ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Биохимическая характеристика процессов дифференцировки (морфогенеза) из "Сельскохозяйственная биотехнология Изд2" В процессе развития при постоянной структуре ДНК последовательно изменяется состав РНК (состав оснований) и белков (электрофоретические свойства, ферментативная активность). Эта биохимическая дифференциация является не следствием, а причиной морфологической дифференцировки. Механизм активации и блокирования генов до конца не изучен. Ученые полагают, что по-видимому имеют место хромосомные регуляции при участии гистонов — ядерных белков и процессы индукции и репрессии согласно теории Жакоба — Моно. [c.391] Уже упоминалось, что участвующие в процессе развития гены активируются друг за другом в определенной последовательности (вpeмeннaя генная модель). [c.392] Дифференциальная активация генов гормона м и. 1. Наиболее наглядным примером, свидетельствующим об активации генов гормонами, является индукция гиббереллином а-амилазы в семенах злаков, отвечающей за расщепление крахмала при прорастании зерна. К началу прорастания семян гиббереллин вызывает образование а-амилазы живым алейроновым слоем и выделение ее в мертвые клетки эндосперма, где отлагается запасной крахмал. Источником гиббереллина является зародыш. Опыты с С- и Н-изотопами доказывают, что а-амилаза не активируется, а синтезируется de novo из аминокислот. Для этого необходим синтез РНК. Активация генов под действием этого гормона является дифференциальной наряду с а-амилазой гиббереллин индуцирует рибонуклеазу и протеазы. [c.392] Вызванная гормонами индукция ферментов может, конечно, повлечь за собой сопутствующие явления индукции и репрессии, ведущие к изменению метаболизма всей клетки. [c.393] Образование РНК, индуцированное гормонами. РНК выполняет функцию промежуточного звена между первичным действием гормонов и их влиянием на рост и развитие. Первичное действие проявляется не только в стимулировании синтеза РНК in vivo и in vitro, но и в изменении состава оснований РНК. Влияние гормонов на рост и развитие через индукцию синтеза РНК доказано в следующих экспериментах обработка гормоном, экстрагирование РНК из обработанной ткани, введение этой РНК в ткань, не содержащую гормона, и наблюдение за специфичным для данного гормона действием в этой ткани. Такие эксперименты проводились с гиббереллином и животными гормонами— экдизоном и эстрогеном. Гиббереллин способствует тому, что дрожжи (а также ткани из топинамбура) приобретают способность реагировать на ауксин растяжением клеток. Такой же эффект вызывает экстрагируемая РНК, образующаяся в клетках дрожжей (или клубней топинамбура) после обработки гиббереллином. [c.393] Биохимия эмбрионального роста. Под эмбриональным ростом объединяют два процесса деление клеток и рост протоплазмы, происходящие в меристеме (эмбриональной зоне). [c.393] Продуктом считаются все плазматические структуры и вещества, несмотря на то, что последний этап этой последовательности реакций, а именно связь на молекулярном уровне между структурой белков и плазматическими (субморфологическими) структурами изучена недостаточно. [c.393] Деление клеток.В профазе митоза, самое позднее в начале метафазы синтез РНК приостанавливается, рибосомы блокируются и рост протоплазмы приостанавливается, параллельно понижается интенсивность обмена веществ (например, дыхания и др.) во время митоза. [c.393] Если бы эта временная регуляция вызывалась предшествующим митозом, то мог бы существовать цикл следующих друг за другом процессов митоз приводит к уменьшению числа ДНК на одну клетку как следствие через механизм обратной связи (вышеупомянутая временная регуляция ) вызывается синтез ДНК, а затем опять митоз. [c.394] Дифференцировка клеток как процесс репрессии и дерепрессии белкового синтеза. Ранее ученые считали, что процесс дифференцировки клеток в эмбриогенезе, приводящий к возникновению различных специализированных типов клеток, обусловлен избирательной необратимой утратой различных генов геномом эмбриона. В настоящее время твердо установлено, что все клетки высшего организма содержат полный набор генов, характерный для данного организма, но в клетках каждого типа большинство генов репрессировано ( выключено ). Например, все клетки позвоночных, по-видимому, имеют гены для миозина, но эти гены включены только в мышечных клетках. Генетическую универсальность соматических клеток можно продемонстрировать на некоторых высших растениях в определенных условиях из отдельной дифференцированной клетки растения томата можно вырастить целое растение. В пользу представления об идентичности геномов всех диплоидных клеток данного организма свидетельствует и тот факт, что все соматические диплоидные клетки организма содержат одно и то же число ДНК. [c.394] Например, культивируемые in vitro нервные клетки продолжают оставаться морфологически и биохимически похожими на обычные нервные клетки, и до сих пор не удалось найти ни одной воспроизводимой методики обратной дифференцировки этих клеток к исходным универсальным (тотипотентным) клеткам или трансформации нервных клеток в другие специализированные клетки, например в клетки почек. Следовательно, если дифференцировка обусловлена репрессией определенных совокупностей оперонов, то соответствующие репрессоры должны быть весьма устойчивыми. [c.395] Биохимические механизмы стойкой репрессии. Биохимические механизмы гипотетических постоянно действующих репрессоров остаются не до конца изученными. [c.395] С этим процессом связаны многочисленные факты возникновения так называемых эпигенетических, ненаследуемых изменений у растений и других организмов. [c.396] Вернуться к основной статье