Цитология.su
Цитология - наука о клетке
Главная Цитология История Клетка Микроскопия Учёные Задачи цитологии Медицина Обратная связь Карта сайта
Связь факторов роста с регуляцией митотического цикла
17 Января 2014
1

В последнее время получены новые данные, которые конкретизируют представление о связи факторов роста с регуляцией митоти-ческого цикла клеток. Было показано, что у эукариот клеточный цикл в значительной степени определяется изменениями активности одного белка, обозначаемого cdc2 (Мюррей, Киршнер, 1991).
Для клеточного цикла характерна весьма совершенная регуляция: контролируются размеры и время — клетка приступает к делению в тот момент, когда масса ее удвоилась; клетка должна также координировать различные стадии цикла.

В 1971 г. И.Масуи (Йельский университет, США) и Л.Смит (Аргоннская национальная лаборатория, США) независимо друг от друга сделали открытие. Они идентифицировали в яйцеклетках лягушки вещество, от которого зависит начало митоза и мейоза и которое они назвали фактором созревания (сокращенно MPF — от англ, maturation promoting factor). Позже этот фактор был обнаружен во всех митотических клетках. MPF, который выделили в 1988 г., является главным регулятором митоза и мейоза. Оказалось, что клеточный цикл в яйцеклетке не зависит от событий, происходящих в ядре, а управляется автономным осциллятором — набором химических реакций в цитоплазме. Этот осциллятор, наподобие часового механизма, определяет активность MPF. Активность MPF флуктуирует: постоянно обнаруживается во время митоза и отсутствует в интерфазе (Мюррей, Киршнер, 1991).

Началом генетических исследований клеточного цикла считаются работы Л.Хартуэлла (Вашингтонский университет). В конце 60-х — начале 70-х годов им были идентифицированы мутации генов, при которых наблюдается задержка той или иной стадии клеточного цикла. Эти гены известны под общим названием cdc (от англ, cell-division cycle). Белок cdc2 играет ключевую роль в митозе всех эукариот. Он относится к протеинкиназам, т.е. ферментам, переносящим фосфатные группы от АТР на молекулы белков. Присоединение или удаление фосфора является основным средством регуляции активности клеточных белков. Дальнейшие исследования показали, что циклин является вторым компонентом MPF и участвует в активизации белка cdc2 и, следовательно, MPF. Деградация цик-лина важна для прохождения митоза, и каждый раз этот белок должен синтезироваться заново во время активизации MPF, т.е. он индуцирует митоз, определяя общий ритм цикла. Самого по себе присоединения циклина к белку cdc2 недостаточно для активизации этого комплекса. Для функционирования MPF необходимо, чтобы cdc2 и циклин подверглись определенным модификациям. Эту функцию выполняют другие белки, один из которых обозначают cdc25, и именно он, а не циклин, определяет начало митоза в некоторых клетках.

В одних случаях активизация комплекса cdc2-un^HH осуществляется белком cdc25, а в других — самим циклином, в третьих — каким-то еще неизвестным модулятором.

В соматических клетках эмбриона на поздних стадиях его развития начало репликации ДНК в интерфазе строго регулируется. Этот важнейший контрольный момент установил Хартуэлл, назвав его стартовым переходом. На стартовый переход влияют питательные вещества, гормоны и факторы роста, участвующие в регуляции накопления циклина в период до стартового перехода. Таким образом, регуляторы клеточного цикла — белок cdc2, циклин и модуляторы вроде cdc25, как выяснилось, являются основными регуляторами клеточного цикла у всех эукариотических организмов. Новые данные о механизме регуляции митотическо-го цикла показали, что факторы роста определяют стартовый переход в интерфазе, инициируя начало репликации ДНК. Этот процесс является дозозависимым.

   


1
Россия 2015