Гормональная стабилизация специфических мРнк

Продукты дифференцированных генов синтезируются нередко в ответ на гормональную индукцию. В некоторых таких случаях гормоны не увеличивают транскрипцию определенных мРНК, а действуют на уровне трансляции. Одним из таких примеров является синтез казеина у млекопитающих. Казеин главный фосфопротеид молока, и поэтому он представляет собой дифференцированный продукт молочной железы. Как будет обсуждаться более подробно в гл. 19, молочная железа формируется благодаря последовательному действию ряда гормонов. При этом пролактин является гормоном, ответственным за лактацию, т.е. за реальную продукцию молока. Пролактин увеличивает транскрипцию казеиновых мРНК всего лишь примерно в 2 раза, а главный его эффект – очевидно, стабилизация казеиновых мРНК (Guyette et al., 1979). Пролактин каким-то образом увеличивает продолжительность жизни казеиновой мРНК настолько, что она существует в 25 раз дольше, чем другие мРНК в клетке (рис. 14.24). В результате каждая молекула казеино-

Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 2: Пер. С англ. – м.: Мир, 1994. – 235 с.

218_______________ ГЛАВА 14_____________________________________________________________________________

Рис. 14.24. Разрушение мРНК казеина в присутствии пролактина и в его отсутствие. В культуру клеток млекопитающих добавляли радиоактивные предшественники РНК ("pulse"); через определенное время клетки отмывали и инкубировали с нерадиоактивными предшественниками ("chase"). Затем выделяли казеиновую РНК, синтезированную в период мечения. и определяли ее радиоактивность. В отсутствие пролактина новосинтезированная казеиновая мРНК быстро разрушается с временем полужизни, равным 1,1 ч. Когда тот же опыт провели в среде, содержащей пролактин, время полужизни мРНК увеличилось до 28,5 ч. (По Guyette et al., 1979.)

вой мРНК может быть использована для большего числа циклов трансляции. При этом с каждой молекулы мРНК может быть синтезировано больше, чем обычно, молекул белка. В табл. 14.5 представлены данные, которые показывают, что другие гормоны также увеличивают стабильность специфических мРНК.

Широкая распространенность контроля на уровне трансляции

Контроль на уровне трансляции является, вероятно, основным механизмом регуляции развития. Мы убедились в его важной роли при запуске синтеза белка после оплодотворения, при сбалансировании синтезов компонентов гемоглобина и индуцированном гормоном синтезе казеина. Имеется много других случаев трансляционной регуляции, детальный механизм которых еще не известен. Например, глюкоза способна вызывать 10-кратное увеличение синтеза проинсулина в ß-клетках поджелудочной железы. Когда для определения содержания инсулиновой мРНК в ß-клетках использовали кДНК-зонд, было обнаружено, что стимулированные глюкозой клетки содержат проинсулиновой мРНК не больше, чем нестимулированные клетки (Itoh, Okamoto, 1980). Следовательно, регуляция синтеза инсулина глюкозой осуществляется на уровне трансляции, а не транскрипции. В эритробластах и культивируемых клетках млекопитающих и птиц обнаруживаются мРНП (называемые просомами), которые, подобно информосомам ооцита, ингибируют непосредственную трансляцию связанных с ними мРНК (de Sa et al., 1986; Akhayat et al.. 1987). Реактивация высушенных зародышей морской креветки регулируется, по-видимому, также на уровне трансляции. Эти зародыши (продающиеся часто как «морские обезьяны») начинают развитие и затем в течение длительного времени могут пребывать в покое. В покоящихся зародышах белок не синтезируется. Было обнаружено, что в них содержится ингибитор белкового синтеза и что при реактивации уровень функционального эФИ2 увеличивается в 20 раз (Filipowicz et al., 1975). Кроме того, было показано, что этот ингибитор может представлять собой

Таблица 14.5. Стабилизация гормонами специфических мРНК
мРНК	Клетки или ткани	Регуляторный эффектор	Время полужизни, ч
			+ эффектор	– эффектор
Вителлогенин	Печень Xenopus	Эстроген	500	16
Альбумин	Печень Xenopus	Эстроген	3	10
Вителлогенин	Печень птиц	Эстроген	22	~2,5
Аро VLDL II	Печень птиц	Эстроген	26	3
Казеин	Молочная железа крысы	Пролактин	92	5
Гормон роста	Клетки гипофиза крысы в культуре	Дексаметазон и тироксин	20	2
Инсулин	Клетки панкреатического	Глюкоза	77	29
	островка крысы
Овальбумин	Яйцевод курицы	Эстроген, прогестерон	~24	2–5
Источник: Shapiro et al., (1987)