Айала, Кайгер - Современная генетика - т.2 (947305), страница 73
Текст из файла (страница 73)
Препараты ДНК со средним размером выше 30 т.п, и, неспособны вызывать трансформацию. При фрагментировании той же ДНК до размеров от 0,5 до 5 т.п.н. эффективность трансформации достигает уровня 0,003 трансформированных клеток на 1 мкг ДНК. Эта эффективность на два порядка меньше, чем в случае трансформации ДНК из раковых клеток.
Но когда для трансформации используют ДНК, выделенную из клеток, трансформированных анормальной» ДНК, то эта вторичная трансформация позволяет получать уже от О,! до 1 трансформанта на 1 мкг ДНК. Данная величина не отличается от тех значений частоты трансформации, которую можно получить при работе с ДНК, выделенной из спонтанных или химически индуцированных опухолевых клеток. Эти результаты позволяют предположить, что потенциальные оикогеиы нормальных клеток активируются при перестройках ДНК, сопровождающих трансформацию.
Фрагментирование ДНК нормальных клеток вызывает отделение структурных частей протоонкогенов от регуляторных элементов. При последующей интеграции с геномом реципиента протоонкогены могут попасть под контроль сильных праматоров или других регуляторных элементов, которые обеспечивают аномальную )высокую или просто некоординированную) экспрессию этих генов, вызывающую трансформацию клеток. После того как такая интеграция уже произошла, в экспериментах по 326 Экспрессия генетического материала вторичной трансформации передача трансформирующих генов будет происходить с высокой эффективностью. Имеются экспериментальные данные, подтверждающие гипотезу о том, что активация нротоонкогенов происходит при перестройках генетического материала, приводящих к увеличению скорости транскрипции соответствующих генов.
Как уже упоминалось, некоторые белки, кодируемые вирусными онкогенами, например рр60"', найдены и в нормальных клетках, однако в гораздо меньших количествах, чем в раковых. Более того, показано, что возникновение ряда онкогенов связано с хромосомными перестройками. Ген человека с-тус, гомологичный вирусному онкогену, который вызывает опухоли цыплят и других птиц, картнруется вблизи одного из концов хромосомы 8. Было найдено, что у больных лимфомой Беркитта налицо транслокация терминальной части восьмой хромосомы (обьгшо на хромосому 14). При этой транслокации точка разрыва приходится как раз на локус протоонкогена с-тус, который, таким образом, попадает под контроль регуляторных элементов хромосомы 14, ответственных за транскрипцию гена тяжелой цепи иммуноглобулина (рис. 18.22).
Альтернативная гипотеза, не исключающая предыдущую, предполагает, что активация онкогенов происходит в кодирующей области структурных генов. Эта гипотеза подтверждается наблюдениями (см. Дополнение 20.1, опыты Эймса) о том, что такие канцерогенные факторы, как радиация и некоторые химические агенты, одновременно служат источниками возникновения различных мутаций. Сейчас известно, что активация некоторых онкогенов в ряде случаев вызывается мутациями в структурной части генов, тогда как в других случаях активация оказывается связанной с действием «чужих» регуляторных элементов. Насколько верно представление о том, что разные типы рака вызываются разными онкогенами? Специфичность трансформирующих генов исследовали методами рестрикционного анализа.
В этих опытах изучали, насколько определенный набор рестриктаз инактивирует трансформирующую способность онкогенных последовательностей ДНК. При этом инактнвация означала, что последовательность нуклеотидов, необходимая для трансформации, содержит сайт узнавания для данной рестриктазы. Все трансформирующие последовательности, ннактивируемые определенным (достаточно большим) набором рестрнктаз и не затрагиваемые другими рестриктазами, считали идеитичнымн. Результаты таких исследований проиллюстрированы табл.
18.11, в которой виды раковых опухолей сгруппированы по тканям, которые они поражают. Видно, что канцерогенез определенной ткани вызывается одними и теми же трансформирующими генами вне зависимости от первичного индуцирующего агента и от того, экспрессируются ли они у человека илн у мыши. Различные онкогены индуцируют трансформацию различных тканей. Например, из второй строки табл.
18.11 следует, что одни и те же рестриктазы расщепляют онкогены в ДНК всех семи исследованных карцином молочной железы. При этом некоторые опухоли были обнаружены у мыши, другие-у человека, некоторые из них были спонтанными, тогда как в других случаях их индуцировали химические соединения илн вирусы.
Профиль чувствительности онкогенов этих карцином к рестриктазам Ват Н1, Есо В1, Н(т) П1, Хйо 1 и устойчивость к Рои П и Яас 1 являются тканеспецнфичными и не характерны для онкогенных ДНК других типов тканей. 327 18. Генетика соматических клеток: картироеание генома Лямфома Беркятва, траяелокалкя 8; 14 = с — муе; 18 !в-нси туе е-туе ~."у —,,„ Нармвленвв Лефекв»в» Норммя»в» Лефекв»вв 8 !4 Рнс. 18.22. Локализация онкогена с-тус и генов варнабельных н кон- стантных участков тяжелой цепи нм- муноглобулинов в нормальных н де- фектных хромосомах 8 н 14. Де- фектные хромосомы обнаруживаются прн лнмфоме Беркизта.
Дефектная хромосома 8 утрачивает с-тус н приобретает вариабельный район нммуноглобулннов. Локус с-тус транслоцнруетоя на хромосому 14, гле он располагается вблизи кон- стантного района с„ иммуноглобулн- ноя. Стрелками отмечено расположе- ние этих генов. 1По Уилй У. У„ 1983. Ясвепсе, 221, 227 — 236.) Из данных шестой строки табл.!8.11 следует, что не все лимфомы Т-клеток обладают сходным типом инактивации.
Рестрнктаза Хйо ! ннактивирует трансформирующую активность ДНК, выделенной из двух линий мышей, ВАЬВ/С и С57, но неспособна к инактивации трансформирующей активности ДНК четырех линий клеток человека. Вероятно, все зти клетки содержат общий онкоген, расщепляемый Ват Н1 и Н!нг1 111, но не Есо В1. Таким образом, данный ген является полиморфным по устойчивости к рестриктазе Хйо 1. Специфичность трансформирующих последовательностей многих человеческих карцином была подтверждена при исследовании повторяю- шихся последовательное~ей, сцепленных с этими онкогенами.
Различные повторяющиеся последовательности ДНК фланкируют онкогены, которые способны индуцировать различные типы опухолей. Среди этих опухолей-ретннобхастома, карцинома мочевого пузыря, карцннома ободочной кишки н промиелоцитная лейкемии. Интересное исключе- 328 Экспрессия генетического материили Код-во тренсформвруюшая активность после пезав. обработке трансформа- Вам Есс инй И1 рц Твп «деток Ввд Икдукцпк опукодп Мышь Трансформированные фнброблвсты Карцннома молочной железы Химическая — н.о н.о Человек Мышь Спонтанная Химическая Вирусная Спонтанная Опухолевые предшественники В-клеток Лимфома В-клеток Человек н.о н.о н.о н.о + ь Мышь Человек Опухолевые зрелые В-клетки (миелома, ппазмепнтома) Лимфома Т-клеток Спонтанная Химическая Человек Мышь Спонтанная Химическая Вирусная Радиационная Спонтанная Вирусная + н.о н.о Опухолевые зрелые Т-хслперные клетки Челонек Мышь — н.о н.о но-нс определялось.
(По ьссрес 6.Н., 1982. Вс)спсе, 218, 80шхоб) иие из этого правила представляют собой легочная карцинома и карцинома ободочной кишки, онкогены которых соседствуют с идентичными повторяющимися последовательностями. Характерно, что обе эти карциномы имеют также сходный тип рестрикционной инактивации в экспериментах по трансформации. Поскольку эти опухоли поражают разные виды эпителиальных тканей, то вполне возможно, что оии индуцнруются сходными онкогеиами.
Это предположение подтверждается тем фактом, что онкогены как легочной карциномы, так и карциномы мочевого пузыря (последняя также поражает эпителиальную ткань) у человека гомологичны вирусному онкогену газ. Остается непонятным, по какой причине ДНК из примерно 50'/ исследованных опухолей оказываются неспособны вызвать раковое превращение клеток линии )Ы1НЗТЗ. Возможно, в этих случаях у исходных линий опухолевых клеток неоплазия обусловлена гомозиготным состоянием рецессивного онкогена.
Альтернативная возможность заключается в том, что клетки )ь)1НЗТЗ вообще не способны трансформироваться под действием некоторых онкогенов. Кроме этого, остается возможным объяснение, основанное на представлении о том, что некоторые формы рака имеют эпигенетическое происхождение, а не связаны непосредственно с генетическими изменениями. Согласно таким представлениям, ДНК подобных опухолей неспособна вызывать раковую трансформацию, поскольку она сама по себе не содержит каких-либо онкогенов. Таблица 18.11.
Рестрнкцнонный анализ трансформирующих последовательностей ДИК, акти- вированных в неопластнческнх клетках 18. Генетика соматических клеток: картирование генома 329 Генетика соматических клеток растений Существенное преимущество растений по сравнению с животными, важное для генетики соматических клеток, заключается в том, что гаплоидные клетки растений можно культивировать 1п чйго.
В процессе онтогенеза всех растений происходит смена гаплоидных и диплоидных фаз. У мхов и печеночников доминирует гаплоидная фаза. Эта фаза, называемая гаметофитом, сохраняется и у высших растений, хотя у них она сильно редуцирована. В процессе мейоза образуются мужские н женские клетки, которые проходят несколько митотических делений. Днплоидность восстанавливается при оплодотворении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
