http://lechebnaya-glina.ru » Материя организма

Современная биофизика

Автор: lenka   Май 8, 2015 Нет комментариев

Проблемы, которые нужно решить клеткам эукариот при редупликации хромосом, значительно серьезнее, чем у бактериальных клеток, и прежде всего изза существенно большей по длине ДНК. Современная биофизика выделяет в жизненном цикле таких клеток четыре фазы, сравнительная продолжительность которых представлена на диаграмме рис. 35, а, [10.9]. Комплекс биохимических и биофизических исследований показал, что процесс репликации является высоко консервативным и общим для всех эукариот, от дрожжей до клеток млекопитающих. В связи с этим общими являются и изменения генома, относящиеся к этим фазам, показанные на рис. 35, б.
Приведём пояснение к схеме на рис. 35, б, представляющей изменения, которые претерпевает ДНК при делении клетки [10.9]. Из приведённой схемы следует, что репликация ДНК в клетках эукариот происходит в определённый период клеточного цикла. Клеточный цикл разделяется на четыре фазы: G1, S, G2, M. Фаза G0 находится как бы вне клеточного цикла. В ней терминально дифференцированные клетки выходят из клеточного цикла и далее под влиянием митогенов возвращаются в фазу G1.

chast3_html_mf929e5

Рис. 35. Схема жизненного цикла эукариотической клетки. а — распределение времени между фазами репликации хромосом (диаграмма); б — дупликация хромосом в процессе репликации.
Критическая точка фазы G1 цикла: клетки, которые прошли эту точку, обязательно входят в Sфазу. В фазе G1 происходит нарастание массы строительных и питательных веществ в клетке, в фазе S начинается репликация и синтез ДНК. Далее клетка переходит в фазу G2, где каждая хромосома представлена уже двумя своими копиями.
Дуплицируемые хромосомы называются сестринскими хроматидами. Сестринские хроматиды находятся в ассоциированном друг с другом состоянии с момента их образования в G2фазе до их разделения в анафазе (М). Ассоциация (когезия) хроматид G2 создаётся и поддерживается белковыми мостиками между ними, создаваемыми микротрубочками белка тубулина, постоянный рост которого ведёт к их растягиванию и расхождению, т. е. G2фазе общая длина тубулиновых мостиков непрерывно нарастает. Когда устанавливается стабильное биполярное соединение микротубулина с кинетохорами (специальными белковыми комплексами) всех сестринских пар, генерируется сигнал к быстрой одновременной диссоциации всех когезий: все тубулиновые нити разрываются и исчезают (рис. 35, б). Построение белковых мостов между сестринскими хроматидами является фундаментальной,
но ранее неизвестной функцией эукариотической репликации
[10.9]. Молекулярный механизм этого процесса является одним из центральных вопросов молекулярной биологии клетки.
Репликация эукариотической хромосомы находится в клетке под многофакторным контролем, фундаментальный механизм которого действует, как уже говорилось, от дрожжей до высших эукариот. Взаимоисключающие периоды клеточного цикла обеспечивают тот факт, что репликация на один клеточный цикл может инициироваться только один раз.
Сравнение временны́хпроцессов клеточного цикла дрожжевых клеток с временны́ ми процессами появления у клеток магнитных свойств в экспериментах Блюменфельда однозначно указывает на то, что наблюдаемые магнитные свойства появляются на этапе клеточной фазы S и достигают максимума на этапе фазы G2. В этих фазах, как следует из приведённой схемы, происходит пространственное разъединение сестринских хроматид, связанных тубулиновыми нитями, в процессе активного роста их длины. В фазе М, регистрируемой в опыте с дрожжами как фаза деления дрожжевых клеток, после быстрого разрушения всех когезий и разрыва тубулиновых нитей магнитные свойства клеток более не регистрируются. Этот факт однозначно свидетельствует о том, что объяснение появления и исчезновения магнитных свойств у делящихся клеток (дрожжей) следует искать в эффектах, связанных с какимито из свойств тубулиновых белковых нитей, обеспечивающих разъединение сестринских хроматид в процессе деления клеток.
Но тубулин — не более чем белок, образованный αспиральными цепями, и, как было показано, в том числе в опытах Л. А. Блюменфельда, магнитных эффектов не демонстрирует. Однако, как любой белок, тубулин в своей структуре имеет ангармоничные атомные группы разных типов, включая гидрофильные, определяющие его способность к сильной гидратации. Потому очевидно, что интенсивный рост сотен тысяч белковых нитей в период разделения сестринских хроматид ДНК, активно питаемый химической энергией молекул АТФ, запасённых в фазе G1, сопровождается интенсивной структуризацией водной составляющей цитоплазмы в виде роста множества соединенных с тубулиновыми нитями квазикристаллических водных структур. Структуры квазикристаллов воды — спирали 30/11, были описаны в главе 6 и представлены там же на рис. 10. Назначение этих структур — обеспечение интенсивного информационного энергообмена с транспортными tРНК, доставляющими необходимые аминокислоты для роста тубулиновых нитей. Нарастание магнитных эффектов, идущее одновременно с ростом тубулиновых нитей и соединённых с ними квазикристаллов воды, свидетельствует, что происхождение этих эффектов следует искать именно в магнитных свойствах спиновых систем растущих водных структур.

1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (Еще не оценили)
Загрузка...

Выразить свое мнение:

Копирование и использование материалов сайта разрешено только при наличии прямой ссылки на источник.
Голубая глина и белая для масок для лица и волос. Фитотерапия и спирулина