«МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ 2-Е ИЗДАНИЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ В 3 томах 3 Перевод с английского канд. биол. наук В. П. Коржа, канд. биол. наук Н.В. Сониной, ...»

Moses M.J. Synaptonemal complexes, Annu. Rev. Genet., 2, 363-412, 1968.

Smithies O., Powers P. A. Gene conversions and their relationship to homologous pairing. Phil. Trans. R. Soc. Lond. (Biol.), 312, 291-302, 1986.

von Wettstein D., Rasmussen S. W., Holm P. B. The synaptonemal complexes in genetic segregation, Annu. Rev. Genet., 18, 331-413, 1984.

7. Carpenter А. Т. С. Gene conversion, recombination nodules, and the initiation of meiotic synapsis, Bioessaays, 6, 232-236, 1987.

Carpenter A. T. C. Recombination nodules and synaptonemal complexes in recombination-defective females of Drosophila melanogaster, Chromosoma, 75, 236-259, 1979.

8. Buckle V., Mondello C., Darling S., Craig I. W., Goodfellow P. N. Homologous expressed genes in the human sex chromosome pairing region, Nature, 317, 739-741, 1985.

Chandley A.C. Meiosis in man. Trends Genet., 4, 79-84, 1988. Solari A.J. The behavior of the XY pair in mammals, Int. Rev. Cytol., 38, 273-317, 9. Austin C. R., Short R. V., eds. Reproduction in Mammals: I. Germ Cells and Fertilization, Cambridge, U. K., Cambridge University Press, 1982.

10. Browder L. Developmental Biology, p. 173-231, Philadelphia, Saunders, 1980. Karp G., Berrill N. J. Development, 2nd ed., pp. 116-138, New York, McGraw-Hill, 1981.

11. Browder L.W., ed. Oogenesis, New York, Plenum, 1985.

Davidson E.H. Gene Activity in Early Development, 3rd ed., pp. 305-407. Orlando, FJ, Academic, 1986.

Metz C.B., Monroy A., eds. Biology of Fertilization, Vol. 1: Model Systems and Oogenesis, Orlando FL, Academic, 1985.

12. Bornslaeger E.A., Mattei P., Schultz R.M. Involvement of cAMP-dependent protein kinase and protein phosphorylation in regulation of mouse oocyte maturation. Dev. Biol., 114, 453-462, 1986.

Mailer J.L. Regulation of amphibian oocyte maturation. Cell Differ., 16, 211-221, 1985.

Masui Y., Clarke H.J. Oocyte maturation, Int. Rev. Cytol., 57, 185-282, 1979.

Sadler S. E., Mailer J. L. Inhibition of Xenopus oocyte adenylate cyclase by progesterone: a novel mechanism of action. Adv. Cyc. Nuc. Prot.

Phosphor. Res., 19, 179-194, 1985.

13. Cyert M.S., Kirschner M. W. Regulation of MPF activity in vitro, Cell, 53, 185-195, 1988.

Ford С. С. Maturation promoting factor and cell cycle regulation, J. Embryol, Exp. Morphol., Suppl, 89, 271-284, 1985.

Kirschner M., Newport J., Gerhart J. The timing of early developmental events in Xenopus. Trends Genet, 1, 41-47, 1985.

Lohka M. J., Hayes M. K., Mailer J. L. Purification of maturation-promoting factor, an intracellular regulator of early mitotic events. Proc. Natl.

Acad. Sci. USA, 85, 3009-3013, 1988.

Mailer J.L. Regulation of amphibian oocyte maturation. Cell Differ., 16, 211-221, 1985.

14. Peters H., McNatty K. P. The Ovary: A Correlation of Structure and Function in Mammals, pp. 11-22, 60-84, Berkeley: University of California Press, 1980.

Richards J. S. Hormonal control of ovarian follicular development, Recent Prog. Horm. Res., 35, 343-373, 1979.

15. Bellve A.R., O'Brien D.A. The mammalian spermatozoon: structure and temporal assembly. In Mechanism and Control of Animal Fertilization (J. F. Hartmann, ed.), pp. 56-137, New York, Academic, 1983.

Fawcett D. W. The mammalian spermatozoon, Dev. Biol. 44, 394-436, 1975.

Fawcett D. W., Bedford J. M., eds. The Spermatozoon, Baltimore, Urban & Schwarzenberg, 1979.

16. Browder L. Developmental Biology, pp. 146-172, Philadelphia, Saunders, 1980.

Clermont Y. Kinetics of spermatogenesis in mammals: seminiferous epithelium cycle and spermatogonial renewal, Physiol. Rev., 52, 198-236, Karp G., Berrill N. J. Development, 2nd ed., pp. 100-116, New York, McGraw-Hill, 1981.

Metz С. В., Monroy A., eds. Biology of Fertilization, Vol. 2, Biology of the Sperm, Orlando, FL, Academic, 1985.

17. Lindsley D.L., Tokuyasu К. Т. Spermatogenesis. In: The Genetics and Biology of Drosophila (M. Ashburner, T. R. F. Wright, eds.), Vol. 2, pp.

225-294, New York, Academic, 1980.

Willison K., Ashworth A. Mammalian spermatogenic gene expression, Trends Genet, 351-355, 1987.

18. Epel D. Fertilization. Endeavour (New Series), 4, 26-31, 1980.

Hendrick J. L., ed. The Molecular and Cellular Biology of Fertilization, New York, Plenum, 1986.

Longo F.J. Fertilization, London, Chapman & Hall, 1987.

Metz С. В., Monroy A., eds. Biology of Fertilization, Vol. 3, The Fertilization Response of the Egg. Orlando FL, Academic, 1985.

19. Shapiro B.M. The existential decision of a sperm. Cell, 49, 293-294, 1987.

Shapiro B. M., Schackmann R. W., Tombes R. M., Kazazoglou T. Coupled ionic and enzymatic regulation of sperm behavior. Curr.. Top. Cell Regul, 26, 97-113,1985.

Tilney L. G., Inoue S. Acrosomal reaction of the Thyone sperm. III. The relationship between action assembly and water influx during the extension of the acrosomal process, J. Cell Biol., 100, 1273-1283, 1985.

Trimmer J. S., Vacquier V. D. Activation of sea urchin gametes, Annu. Rev. Cell Biol., 2, 1-26, 1986.

20. Gao В., Klein L. E., Britten R. J., Davidson E. H. Sequence of mRNA coding for bindin, a species-specific sea urchin sperm protein required for fertilization, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 83, 8634-8638, 1986.

Glabe C. G. Interaction of the sperm adhesive protein bindin, with phospholipid vesicles. II. Bindin induces the fusion of mixed-phase vesicles that contain phosphatidylcholine and phosphatidylserine in vitro, J. Cell Biol., 100, 800-806, 1985.

Rossignol D.R., Earles B.J., Decker G. L., Lennarz W.J. Characterization of the sperm receptor on the surface of eggs of Strongylocentrotus purpuratus. Dev. Biol., 104, 308-321, 1984.

Vacguier V.D., Moy G. W. Isolation of bindin: the protein responsible for adhesion of sperm to sea urchin eggs. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74, 2456-2460, 1977.

21. Shatten G., Husler D. Timing the early events during sea urchin fertilization, Dev. Biol., 100, 244-248, 1983.

Trimmer J. S., Vacquier V. D. Activation of sea urchin gametes, Annu. Rev. Cell Biol., 2, 1-26, 1986.

Whitaker M. J., Steinhardt R. A. Ionic signalling in the sea urchin egg at fertilization. In: Biology of Fertilization (C.B. Metz, A. Monroy, eds.), Vol. 3, pp. 168-222, Orlando FL, Academic, 1985.

22. Jaffe L. A., Cross N. L. Electrical regulation of sperm-egg fusion, Annu. Rev. Physiol., 48, 191-200, 1986.

23. Kay E. S., Shapiro В. М. The formation of the fertilization membrane of the sea urchin egg. In: Biology of Fertilization (С. В. Metz, A. Monroy, eds.), Vol. 3, pp. 45-81, Orlando FL, Academic, 1985.

Schuel H. Functions of egg cortical granules. In: Biology of Fertilization (С. В. Metz, A. Monroy, eds.), Vol. 3, pp. 1-44, Orlando FL, Academic, 24. Eisen A., Reynolds G. T. Source and sinks for the calcium released during fertilization of single sea urchin eggs, J. Cell Biol., 100, 1522-1527, Turner P. R., Jaffe L. A., Fein A. Regulation of cortical vesicle exocytosis in sea urchin eggs in inositol 1,4,5-triphosphate and GTP-binding protein.

J. Cell Biol., 102, 70-78, 1986.

Whitaker M., Irvine R.F. Inositol 1,4,5-triphosphate microinjection activates sea urchin eggs. Nature, 312, 636-639, 1984.

25. Dube F., Schmidt Т., Johnson C. H., Epel D. The hierarchy of requirements for an elevated intracellular pH during early development of sea urchin embryos. Cell, 40, 657-666, 1985.

Winkler M. Translational regulation in sea urchin eggs: a complex interaction of biochemical and physiological regulatory mechanisms, Bioessays, 8, 157-161, 1988.

26. Schatten H., Schatten G., Mazia D., Balczon R., Simerly C. Behavior of centrosomes during fertilization and cell division in mouse oocytes and in sea urchin eggs. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 83, 105-109, 1986.

27. Clegg E.D. Mechanisms of mammalian sperm capacitation. In: Mechanism and Control of Animal Fertilization (J. F. Hartmann, ed.), pp. 178New York, Academic, 1983.

Grobstein C. External human fertilization, Sci. Am., 240(6), 57-67, 1979. Wassarman P. M. Early events in mammalian fertilization, Annu. Rev.

Cell Biol., 3, 109-142, 1987.

Wassarman P.M. Zona pellucida glycoproteins, Annu. Rev. Biochem., 57, 415-442, 1988.

16 Клеточные механизмы развития Организм любого многоклеточного животного можно рассматривать как клон клеток, образовавшихся из одной клеткиоплодотворенного яйца. Поэтому клетки тела, как правило, генетически идентичны, но различаются по фенотипу: одни становятся мышечными клетками, другие - нейронами, третьи - клетками крови и т. д. В организме клетки разного типа размещены строго упорядоченным образом, и благодаря этому тело обладает характерной формой. Все признаки организма определяются последовательностью нуклеотидов в геномной ДНК, которая воспроизводится в каждой клетке. Все клетки получают одни и те же генетические «инструкции», но интерпретируют их с учетом времени и обстоятельств - так, чтобы каждая клетка выполняла в многоклеточном сообществе свою специфическую функцию.

Многоклеточные организмы часто бывают очень сложными, но их построение осуществляется при помощи весьма ограниченного набора форм клеточной активности. Клетки растут, делятся и погибают, соединяются, движутся и меняют свою форму. Они дифференцируются, т. е.

начинают или прекращают синтез определенных веществ, кодируемых геномом. Клетки выделяют в окружающую среду или образуют на своей поверхности вещества, влияющие на активность соседних клеток. Эти формы клеточного поведения являются универсальной основой развития животных. В данной главе мы попытаемся объяснить, каким образом реализация различных форм клеточной активности в нужное время и в нужном месте приводит к образованию целостного организма.

Мы не будем подробно шаг за шагом прослеживать от начала до конца развитие какого-то одного организма, а рассмотрим различные аспекты клеточного поведения, связанного с развитием, иллюстрируя общие принципы примерами тех животных, у которых они проявляются наиболее четко. Мы обсудим, каким образом и при участии каких сил клеточные перемещения приводят к формированию эмбриона, как под контролем собственных генов данных клеток и межклеточных взаимодействий развертывается пространственная картина дифференцировки и каким образом дифференцированные клетки, возникшие в разных частях эмбриона, оказываются в местах своего назначения, образуя сложные ткани и органы. Все эти вопросы будут рассмотрены на примере развития земноводных, морских ежей, мышей, мух, птиц, тараканов и нематод.

Развитие растений будет обсуждаться в гл. 20.

16.1. Морфогенетические движения и формирование общей пространственной организации тела [1] В этом и следующих разделах речь пойдет о том, как возникает пространственная организация раннего эмбриона и какие физические силы участвуют в его формировании. В качестве примера мы в основном будем обращаться к шпорцевой лягушке Xenopus laevis (рис. 16-1), раннее развитие которой было изучено особенно тщательно. Подобно Рис. 16-1. Схема развития Хепорus laevis от зародышам других земноводных, зародыши Хепорus относительно устойчивы к оплодотворенного яйца до самостоятельно внешним воздействиям и поэтому служат удобным объектом для экспериментов.