазина В, образовавшаяся шапка, которая обычно довольно стабильна, распадается, так что молекулы, нз которых она состояла, распределяются по всей поверхности клетки. Эти результаты указывают на то, что и микротрубочки, и микрофиламенты участвуют в регуляции перемещения молекул в клеточной мембране: микрофнламенты проявляют сократительную активность, а микротрубочки служат для них опорой. Можно также предполагать, что для латерального перемещения белков в лнпидном бислое мембраны необходимо прямое взаимодействие между микрофиламентами и мембранными белками (рис.

3.20). Есть, однако, и более прямые данные о том, что микрофиламенты соединены с поверхностными белками, т. е. с клеточными мембранами. В разных лабораториях различными методами показано, что непосредственно под шапкой, образуюгдейся на лимфоцитах (после обработки антителами) нли на клетках гранулезы яичников (после обработки конканавалином А), собирается много микрофиламентов (10].

Там же накапливаются миозин и 88 3, Системы подвижности зукариотических клеток 3. Системы подвижности зукариотических клеток 89 Рис. 3.20. Предполагаемый механизм образования на поверхности клетки «шапки» из рецепторов Га, б) н ее исчезновения под действием веществ, разрушающих микрофиламенты Гв), н веществ, разрушающих микротрубочки (г). тубулин. В более поздней работе применили мдтод осаждения актина из лизатов клеток мышечным миозином, после чего идентифицировали вещество, преципитирующце вместе с актином; показано, что актин осаждается вместе с молекулами, обычно находящимися на внешней поверхности клеточных мембран, такими, как антигены Н-2 и иммуноглобулины.

Количество иммуноглобулинов, связанных с актином, больше в клетках с «шапками», чем в клетках с неизмененным распределением антигенов по поверхности 146). Исходя из полученных результатов, можно предположить, что агрегация поверхностных белков в «шапку» вызывается возникновением новых связей с актином, Это может служить дополнительным свидетельством в пользу того представления, что микрофиламенты контролируют по крайней мере некоторые типы перемещения компонентов мембраны. Приведенные выше данные демонстрируют также,, что актиновые филаменты прямо связаны с мембранами.

Результаты, полученные с помощью других методов и на других объектах, также указывают на это. Например, микрофиламенты часто выделяются при очистке цитоплазматических мембран. Впервые это показано для АсапЯатоеба сан1еИап1 11171, а впоследствии подтвердилось практически для всех типов клеток. В очищенных препаратах мембран микрофиламенты можно увидеть в электронный микроскоп (причем они прикреплены к внутренней поверхности мембраны); кроме того, при электрофорезе препаратов мембран в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия обнаруживается актин. Далее, есть прямые микроскопические наблюдения примембранных областей, в которых много микрофиламентов. Иногда, например в случае ворсинок, очень четко видно, что микрофиламенты прикреплены к мембране на конце ворсинки. На электронных микрофотографиях попердчных сколов ворсинок центральный пучок микрофиламентов соединен с мембраной ворсинки как бы спицей.

Как микрофиламенты прикрепляются к мембране, пока неясно. Непосредственно ли присоединены микрофиламенты к мембранам или жд их связь осуществляется через какие-то другие белки? Второе предположение кажется более правдоподобным; наиболее, вероятные кандидаты на роль такого связующего белка — а-актинии или подобные ему белки.

Показано, что а-актинии присутствует в кончике ворсинки — там, где микрофиламенты прикрепляются к ее мембране; кроме того, он обнаружен в цитоплазматической мембране и в мембранах секреторных везикул вблизи микрофнламентов 1801. Таким образом, предполагается, что а-актинии играет одну и ту же роль и в мышечных волокнах (где он связывает актиновые нити с Х-мембранами) и в немышечных клетках.

Возможно, микрофиламепты взаимодействуют с мембранами также через посредство миозина, и есть данные, указывающие на то, что миозин может выступать как трансмембранный. белок. Менее убедительны эксперименты, поставленные с целью выявить прямое взаимодействце,между микротрубочками и мембранами. По данным многих исследователей, колхицин связывается с мембранами, однако изза того, что такому связыванию могут способствовать самые разные факторы, это нельзя расценивать как доказательство присутствия тубулина в клеточной мембра- 91 3.

Характеристики

Список файлов книги