Молекулярные механизмы генетических процессов. Избранные лекции по курсу "Генетика с основами селекции". Буторина А.К - 60 стр.

                                  60
мов большая часть дифференцированных клеток перестает делиться и на-
ходится G0-периоде (“вне цикла”), но при определенных условиях (напри-
мер, под действием специфических белковых факторов) может снова де-
дифференцироваться и вступать в клеточный цикл. К активно делящимся
клеткам взрослых организмов относятся кроветворные, базальные клетки
эпидермиса и тонкой кишки. Они могут входить в клеточный цикл каждые
12-36 часов. В настоящее время установлено, что прохождение клетки по
всем периодам клеточного цикла строго генетически контролируется.
      Нобелевская премия по физиологии и медицине за 2001г. присужде-
на трем ученым: Л. Хартвеллу (США), Т. Ханту и П. Нерсу (Англия) за ис-
следования в изучении регуляции клеточного цикла, которые они выпол-
нили на модельном объекте – дрожжах.
      Ими были открыты гены, продукты которых участвуют в регуляции
клеточного цикла и установлено, что ключевыми компонентами, вовле-
ченными в регуляторные события, являются белки циклины (cyclins) и
циклин-зависимые киназы – протеинкиназы (cdk – cyclin dependent
kinases). Циклин-зависимые киназы (существует несколько разновидно-
стей белков-ферментов) присутствуют в клетке постоянно. Например,
cdk28 отвечает за “старт” многих событий – запускает репликацию ДНК,
формирование митотического веретена и др. Однако они находятся в клет-
ке в неактивном состоянии и не могут самостоятельно регулировать про-
хождение клетки по периодам клеточного цикла. Активность cdk регули-
руется белками-циклинами, которые образуют комплекс с протеинкиназа-
ми (cyc/cdk) и начинают фосфорилировать свои белки-мишени, что, в свою
очередь, активирует гены, продукты которых необходимы на следующей
фазе цикла. Циклины присутствуют в клетке непостоянно. Причем, синтез
каждого циклина происходит в строго определенный период клеточного
цикла. Отработав свое, они быстро разрушаются и клетка снова становится
чувствительна к сигналам, регулирующим деление. Так, если клетка не
выросла до необходимых размеров и окружающая среда не является опти-
мальной, клетка будет оставаться в G1, т.е. не будет сигнала к делению.
Если не завершилась репликация всей ДНК, клетка не выросла до необхо-
димых размеров и факторы среды вне значений оптимума, клетка не спо-
собна перейти к стадии М. При неправильной сборке веретена и при отсут-
ствии полных связей микротрубочек (из которых состоят нити веретена) с
кинетохорами хромосом клетка не перейдет из метафазы в анафазу митоза.
      У дрожжей функционирует один и тот же cdk, но на разных стадиях
клеточного цикла он взаимодействует с разными циклинами. У млекопи-
тающих в реализации всего цикла участвует 9 различных циклинов и 7
разных cdk.
      Установлено, что циклины почти не изменились в процессе эволю-
ции. Они сходны у дрожжей и человека, т.е. они достаточно универсальны.
      Кроме того, установлено, что в клеточном цикле есть несколько то-
чек контроля = точек проверки (check-points), в которых обеспечивается
контроль при переходе клетки G1→ S, G2→ M и от метафазы к анафазе ми-