Лекция 1 Тема: Понятие о программируемой гибели клеток. Новый взгляд на классификацию пкг
повреждения при различных патологических процессах. Например
жүктеу/скачать 3,24 Mb. Pdf көрінісі
|
Апоптоз Абрамова магистры лекции
| повреждения при различных патологических процессах. Например,
кастрация (удаление семенников) вызывает гибель клеток простатической железы, удаление гипофиза приводит к гибели клеток надпочечников. Другой пример — гибель шванновских клеток при дегенерации аксона. Шванновские клетки в поврежденном периферическом нерве взрослого животного, так же как и клетки- сателлиты и чувствительные нейроны в соответствующих спинномозговых узлах, погибают Апоптоз у растений . Несмотря на то, что у растений уже давно подразумевалось существование апоптоза, изучение морфологических черт и молекулярных механизмов апоптоза у этих организмов очень сильно отставало и отстает от чрезвычайно интенсивного и всестороннего исследования апоптоза у животных. Во многом это объясняется, во-первых, значительно большим удельным весом мировой биохимии животных по сравнению с биохимией растений вообще и, во-вторых,громадным интересом к клиническим исследованиям апоптоза. До недавнего времени оставалось неизвестным вообще как проявляется апоптоз у растений. Сегодня создается впечатление, что апоптоз у растений довольно сходен с апоптозом у животных. Например международная исследовательская группа выяснила, что часть генетической программы, отвечающая за гибель растительной и животной клетки (апоптоз), реализуется по одной схеме и связана эволюционно.Для любого организма очень важно, чтобы процессы развития и смерти его клеток строго контролировались. Нарушение этого контроля у человека приводит к серьёзным заболеваниям, рак (в случае, если патологически измененные клетки не умирают и неограниченно делятся) или неврологические расстройства (при болезни Паркинсона отмирает слишком много клеток). Учёные восьми научных организаций из Швеции, Финляндии, Великобритании и Испании сравнивали белок TUDOR-SN в клеточных линиях мыши, человека, норвежской ели и резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana — любимый модельный вид растений для генетиков). Этот белок очень консервативен и мало изменился в ходе эволюции. А это значит, что он выполняет какую-то очень важную функцию. И действительно, выяснилось, что TUDOR-SN участвует в системе блокировки молекул микроРНК (miRNA), не давая им «выключать» гены. Клетки, в которых отсутствует белок TUDOR-SN, часто испытывают преждевременный апоптоз. Для растений это может иметь неблагоприятные последствия с точки зрения размножения — в растительной клетке данный белок очень важен для формирования пыльцы.TUDOR-SN, как и любой другой белок, при апоптозе расщепляется протеазами. В животной клетке протеазы представлены семейством каспаз, в растениях каспазы отсутствуют и за расщепление белков отвечают мета-каспазы , которые считаются эволюционной более древней группой белков. Понимание деталей процессов регуляции каспаз тесно связано с возможностью рационально манипулировать апоптозом с целью получения терапевтических выгод при лечении ряда болезней. Оказалось, что у растений, животных и человека при реализации генетической программы клеточной смерти белок TUDOR-SN расщепляется по совершенно одинаковой схеме. Его утилизация лишает клетку возможности выжить, так как микроРНК остаются свободными, запуская механизм «выключения» генов". Таким образом, учёные пришли к выводу, что белок TUDOR-SN очень важен для предотвращения запрограммированной гибели клеток. С эволюционной точки зрения получается, что апоптоз возник на самых ранних этапах развития живого, ещё до момента расхождения многоклеточных организмов на растения и животных. Результаты исследований опубликованы в Nature Cell Biology . Более того, отдельные важные компоненты апоптозной цепи в животной и растительной клетках довольно часто могут быть даже взаимно заменяемыми вплоть до того, что изолированные растительные ядра могут подвергаться апоптозу в бесклеточной системе из животных клеток и наоборот. В клетках растений Arabidopsis thaliana , гороха и риса обнаружен ген гомологичный животному гену dad1 , который защищает клетки от апоптоза. Активность этого гена, как и противостояние апоптозу резко уменьшаются при старении растения; это наблюдалось в стареющих лепестках гороха и при обезвоживании семян. После введения этого гена в чувствительные ктемпературе мутантные клетки tsBN7 хомяка, у которых при определенной температуре индуцируется апоптоз, температурного запуска апоптоза у них больше не происходило. Тем самым, растительный белок, как и человеческий белок dad I, эффективно предотвращает апоптоз в клетках хомяка. Как и у животных, апоптоз у растений сопровождается чередой характерных структурно- морфологических изменений клетки: происходит выраженная конденсация хроматина с последующим распадом ядра, клеточная мембрана становится пузырчатой,вся цитоплазма как бы вскипает, что называют «пляской смерти»(dance macabre), и образуются гигантские вакуоли. В большинстве случаев у растений разрушение тонопласта и вакуолизация цитоплазмы предшествуют разрушению ядра и митохондрий. жүктеу/скачать 3,24 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|