WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 88 |

«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, ...»

-- [ Страница 6 ] --

Имеются убедительные свидетельства того, что снижение активности А-киназы является необходимым и достаточным условием для запуска программы созревания ооцита. Микроинъекции каталитически активного фрагмента киназы, активного в отсутствие циклического AMP (см. разд. 12.4.2), ингибируют созревание, индуцируемое прогестероном, тогда как микроинъекции специфического ингибитора киназы инициируют созревание даже при отсутствии прогестерона. Эксперименты на мышиных ооцитах, проводившиеся также с помощью метода микроинъекций, показали, что у млекопитающих действует аналогичный внутриклеточный механизм передачи сигналов. Субстраты А-киназы пока не выявлены, однако полагают, что ими могут быть фосфопротеины, входящие в систему прерывания мейотического деления I, ответственную за задержку ооцита в профазе I. По имеющейся гипотезе, активность таких фосфопротеинов определяется фосфорилированием, осуществляемым А-киназой; падение уровня циклического AMP снимает блокировку мейоза и инициирует его продолжение.

15.3.6. Созревание ооцитов связано с активацией фактора инициации М-фазы [13] Пока еще не выяснено, как развиваются события после падения уровня циклического AMP, но в конце концов они приводят к активации белкового комплекса, называемого фактором инициации М-фазы (ФИМ); полагают, что он необходим для выхода из профазы I мейоза. В гл. говорилось о том, что ФИМ крайне мало изменился в процессе эволюции эукариот. Его ключевая роль в обычном цикле клеточного деления обусловлена тем, что он инициирует переход клетки из G2 в М-фазу (см. разд. 13.1.10). Как уже упоминалось, профаза I мейоза, несмотря на свое традиционное название, очень похожа на фазу G2 обычного клеточного цикла: ДНК уже реплицировалась и является активной в отношении транскрипции, ядерная оболочка интактна, а митотическое веретено деления еще не сформировалось. Более того, подобно переходу из G2 в М-фазу обычной делящейся клетки, переход от профазы I к М-фазе мейоза запускается ФИМ. В действительности ФИМ был впервые обнаружен в ооцитах лягушки в качестве фактора, инициирующего созревание. Зрелые ооциты лягушки задерживаются на стадии метафазы II, когда уровень ФИМ высок (см. далее). Если небольшую часть цитоплазмы такого зрелого ооцита ввести в незрелый ооцит, то под воздействием содержащегося в инъекции ФИМ нарушится целостность мембраны и начнется конденсация хромосом, т. е. будут наблюдаться эффекты, характерные для М-фазы и свидетельствующие о зрелости ооцита.

Замечательное свойство ФИМ состоит в том, что его можно неограниченно долго последовательно переносить из одного ооцита в другой без потери активности, несмотря на то что при подобных последовательных переносах разбавление раствора с ФИМ достигает огромных значений.

Это означает, что инъекции ФИМ стимулируют синтез в реципиенте-ооците еще больших количеств ФИМ. Амплификация происходит даже в безъядерных ооцитах и в присутствии ингибиторов синтеза белков; такой факт указывает на то, что ФИМ скорее всего активирует уже существующие ФИМ, а не индуцирует синтез новых ФИМ.

Какой механизм лежит в основе такой автокаталитической реакции саморазмножения? Несмотря на то что к настоящему времени ФИМ еще не изучен досконально, имеются свидетельства того, что он фосфорилирован, что фосфорилированию принадлежит важная роль в возбуждении активности ФИМ и что по меньшей мере один из компонентов ФИМ является протеинкиназой. Таким образом, ФИМ может сам себя фосфорилировать и, следовательно, активировать. В ооцитах лягушки инактивация А-киназы под действием прогестерона инициирует сложную последовательность событий (сопряженную с синтезом белков), которая в конце концов приводит к активации небольших количеств ФИМ, которые, в свою очередь, активируют новые ФИМ. Интенсивное фосфорилирование структурных белков ядерных оболочек и хромосом характерно для процессов, наблюдаемых в М-фазе (см. разд. 13.5.11), поэтому напрашивается предположение о том, что ФИМ синтезирует еще и неизвестную протеинкиназу, которая вызывает такого рода дальнейшие изменения (рис. 15-29).

Считают, что циклические изменения активности ФИМ, по-видимому, являются решающим фактором регуляции обычного митотического клеточного цикла, определяя моменты вступления клетки в митоз и выхода из него (см. разд. 13.1.10). По-видимому, при созревании ооцитов ФИМ претерпевает аналогичные циклические изменения. Увеличение количества ФИМ сначала запускает прохождение ооцита через профазу и вступление его в метафазу I деления мейоза. Затем последующая инактивация ФИМ позволяет ооцитам завершить деление ядра, а новая активация ФИМ инициирует переход клетки в М-фазу II деления мейоза.

Полагают, что система задержки II мейотического деления (ее иногда отождествляют с цитостатическим фактором, или ЦСФ, свойства которого слабо изучены) на этой стадии предотвращает инактивацию ФИМ, приостанавливая таким образом зрелые яйцеклетки на стадии метафазы П. Оплодотворение, возможно, благодаря повышению концентрации Са2+ в цитозоле (см. разд. 15.4.5), позволяет ооцитам завершить II деление мейоза и вместе с последовательными сериями активации и инактивации ФИМ, определяющими прохождение клеток через повторяющиеся митотические деления, запускает процесс развития эмбриона.

15.3.7. Большая часть ооцитов, не созревая, погибает в яичнике человека [14] Несмотря на то что молекулярные механизмы, лежащие в основе важнейших моментов в процессе развития и созревания ооцитов, по всей видимости, весьма сходны у всех позвоночных, временные параметры этих процессов и характер запускающих их внеклеточных сигналов могут варьировать весьма значительно. Например, у человека эти сигналы значительно более сложны и гораздо менее изучены, чем у амфибий. Более того, количества зрелых яйцеклеток, образующихся у представителей этих двух видов, различаются поразительным образом. У самки лягушки в каждый сезон размножения на протяжении всего репродуктивного периода жизни из оогоний образуются ооциты; сотни их делятся и претерпевают овуляцию под действием гормонов. У женщины же лишь в первые месяцы внутриутробного развития из оогоний образуется несколько миллионов ооцитов, и все они, за исключением нескольких сотен, не созревая, погибают в яичнике.

Ооциты первого порядка у новорожденной девочки останавливаются в профазе I мейоза (подобно ооцитам первого порядка у амфибий), и большая их часть окружена одним слоем фолликулярных клеток; такой ооцит вместе с этими фолликулярными клетками представляет собой примордиальный фолликул (рис. 15-28). За некоторое время до рождения небольшая доля примордиальных фолликулов периодически начинает расти, превращаясь в развивающиеся фолликулы: их клетки увеличиваются и размножаются, образуя вокруг ооцита первого порядка многослойную оболочку; сам ооцит, оставаясь в профазе 1, растет, и у него формируются zona pellucida и кортикальные гранулы (рис. 15-30). В некоторых из развивающихся фолликулов образуется наполненная жидкостью полость, или antrum, при этом они превращаются в антральные фолликулы (рис. 15-31). Чем индуцируется первоначальный рост отдельных примордиальных фолликулов и превращение их в развивающиеся фолликулы, пока неясно. Однако продолжение развития, вероятно, зависит от гонадотропных гормонов гипофиза [в основном от фолликулостимулирующего гормона (ФСГ)] и от эстрогенов, секретируемых самими фолликулярными клетками.

Все развивающиеся фолликулы продолжают расти и в конце концов либо дегенерируют, либо в процессе овуляции высвобождают находящиеся внутри них ооциты. Однако созревание ооцита (прохождение через профазу I) и овуляция происходят лишь после наступления половой зрелости. С этого времени раз в месяц (примерно в середине менструального цикла) резкий подъем уровня другого гонадотропина лютеинизирующего гормона (ЛГ), выделяемого гипофизом, - стимулирует рост в яичнике 15-20 тыс. развивающихся фолликулов. Из всех этих фолликулов лишь один завершает свое развитие: заключенный в нем ооцит первого порядка созревает, доходит до метафазы II деления мейоза и останавливается на этой стадии. Единственный стимулированный фолликул тем временем быстро увеличивается в размерах и разрывается на поверхности яичника, освобождая находящийся внутри него ооцит второго порядка, который к этому времени все еще остается заключенным в оболочку из фолликулярных клеток, внедренную в студРис. 15-31. Микрофотография антрального фолликула в яичнике Рис. 15-32. Здесь схематически показаны стадии развития ооцита у человека. 1. До рождения небольшая доля примордиальных фолликулов последовательно начинает расти, и эти фолликулы называют теперь развивающимися. 2. Некоторые из развивающихся фолликулов накапливают жидкость, превращаясь в антральные фолликулы. 3. С наступлением половой зрелости раз в месяц волна лютеинизирующего гормона (ЛГ) побуждает примерно 20 антральных фолликулов к ускоренному росту, однако завершает созревание и претерпевает овуляцию лишь один из этих фолликулов; ооцит первого порядка, находящийся в этом фолликуле, завершает первое деление мейоза, образуя полярное тельце и превращаясь в ооцит второго порядка (рис. 15-25). 4. Ооцит второго порядка, который был остановлен на стадии метафазы мейоза II, вместе с полярным тельцем и частью окружающих полярных клеток освобождается в тот момент, когда фолликул разрывается на поверхности яичника. Ооцит второго порядка завершает второе деление мейоза только в том случае, если он будет оплодотворен. После овуляции опустевший фолликул превращается в эндокринное образование (желтое тело), которое секретирует прогестерон, тем самым готовя матку к приему оплодотворенного ооцита. Если оплодотворение не наступает, желтое тело претерпевает обратное развитие, а внутренняя слизистая оболочка матки отслаивается и выводится из необразный матрикс (рис. 15-32). Инициация завершения мейоза у освобожденного ооцита произойдет лишь в том случае, если он будет оплодотворен спермием не позже, чем через сутки (или чуть более того).

Каким образом подъем уровня ЛГ, происходящий в середине менструального цикла, инициирует созревание ооцита? По-видимому, фолликулярные клетки, окружающие ооцит, обычно оказывают ингибирующее воздействие на его созревание, поскольку ооциты спонтанно возобновляют ход мейоза в том случае, когда от них удаляют антральные фолликулы и лишают среду, в которой культивируется ооцит, стимулирующих гормонов.. Подъем уровня ЛГ может стимулировать созревание яйцеклетки путем устранения ингибирующего воздействия фолликулярных клеток.

Одна из загадочных особенностей созревания яйцеклетки у человека состоит в том, что лишь малая часть из многочисленных антральных фолликулов, имеющихся в яичниках к моменту ежемесячного выброса ЛГ, начинает расти, и из этих растущих фолликулов только один завершает созревание и освобождает ооцит: остальные обречены на дегенерацию. Вероятно, тотчас после того, как созревание «избранного» фолликула достигло определенной критической точки, вступает в действие некий механизм обратной связи, благодаря которому никакой другой фолликул не может созреть и претерпеть овуляцию в том же цикле. Это означает, что в течение примерно 40-летнего репродуктивного периода у женщины выделяется лишь 400-500 яйцеклеток. Оставшиеся 3 млн. ооцитов первого порядка, имевшиеся в организме к моменту рождения, дегенерируют. До сих пор остается загадкой, почему огромное число яйцеклеток формируется лишь для того, чтобы погибнуть в яичниках.

Ооциты второго порядка, освобождающиеся из яичника (при овуляции) к концу репродуктивного периода, образуются из ооцитов первого порядка, которые провели в остановленной профазе I от 40 до 50 лет. Дефекты, возникающие за это время в яйцеклетке, могут быть причиной высокой частоты генетических аномалий среди детей, рожденных немолодыми женщинами. Например 1% детей у женщин старше 40 лет страдает синдромом Дауна, обусловленным трисомией по 21-й хромосоме (следствие нерасхождения соответствующих гомологов при делении ядра созревающего ооцита в мейозе I) (рис. 15-33).



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 88 |
 


Похожие работы:

«The Gifford Lectures 1 9 8 9 - 1 9 9 1 Volume 2 Ian G. Barbour HarperSanFrancisco An Imprint of HarperCoUinsPublisher О Г О С Л О В И Е И Н А У К А Б ИЕН БАРБУР ЭТИКА В ВЕК ТЕХНОЛОГИИ БИБЛЕЙСКО-БОГОСЛОВСКИЙ институт св. лпостолл АНДРЕЯ к в ISBN 5-89647-020-7 Иен Барбур Этика в век технологии Научный редактор: Николай Мусхелишвили Перевод с английского: Александр Киселев Корректор: Тамара Горячева Оформление: Антон Бизяев Верстка: СветланаТочкина.Татьяна Савина Книга издана при поддержке...»

«ЧЕРНОБЫЛЬ, СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО, ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА (Материалы к 20-й годовщине аварии на Чернобыльской атомной электростанции в 1986 г.) Обнинск-2006 Авторский коллектив: академик РАСХН Алексахин Р.М.; доктор биологических наук, профессор Санжарова Н.И.; доктор биологических наук, профессор Фесенко С.В.; доктор биологических наук Спирин Е.В.; доктор биологических наук Спиридонов С.И.; кандидат биологических наук Панов А.В. Авария на Чернобыльской АЭС в 1986 г. привела к радиоактивному загрязнению...»

«2.9. Методика проведения исследовательской работы на тему Размножение прививками сортовых (ценных, уникальных) древесных и кустарниковых растений Составитель: Прохорова Е.В., Лебедева Э.П. Цель работы: научное обоснование решения проблемы выращивания привитого селекционного материала уникальных, редких, ценных по хозяйственным, биологическим признакам древесных и кустарниковых растений в условиях школьного лесничества. Задачи: 1. Разработка технологии выращивания подвойного материала 2....»

«ПРЕДИСЛОВИЕ В науках о земле почва занимает особое положение, так как она является биокосным телом, то есть производным взаимодействия живой части природы – биоты (растений, животных, микроорганизмов) с косной (мертвой) частью природы – горными породами. Этим объясняется большое внимание к изучению почвоведения, географии почв при подготовке специалистов по естественным наукам. Почва является непосредственным объектом изучения почвоведов. Наряду с этим вопросам почвоведения, географии почв...»

«ПРОЕКТ НОРМАТИВОВ ДОПУСТИМОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПО БАССЕЙНУ РЕКИ ОБЬ Книга 2. Пояснительная записка Государственный контракт НДВ-11-01 № 53 от 04 апреля 2011 г. Разработка нормативов допустимого воздействия по бассейну реки Обь Директор ФГУП РосНИИВХ, д.э.н., проф. Н.Б. Прохорова Зам. директора по НИР, к.т.н Е.А.Поздина Отв. исполнитель зав.сектором ГЭИ отдела ВРиВ, д.г.н. А.П. Носаль Екатеринбург 2012 СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ Ответственный исполнитель Зав. сектором ГЭИ ФГУП РосНИИВХ, д.г.н. А.П. Носаль...»

«ПТИЦЫ СЕВЕРА НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ Книга III СОСТАВ ОРНИТОФАУНЫ ИЗДАТЕЛЬСТВО САРАТОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2007 УДК 598.2(470.44/.47) ББК 28.693.36(235.54) П87 Авторы: Е.В. Завьялов, Г.В. Шляхтин, В.Г. Табачишин, Н.Н. Якушев, Е.Ю. Мосолова, К.В. Угольников Птицы севера Нижнего Поволжья: В 5 кн. Кн. III. Состав П87 орнитофауны / Е.В. Завьялов, Г.В. Шляхтин, В.Г. Табачишин и др. – Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2007. – 328 с.: ил. ISBN 978-5-292-03687-6 В книге, посвященной орнитофауне севера Нижнего...»

«© И. В. Юкляевский, 2014 г. Э М И Л С - 007 ВВЕДЕНИЕ XXI век – время, когда впервые всерьез заговорили не только о болезнях, но и о здоровье. Мужское здоровье – комплексная многодисциплинарная проблема, включающая старение и возрастные болезни мужчин, урологические заболевания, психическое здоровье и образ жизни. Однако, здоровье каждого мужчины складывается не только из психического, физического и социального благополучия, но и сексуальная сторона жизни, при этом, должна быть отражена в полной...»

«РУКОВОДСТВО по проведению биологической очистки почвы,   загрязненной нефтепродуктами,   в Арктических условиях   ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. 1 Назначение и область применения.. 3 2 Общие положения.. 3 3 Выбор способа биологической рекультивации нефтезагрязненных почв с применением биопрепаратов.. 4 4 Наиболее значимые компоненты экосистем и их чувствительность к нефтяным загрязнениям.. 5 5 Планирование и конструктивные требовании к площадке под полигон. Оборудование полигона.. 5 6 Технология применения...»

«Рабочая программа Раздел Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники 5-6 классы (70 часов – 1 час в неделю) Учебник: Трайтак Д.И. Биология. Бактерии, Грибы, Лишайники. 5-6 классы : учеб. для общеобразов. учреждений: в 2 ч. / Д.И.Трайтак, Н.Д.Трайтак. – 8-е изд., перераб. – М.: Мнемозина, 2012 136 с.: ил. Рабочая программа по биологии 5-6 классы по биологии линии учебников Трайтака Д.И. издательства Мнемозина для основной школы разработана на основе Фундаментального ядра содержания общего образования и...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.