иии / мроекулярная биология клетки / Глава3

41

выселение из неё кроветворных клеток, а с другой стороны — индуцирует дифференцировку (как морфологическую, так и функциональную) клеток печени.

Онкосупрессоры (например, p27, p53, PTEN, Rb)

p53 — онкосупрессор, фактор транскрипции. Известен также как главный супрессор опухолей; активирует транскрипцию (связывается с последовательностью ТАТА ДНК); избыточная экспрессия дикого типа p53 подавляет реализуемую разными промоторами транскрипцию, что приводит к блоку пролиферации клеток в фазе клеточного цикла G1 (в опухолях часто обнаруживаются аллели p53 в мутантной форме [пролиферацию не блокируют!]); при повреждении ДНК индуцируют гибель клеток (апоптоз); существует множество ассоциированных с p53 белков, посредством которых p53 участвует во многих клеточных процессах: подавляет клеточный цикл в фазе G1, репликацию ДНК, спирализующую активность и пролиферацию опухолевых клеток. Опухоли (практически в 50%) сопровождаются мутациями гена p53. При этом, несмотря на возможные нарушения генома (включая изменения в количестве хромосом), клетки не входят в апоптоз и вступают в беспрерывный клеточный цикл. Репертуар мутаций гена p53 довольно широк. Они приводят к бесконтрольному размножению клеток при раке толстой кишки, печени, лёгкого, пищевода, молочной железы, глиальных опухолях мозга, опухолях лимфоидной системы. При синдроме Li Fraumeni врождённый дефект p53 является причиной высокой частоты поражения раком.

Ориджин-сайт — точка начала репликации ДНК.

Основания

пуриновые — аденин (A) и гуанин (G). пиримидиновые — цитозин (C), тимин (T), урацил (U).

Плечо хромосомы — участок хромосомы, расположенный по одну сторону от центромеры.

Политенные хромосомы — образуются в результате многократной репликации исходной хромосомы без последующего расхождения хроматиновых нитей, что приводит к увеличению диаметра хромосом и усилению продукции специализированных белков в клетке.

Праймер (англ. primer) — это короткий фрагмент нуклеиновой кислоты (олигонуклеотид), комплементарный ДНК или РНК мишени, служит затравкой для синтеза комплементарной цепи с помощью ДНКполимеразы, а также при репликации ДНК. Затравка необходима ДНКполимеразам для инициации синтеза новой цепи, с 3'-конца (гидроксильной группы) праймера. ДНК-полимераза последовательно добавляет к 3'-концу праймера нуклеотиды, комплементарные матричной цепи.

42

Прометафаза, метакинез — стадия клеточного цикла между профазой и метафазой, характеризующаяся растворением и исчезновением ядерной оболочки и движением хромосом к экваториальной плоскости клетки.

Протоонкоген — ген нормального генома человека; участвует в регуляции пролиферации клеток; продукты экспрессии пп. во многих случаях важны для нормальной дифференцировки клеток, межклеточных взаимодействий; в результате соматических мутаций п. может стать онкогенным;

к имени п. может быть добавлена приставка с- (от cellular клеточный), вирусные гомологи маркируются приставкой v- (от viral вирусный).

Профаза — первая стадия деления клетки; характеризуется конденсацией и спирализацией хромосом, разрушением ядерной оболочки и формированием аппарата клеточного деления.

Регуляция экспрессии генов — контроль над клеточной структурой и функцией, а также основа дифференцировки клеток, морфогенеза и адаптации.

Репликационная вилка — структура, образующаяся при репликации ДНК.

Репликационный глазок — участок реплицированной ДНК, окруженный более протяженными участками нереплицированной ДНК.

Репликация ДНК — процесс синтеза дочерней молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты на матрице родительской молекулы ДНК. В ходе последующего деления материнской клетки каждая дочерняя клетка получает по одной копии двуцепочечной молекулы ДНК, которая является идентичной ДНК исходной материнской клетки. Этот процесс обеспечивает точную передачу генетической информации из поколения в поколение.

Репликон — точка начала репликации ДНК.

Сверочные точки (checkpoint) — расположены в концах фазы G1

(Сheckpoint 1: G1→S) и фазы G2 (Сheckpoint 2: G2→М) (рис. 3-1). В первой точке осуществляется проверка наличия повреждений ДНК, во второй точке проверяется завершённость репликации ДНК. Если выявляются повреждения ДНК, то клеточный цикл приостанавливается и даётся время для устранения повреждений ДНК.

Теломера — концевая часть плеча хромосомы .Теломеры представляют собой повторяющиеся последовательности ДНК . Повторы теломер состоят из G-богатых единиц длиной 6-8 п.о. Эти последовательности играют важную роль в защите концов хромосом от деградации.

Теломераза — фермент, добавляющий особые повторяющиеся последовательности ДНК к 3'-концу цепи ДНК на участках теломер, которые располагаются на концах хромосом в эукариотических клетках.

43

Теломеры содержат уплотненную ДНК и стабилизируют хромосомы. При каждом делении клетки теломерные участки укорачиваются. Теломераза является обратной транскриптазой, причем с ней связана особая молекула РНК, которая используется в качестве матрицы для обратной транскрипции во время удлинения теломер.

Телофаза — заключительная стадия митоза. В телофазе заканчивается движение хромосом, митотический аппарат разрушается, возникают ядрышки; вокруг каждой из дочерних групп хромосом, расположенных на противоположных полюсах клетки, образуется ядерная оболочка; наряду с реконструкцией дочерних ядер происходит разделение тела клетки — цитотомия, или цитокинез, и образуются 2 клетки.

Тимин (5-метилурацил) — производное пиримидина, одно из четырёх азотистых оснований. Входит в состав ДНК, комплементарно связывается с аденином, образует две водородные связи.

Тип Клеточный т. характеризуется реальной экспрессией (фенотип) или

потенциальной возможностью (сумма фенотипов) экспрессировать конкретный спектр генов, что и выделяет данный тип клетки (эритроидный, макрофаги и т.д.) из других типов. К.т. — по критерию обновляемости — классифицируют как разные леблоновские популяции: эмбриональная, статическая, растущая, обновляющаяся.

Урацил (2,4-диоксопиримидин) — пиримидиновое основание, которое является компонентом рибонуклеиновых кислот и как правило отсутствует в дезоксирибонуклеиновых кислотах, входит в состав нуклеотида. В составенуклеиновых кислот может комплементарно связываться с аденином, образуя две водородных связи.

Фенотип — совокупность всех признаков особи (клетки); формируется в результате совместного действия генотипа и окружающей среды.

Хроматин — генетический материал в ядре, образован дезоксирибонуклеопротеином; в фазе между митотическими делениями — гетерохроматин (хорошо различимые конденсированные глыбки) или как эухроматин — диспергированный, плохо или совсем неокрашивающийся материал

Хромосома — структурный элемент клеточного ядра, содержа-щий ДНК и белки, различимый в световой микроскоп в виде Х-образной структуры определенного размера и формы во время деле-ния клетки. Самоудвоение и закономерное распределение хромо-сом по дочерним клеткам обеспечивает передачу наследственной информации.

Хромосомы гомологичные — парные хромосомы из диплоидного набор хромосом, одинаковые по структуре и набору генов. Одна из них имеет материнское происхождение, другая – отцовское.

44

Хромосомы не гомологичные — хромосомы из диплоидного набор хромосом, которые отличаются друг от друга по структуре и набору генов.

Центромера – структура, обеспечивающая удержание хромосом, правильность выстраивания хромосом в метафазной пластинке и их прикрепление к веретену; участок, ответственный за контроль наступления анафазы

Центросома — (клеточный центр) — немембранная структура, которая обычно находится рядом с ядром и играет важную роль в транспортировке хромосом при делении ядра клетки. Центросома включает две центриоли и перицентриольный матрикс (цитоплазма, содержащая молекулы тубулина). Центриоль имеет форму цилиндра диаметром 150 нм и длиной 500 нм; стенка цилиндра состоит из 9 триплетов микротрубочек. Растущие микротрубочки (–)-концами связаны с центросомой, а их (+)-концы в виде лучей радиально направлены в цитоплазму (астральные микротрубочки).

Цикл

клеточный ц. cостоит из митоза (М фаза [от англ. mitosis — митоз]) и интерфазы. В интерфазе последовательно различают фазы G1 (от англ. gap — промежуток), S (от англ. synthesis — синтез) и G2

Циклины — регуляторные СЕ p34 протеинкиназ, играют важную роль в регуляции клеточного цикла. Идентифицировано шесть классов ц.:A, B, C, D, E, F. Название этих белков отражает цикличность процессов сборки и разборки макромолекулярного комплекса в процессе каждого клеточного цикла. Ц. различаются экспрессией на определённых стадиях клеточного цикла и соответственно на различных стадиях регулируют деление клетки. К середине M фазы концентрация ц. в клетке резко уменьшается с последующим нарастанием синтеза на протяжении всего цикла.

Cdk (cyclin dependent protein kinase, циклин-зависимые протеинкиназы) — комплекс циклинов с циклин-зависимыми протеинкиназами играет центральную роль в клеточном цикле. Последовательная активация циклин-зависимых протеинкиназ и последующее фосфорилирование ими критических субстратов контролируют клеточный цикл, переключая его с одной фазы на другую (с G1 на S или G2 на M). Белки, связывающиеся с этим комплексом и ингибирующие его каталитическую активность, блокируют клеточный цикл в ответ на антипролиферативные сигналы (TGFb, факторы дифференцировки миогенных, миелоидных и нервных клеток).

Белок p27 связывается с циклином и Cdk и блокирует вхождение клетки в S фазуцикла. Определение р27 используют в диагностике рака

45 молочной железы. Снижение уровня р27 является плохим прогностическим признаком.

Цитозин (2-окси-4-аминопиримидин)— пиримидиновое основание. Присутствует во всех живых клетках в составе нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Входит в состав некоторых коферментов, антибиотиков. Цитозиновые нуклеотиды — доноры энергии на определенных стадиях биосинтеза липидов. Комплементарно взаимодействует с гуанином, образуются три водородные связи.

Цитокинез — разделение клеточной цитоплазмы между двумя дочерними клетками, которое происходит вслед за телофазой после разделения ядра; приводит к образованию двух дочерних клеток.

Цитостатики блокируют митоз и внутриклеточный транспорт. Это их свойство широко используют для блокады пролиферации клеток (преимущественно в онкологии). Так, алкалоид колхицин связывается с СЕ тубулина и препятствует их присоединению к (+) концу микротрубочек. Такие же эффекты имеют алкалоиды винбластин и винкристин.

Цитохалазины — группа веществ, вырабатываемых плесневыми грибами, препятствующих делению и подвижности клеток за счёт блокирования полимеризации актиновых микрофиламентов.

Экспрессия генов — процесс, в ходе которого наследственная информация от гена (последовательности нуклеотидов ДНК) преобразуется в функциональный продукт — РНК или белок. Регуляция экспрессии генов позволяет клеткам контролировать собственную структуру и функцию и является основой дифференцировки клеток, морфогенеза и адаптации.

Эндомитоз 1. умножение числа хромосом в ядрах клеток растений и животных без деления ядра, в результате чего возникают ядра с увеличенным числом хромосом (полиплоидные ядра); 2. многократное умножение хроматиновых нитей без расхождения, в результате чего образуются гигантские (политенные) хромосомы.