В цитозоле апоптозных клеток растений отмечено резкое увеличениеконцентрации

мембраной
в которых активно функционируют митохондрии. Тем самым, происходит некое 
дополнительное обособление определенной части митохондрий от ядра. Эти везикулярные 
митохондрии интактны их главной отличительной чертой является чрезвычайно интенсивный 
митохондриальной ДНК (мтДНК)]. Смысл такого поведения 
митоходрий и резкого накопления мтДНК в предсмертной клетке пока еще не ясен.
Значительное увеличение содержания мтДНК и массы митохондрий на фоне остановки 
репликации яДНК происходят также при старении животных и человека. 
 
Заметная апоптозная деградация хроматина происходит ступенчато под действием 
индуцированных, в частности каспазами , эндонуклеаз, которые сначала атакуют хроматин в 
областях относительно протяженных розеточных петель (доменов) с высвобождением крупных 
50-300 kb фрагментов. Это отчетливо наблюдалось у растений табака при гиперчувствительном 
ответе на инфекции , при апоптозе клеток эндосперма в развивающейся зерновке, пшеницы .Затем 
наступает черед межнуклеосомной фрагментации ДНК, крупные фрагменты хроматина атакуются 
эндонуклеазами в области межнуклеосомных спейсеров, которые по сравнению с 
ассоциированной с октамерами гистонов нуклеосомной ДНК более доступны действию 
эндонуклеаз. В результате высвобождаются фрагменты хроматина с
длиной ДНК в них около 180 пар нуклеотидов. Это происходит в стареющем колеоптиле 
пшеницы (рис. 2)],
рис2. ДНК из колеоптилей контрольных проростков различного возраста: 1) 8-дневные проростки; 
2) 6-дневные проростки; 3) 4-дневные проростки. 
При электрофоретическом разделении в агарозном геле такая ДНК выглядит в виде некой 
лестницы (см. рис. 2). При некрозе такая лестница не обнаруживается: в некротических клетках и 
тканях ДНК очень быстро и хаотично деградирует.
Существуют и другие, в том числе и цитологические методы обнаружения апоптозной 
деградации (фрагментации) ДНК. В частности, для этой цели широко используется так 
называемая TUNEL (terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end$labeling) 
процедура. В ее основе лежит флуоресцентное мечение высвобождающихся при деградации ДНК 
множественных 3’-OH концов. Однако, довольно часто бывает так, что по характерной 
измененной морфологии клетка явно подвержена апоптозу, а TUNEL-процедура его не выявляет. 
Это зависит от стадии апоптоза; если он зашел уже довольно далеко, гидролиз ДНК может 
происходить с образованием 5’-OH и 3’-фосфатных концов, которые не обнаруживаются этим 
методом.
С другой стороны, на определение апоптоза этим методом могут накладываться и 
неиндуцированные апоптозом однотяжевые разрывы (дефекты) ДНК, часто множественно 
возникающие при воздействиии разных факторов на клетку и подвергающиеся обычно 
последующей репарации. Поэтому, как правило, наиболее надежно апоптоз детектируется путем 
оценки общей цитологической и биохимической картины с выявлением специфических маркеров 
апоптоза, среди которых межнуклеосомная фрагментация ДНК занимает ведущее место. Такая 
фрагментация ДНК является уже одной из терминальных и необратимых стадий апоптоза, за 
которой следует дальнейшая быстрая, уже относительно неспецифическая и глубокая деградация 
ДНК нуклеазами. Как и у животных, при апоптозе у растений сильно активируются разные 
«терминальные» ДНК-азы, атакующие как одно так и двутяжевые участки ДНК и активируемые 
Ca2+, содержание которого в апоптозных клетках растений обычно значительно увеличивается. 
Выделены и описаны cДНК, кодирующие ДНК-азы,которые принимают участие в терминальной 
деградации ДНК в эндосперме ячменя и во время превращения мезофильных клеток цинии в 
сосудистые структурные элементы [29]. Предполагается, что с одной стороны, такая интенсивная 
деградация ДНК необходима и важна для того, чтобы «неправильная» ядерная ДНК из апоптозной 
клетки уже не могла быть перенесена в другие клетки, а с другой стороны, это служит 
эффективным путем использования пластического (нуклеинового) материала другими нормально 
функционирующими клетками в развивающихся органах (тканях) растения.

20

жүктеу/скачать 3,24 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: