WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 83 | 84 || 86 | 87 |   ...   | 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 85 ] --

Помимо обычных мутаций существуют генетические изменения другого типа, которые также могут приводить к развитию рака - система контроля клеточного деления может быть разрушена чужеродной ДНК, которая вводится в клетку вирусом. В действительности изучение молекулярной генетики рака началось именно с открытия таких опухолеродных вирусов, что подготовило почву для последующего обнаружения онкогенов и протоонкогенов. Успехи в решении другой (и более трудной) задачи - идентификации и клонировании опухолевых супрессорных генов - были достигнуты сравнительно недавно (о них пойдет речь в конце этого раздела).

21.2.1. Опухоли могут вызываться как ДНК-, так и РНК-содержащими вирусами [15, 16] И ДНК-, и РНК-содержащие вирусы (в частности, ретровирусы) могут участвовать в трансформации нормальной клетки в опухолевую.

Это можно экспериментально продемонстрировать как на лабораторных животных (у которых некоторые вирусы способны вызывать рак), так и в культуре клеток, где те же вирусы изменяют поведение инфицированных клеток. Эти клетки приобретают способность к делению в условиях, при которых нормальные клетки делиться не могут (см. разд. 13.4.1, где перечислены свойства неопластически трансформированных клеток в культуре). Два интенсивно изучаемых примера таких вирусов - это SV40 (ДНК-содержащий вирус, выделенный из клеток обезьяны) и вирус саркомы Payса - куриный ретровирус. Сложнее обстоит дело с ролью вирусов в развитии рака у человека; среди множества причин, приводящих практически ко всем известным видам раковых заболеваний человека, вирусы не фигурируют. Возможно, от многих вирус-индуцированных опухолей нас защищает иммунная система, разрушающая инфицированные вирусами клетки, которые могли бы стать источником опухолей. Тем не менее сейчас имеются веские доказательства того, что причиной возникновения некоторых типов рака человека являются вирусы (табл. 21-3). Они могут оказывать либо непрямое промоторное действие, либо способствовать неопластической трансформации инфицированных клеток.

В устойчиво трансформированной вирусом клетке должно установиться равновесие, вирус не должен убивать клетку, а клетка должна сохранять вирусные гены при размножении (передавать из поколения в поколение). Обычно это осуществляется путем интеграции этих генов в одну или более клеточных хромосом. Но иногда вирусные гены существуют в клетке в виде плазмиды, реплицирующейся одновременно с хромосомами. Так, вирус SV40 и ретровирусы встраиваются в хромосомы клеток, которые они трансформируют; папилломавирусы - класс ДНКсодержащих вирусов, вызывающих у человека образование бородавок (и, вероятно, участвующих в возникновении рака шейки матки), ДНК-содержищие вирусы Семейство паповавирусов Семейство гепаднавирусов Семейство герпесвирусов Вирус Лимфома Беркитта (рак В- Западная Африка, Папуа - Малярия РНК-содержащие вирусы Семейство ретровирусов Вирус иммунодефицита человека (HIV-1, Саркома Капоши (рак Центральная Африка Иммунная недостаточность или Для всех указанных вирусов число инфицированных людей гораздо больше числа заболевших раком: вирусы должны действовать в сочетании с другими факторами. Более того, вклад некоторых вирусов в возникновение рака только косвенный: вирус СПИДа, например, подавляет клеточную иммунную защиту; в результате клетки эндотелия, которые были трансформированы какими-то другими агентами, не уничтожаются иммунной системой, а образуют опухоль.

при одних условиях существуют в виде плазмид, при других - как интегрированные элементы. В обоих случаях они «наделяют» клетку наследственно измененным геномом. Однако ДНК-содержащие вирусы и ретровирусы отличаются друг от друга по природе генов, вызывающих неопластическую трансформацию, и по тому, какое место в обычном жизненном цикле вируса занимает трансформация клетки.

21.2.2. Нарушение контроля клеточного деления ДНК-содержащими онкогенными вирусами - часть их стратегии выживания [15, 17] Как уже сообщалось в гл. 5 (разд. 5.5.3), размножение опухолеродных ДНК-содержащих вирусов, таких как SV40, в естественных условиях не сопровождается развитием рака. Проникнув в клетку хозяина, SV40 обычно жестко не встраивается в клеточный геном. Вместо этого кодируемый вирусным геном белок (или группа белков) быстро активирует клеточную систему репликации ДНК, и затем вирус использует ее для репликации собственной ДНК, которая в свою очередь служит матрицей для синтеза других компонентов вируса за счет клетки хозяина. Этот процесс производства вирусных частиц клеткой продолжается до тех пор, пока она не погибнет, высвобождая множество новых вирусов.

Значительно реже вирус попадает в непригодную для его размножения клетку, где может пребывать сколь угодно долгое время в результате устойчивого внедрения в одну или более клеточных хромосом. В этом случае вирусный ген, ответственный за активацию репликации клеточной ДНК, также может транскрибироваться, подталкивая таким образом, клетку к вступлению в S-фазу клеточного цикла Рис. 21-20. Предполагаемый механизм, с помощью которого определенные папилломавирусы могут индуцировать рак шейки матки. Данные вирусы имеют кольцевую двухцепочечную ДНК длиной около 8000 пар оснований. В клетках бородавок и других доброкачественных образований вирусные хромосомы стабильно существуют в виде плазмид и реплицируются самостоятельно. В результате редкого случайного события вирусный геном может встроиться в хромосому хозяина. При этом изменится окружение вирусных генов и нарушится контроль их экспрессии.

Нерегулируемый синтез белка репликации вируса «подталкивает» клетку к вступлению в S-фазу клеточного цикла, способствуя тем самым и заставляя ее снова и снова совершать цикл деления. Вирусный ген начинает работать как онкоген, вызывая опухолевую трансформацию. Однако такой онкоген принципиально отличается от тех классов онкогенов, которые мы рассмотрим ниже, - у него нет гомолога в геноме нормальной клетки.

ДНК-содержащие вирусы - весьма разнообразная группа, но описанные общие принципы, с некоторыми изменениями (вариациями), применимы к большинству из них, вовлеченных в патогенез рака. Примером одного из вариантов являются папилломавирусы, для которых постоянная связь с клеткой организма-хозяина - неотъемлемая часть их жизненного цикла. Вирусы папилломы, как и вирус SV40, относятся к семейству паповавирусов, но они, по-видимому, могут переключаться с инфекции «непродуктивного» типа (лизогенизации) к инфекции «продуктивного» (литического) типа, и наоборот. В первом случае вирус реплицируется синхронно с клеткой, не принося ей вреда, во втором случае он быстро размножается и убивает (лизирует) клетку, высвобождая массу новых вирусных частиц, способных инфицировать другие клетки.

Подобно SV40, эти вирусы способны «подчинять себе» клеточную систему синтеза ДНК, а осуществляющие эту функцию вирусные гены могут действовать как онкогены. На рис. 21-20 показано, как, вероятнее всего, вирусы папилломы участвуют в канцерогенезе шейки матки у человека.

21.2.3. Ретровирусы способны случайно захватывать онкогены [15, 18] В отличие от ДНК-содержащих вирусов большинство ретровирусов (см. разд. 5.5.8 и 13.4.2) относительно безвредны для клеткихозяина. Зараженная клетка постоянно выделяет новые вирусные частицы, которые отпочковываются от плазматической мембраны, не вызывая неопластической трансформации клетки. Однако изредка может происходить случайное «овладение», захват ретровирусом регуляторного клеточного гена (или его испорченной копии, или фрагмента этого гена), который не используется в жизненном цикле самого вируса, но может кардинально влиять на судьбу клетки-хозяина. В частности, как мы видели в гл. 13 (разд. 13.4.2), ретровирус, подобный вирусу саркомы Рауса, захватившему клеточный онкоген (рис. 21-21), легко обнаруживается по своему доминантному трансформирующему эффекту на инфицированные клетРис. 21-21. Структура вируса саркомы Рауса. А. Особенности организации генома по сравнению с более типичным ретровирусом (вирус мышиного лейкоза). Вирус саркомы Рауса отличается от других онкогенных ретровирусов в том отношении, что сохранил все три гена, необходимые для его жизненного цикла: gag-кодирующий полибелок, который при «разрезании» дает белки капсида; pol- кодирующий обратную транскриптазу и фермент, участвующий в интеграции хромосомы вируса в геном хозяина; еnv- кодирующий гликопротеин оболочки. В других онкогенных ретровирусах один или больше вирусных генов отсутствуют, поскольку взамен вирус приобрел трансформирующий онкоген (см. рис. 21-22). В результате трансформирующий вирус может образовывать инфекционные частицы только тогда, когда клетка одновременно заражена недефектным, нетрансформирующим вирусом-хелпером (помощником), который восполняет утерянные функции. Б. Взаимоотношения между онкогеном v-src и клеточным протоонкогеном c-src, из которого произошел онкоген. Присутствующие в гене c-src интроны из гена v-src удалены;

кроме того,v-src несет мутации, изменяющие последовательность аминокислот в белке v-src, что делает его гиперактивной нерегулируемой тирозин-специфической протеинкиназой (см. разд. 13.4.5). Исследователи, работающие над проблемой рака, подвергли вирус саркомы Рауса жесткой селекции в отношении его способности трансформировать клетки. Современные штаммы делают это с необычайной быстротой и ки хозяина, которые начинают бурно размножаться. Онкоген можно идентифицировать и вычленить методами молекулярной генетики, а на его основе синтезировать ДНК-зонды для выявления гомологичных генов в нормальных клетках. Таким способом было выделено более 20 онкогенов, гомологичных протоонкогенам (табл. 21-4), которые имеются в геноме любой нормальной клетки позвоночных (см. разд. 13.4.2). Эти онкогены относятся к нескольким различным семействам (см. разд. 13.4.4), среди них наиболее крупное - семейство протеинкиназных генов, к которому принадлежит и онкоген вируса саркомы Рауса -src (рис. 21-22).

Существуют два механизма превращения протоонкогена в онкоген при включении его в ретровирус: изменение последовательности или фрагментация гена, в результате чего на нем синтезируется белок с аномальной активностью, или попадание его (протоонкогена) под контроль мощных вирусных промоторов и энхансеров, что приводит к избыточному накоплению продукта или созданию неподходящих условий для его функционирования; часто происходит и то, и другое. Сходный онкогенный эффект ретровирусы могут оказывать и другим способом, без захвата клеточных генов и переноса их из клетки в клетку: ДНК-копии вирусной РНК могут просто встраиваться в геном клетки рядом с протоонкогенами или даже внутри их. Этот феномен называется вставочным (инсерционным) мутагенезом, а измененный таким образом геном наследуется всеми потомками данной клетки. Вообще, случайное встраивание ДНК-копий вирусной РНК в геном клетки - часть нормального жизненного цикла ретровируса, и если оно происходит в пределах 10 тыс. пар оснований от протоонкогена, то может вызвать аномальную активацию нарушенного встраиванием гена. Вставочный мутагенез дает возможность идентифицировать протоонкогены за счет их близости к встроенному ретровирусу.

Выявленные таким способом протоонкогены оказывались теми же, которые обнаруживали и другими методами, но были среди них и новые (табл.



Pages:     | 1 |   ...   | 83 | 84 || 86 | 87 |   ...   | 88 |
 


Похожие работы:

«Красная Книга России Животные ПРЕДИСЛОВИЕ В Красную книгу России занесены редкие и исчезающие животные, растения и грибы, постоянно или временно обитающие в состоянии естественной свободы на территории, континентальном шельфе и в морской экономической зоне Российской Федерации, которые нуждаются в специальных государственно-правовых действиях, входящих в компетенцию федеральных органов исполнительной власти. Ведение и издание Красной книги Российской Федерации - это также и выполнение...»

«ПОЗВОНОЧНЫЕ ЖИВОТНЫЕ БЕЛАРУСИ МИНСК БГУ 2003 УДК 597.6 ББК Б Р е ц е н з е н т ы: Заместитель директора Межведомственного центра проблем национальных парков и заповедников БГУ, доктор биологических наук профессор Б.П. Савицкий; ведущий научный сотрудник Института Зоологии НАН Беларуси кандидат биологических наук А.В. Козулин Бурко Л.Д., Гричик В.В. Б Позвоночные животные Беларуси: Учеб. пособие. – Мн.: БГУ, 2003. – 373 с. ISBN Излагаются особенности распространения, биологии и экологии 471 вида...»

«УТВЕРЖДАЮ: Директор ООО Уральская экологическая компания _ Б.М. Чичков ноября 2011 г. 12 ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ По государственному контракту № 2011.18278 от 28 июля 2011 г. по теме: организация и выполнение мероприятия по организации и проведению мониторинговых исследований объектов растительного и животного мира, занесенных в Красную книгу Омской области (по объектам растительного мира: Таврический, Исилькульский, Крутинский, Азовский немецкий национальный районы Омской...»

«ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ ПО БИОЛОГИИ Программа предназначена для поступающих на факультеты: биолого-почвенный: Биология, Почвоведение; фармацевтический факультет: Фармация; философии и психологии: Психология, Психолого-педагогическое образование, сокращенная программа бакалавриата на базе высшего профессионального образования по направлению Психология. Программа разработана на основе примерной программы по биологии (письмо Министерства образования РФ от 18 февраля 2000 г. №...»

«Малина, ежевика. Сорта, выращивание, уход Николай Звонарев 2 Книга Николай Звонарев. Малина, ежевика. Сорта, выращивание, уход скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! 3 Книга Николай Звонарев. Малина, ежевика. Сорта, выращивание, уход скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! Николай Михайлович Звонарев Малина, ежевика Сорта, выращивание, уход 4 Книга Николай Звонарев. Малина, ежевика. Сорта, выращивание, уход скачана с jokibook.ru заходите, у нас...»

«СХЕМА КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ БАССЕЙНА РЕКИ ВОЛХОВ Книга 1 Общая характеристика речного бассейна 1 ПРОЕКТ Схема комплексного использования и охраны водных объектов Книга 1. Общая характеристика речного бассейна Общая часть Основной задачей разработки СКИОВО, включая НДВ, бассейна реки Волхов является формирование инструментария принятия управленческих решений по достижению устанавливаемых СКИОВО бассейна реки Волхов целевых показателей качества воды водных объектов...»

«Флора и растительность Красноярского края УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Направление подготовки: 050100.62 Естественнонаучное образование Профиль Биология КРАСНОЯРСК 2009 1 УМКД составлен д.б.н. Е.М. Антиповой Обсужден на заседании кафедры биологии и экологии _23__сентября_2009 г. Заведующий кафедрой А.Н. Васильев д.б.н., профессор Одобрено научно-методическим советом специальности Биология _09__октября_2009 г. Председатель НМСС Е.Н. Афанасова 2 Протокол согласования рабочей программы...»

«СОВЕТЫ ПЧЕЛОВОДАМ Кемеровское книжное издательство 1991 Эта книга адресована всем, кто уже занимается пчеловодством или хочет заняться этим очень полезным, доходным и увлекательным делом, но не знает, как и с чего начинать. Автор, известный в Сибири специалист по пчеловодству, профессор В. Г. Кашковский отвечает на многие вопросы, которые нередко возникают перед сибирскими пчеловодами. По существу, это книга советов. Приобретая ее, вы многие из них сможете применить на практике. 2 Содержание...»






 
© 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.