Оглавление 530

530
Оглавление
8.3.3.
В ядро активно переносятся только белки,
содержащие специальные сигналы 27
8.3.4.
Некоторые РНК покидают ядро через ядерные поры 28
8.4.
Заключение 28
Транспорт белков в митохондрии и хлоропласты 29
8.
Внутриклеточная сортировка макромолекул и
сохранение клеточных компартментов 5
8.1
Компартментация в клетках высших организмов 5
8.1.1.
Все эукариотические клетки содержат набор основных
ограниченных мембраной органелл 5
8.1.2.
Топология мембранных органелл связана с
их эволюционным происхождением 8
Внутриклеточный транспорт белков по ЭР
и аппарату Гольджи можно проследить с помощью радиоавтографии 10
8.4.2.
Транспорт белков происходит по двум основным путям через цитозоль и через
ЭР 13
8.4.3.
Митохондриальные белки проникают в матрикс в зонах
слипания, связывающих две мембраны 30
8.4.4.
Когда белки проникают в митохондриальный матрикс, они
разворачиваются 31
Сигнальные пептиды и сигнальные участки
определяют судьбу белка 15
Клетки не могут строить свои мембранные
органеллы de novo: им требуется информация,
содержащаяся в самой органелле 16
8.4.5.
Заключение 17
Цитозоль 17
Организация цитозоля поддерживается белковыми
филаментами 17
Многие белки претерпевают в цитозоле ковалентные
модификации 18
8.4.7.
Для транспорта белков в межмембранное
пространство митохондрий необходимы два
сигнала 32
Для переноса белков из цитозоля во внешнюю
митохондриальную мембрану также необходимо их
разворачивание 33
Для того, чтобы направлять белки в тилакоидную мембрану
хлоропластов, необходимы два сигнальных пептида 33
8.2.3.
Некоторые белки цитозоля прикреплены к
цитоплазматической стороне мембраны через цепь жирной
кислоты 19
8.5.1.
Пероксисомы используют в реакциях окисления
молекулярный кислород и перекись водорода 35
8.2.4.
Некоторые белки цитозоля являются короткоживущими 20
8.5.2.
Все компоненты пероксисом поступают из цитозоля 37
8.2.5.
У эукариот избирательная замена белков происходит при
помощи убикитин-зависимого протеолиза 21
8.6.
Заключение 38
Эндоплазматический ретикулум 38
8.4.1.
8.1.3.
8.1.4.
8.1.5.
8.1.6.
8.1.7.
8.2.
8.2.1.
8.2.2.
Белки могут перемещаться между компартментами двумя
принципиально различными способами 14
8.4.6.
8.5.
Митохондриальные сигнальные пептиды
представляют собой амфипатические аминокислотные
последовательности 29
Перенос веществ в митохондриальный матрикс зависит как
от электрохимического градиента на внутренней мембране,
так и от гидролиза АТР 30
Заключение 34
Пероксисомы 35
8.2.6.
Стабильность белка может определяться
ферментами, повреждающими его N-конец 22
8.2.7.
8.6.2.
Белки теплового шока позволяют предотвратить накопление
в клетке белковых агрегатов 23
8.6.3.
Некоторые специализированные клетки изобилуют гладким
ЭР 40
Гранулярные и гладкие области ЭР могут быть разделены
центрифугированием 41
8.3.
Заключение 23
Транспорт белков и РНК в ядро и из ядра 24
8.3.1.
Двойную ядерную мембрану пронизывают ядерные поры 24
8.3.2.
Белки активно проникают в ядро через ядерные поры 26
Гранулярные участки ЭР содержат белки, ответственные за
связывание рибосом 43
Впервые сигнальные пептиды были обнаружены в белках,
попадающих в ЭР 43
Частица, распознающая сигнал, направляет
сигнальный пептид ЭР к специфическому
рецептору в мембране ЭР 44
8.6.1.
8.6.4.
8.6.5.
8.6.6.
Прикрепленные к ЭР рибосомы определяют границы его
гранулярных областей 39
531
8.6.7.
При переносе через мембрану ЭР не всегда продолжается
удлинение полипептидной цепи 46
8.6.8.
Различные пространственные структуры трансмембранных
белков могут определяться комбинациями пептидов,
детерминирующих начало и конец переноса 46
8.6.9.
Общую конформацию трансмембранного белка можно
предсказать по положению его гидрофобных аминокислот
49
между специализированными мембранами 69
8.8.6.
Присоединение к лизосомному ферменту нескольких групп
маннозо-6-фосфата усиливает сигнал сортировки 72
8.8.7
Дефекты Glc-NAc-фосфотрансферазы вызывают у человека
лизосомные болезни накопления 73
Заключение 74
8.6.10.
Перенесенные в полость ЭР белки сворачиваются вновь 50
8.9.
Транспорт из аппарата Гольджи к секреторным
пузырькам и к клеточной поверхности 74
8.6.11.
Дисульфидизомераза способствует образованию в полости
ЭР правильных дисульфидных связей 51
8.9.1.
8.6.12.
Большинство белков, синтезированных в шероховатом ЭР,
гликозилированы с помощью N-связанного олигосахарида
52
У некоторых трансмембранных белков вскоре после их
поступления в ЭР С-концевой
трансмембранный участок обменивается на ковалентно
связанный фосфолипид инозитол 53
Секреторные пузырьки отпочковываются от транс-сети
Гольджи 75
Компоненты мембраны секреторных пузырьков
используются вторично 76
В неполяризованных клетках белки и липиды, по-видимому,
автоматически переносятся от ЭР и аппарата Гольджи к
клеточной поверхности 77
8.9.2.
8.6.13.
8.9.3.
8.9.4.
Поляризованные клетки могут направлять белки из аппарата
Гольджи к определенному участку плазматической
мембраны 78
8.6.14.
Большая часть липидных бислоев мембран собирается в ЭР
53
8.9.5.
Вирусы используют аппарат сортировки клетки-хозяина 79
8.6.15.
Белки-переносчики фосфолипидов могут доставлять их из
ЭР в митохондрии и пероксисомы 57
8.9.6.
Белки вирусной оболочки несут сигналы, направляющие их
к определенным внутриклеточным мембранам 80
Заключение 57
Заключение 8 1
8.7.
Аппарат Гольджи 58
8.10.
8.7.1.
В аппарате Гольджи происходит модификация
олигосахаридных цепей 59
Везикулярный транспорт и сохранение
индивидуальности компартментов 82
8.10.1.
8.7.2.
Углеводы клеточных мембран обращены к той стороне
мембраны, которая топологически эквивалентна
внеклеточному пространству 62
Некоторые белки удерживаются в ЭР и аппарате Гольджи в
качестве постоянных компонентов 82
8.10.2.
Существует по крайней мере два типа окаймленных
пузырьков 83
8.7.3.
8.7.4.
Зачем нужно N-гликозилирование? 62
В аппарате Гольджи происходит сборка протеогликанов 63
8.10.3.
Раскрыть механизм транспорта помогают мутантные клетки
с нарушенной секрецией 84
9.7.5.
При образовании секреторных пузырьков белки часто
подвергаются протеолизу 64
8.10.4.
Бесклеточные системы дают другой плодотворный подход к
изучению молекулярных механизмов везикулярного
транспорта 84
8.7.6.
Цистерны Гольджи собраны в виде последовательных
компартментов, в которых происходит процессинг продукта
65
Заключение 66
Заключение 86
Литература 86
9.
Кеточное ядро 93
9.1.
ДНК и белки, входящие в состав хромосом 95
9.1.1.
Каждая хромосома образуется из одной длинной молекулы
ДНК 95
Каждая молекула ДНК, образующая хромосому, должна
содержать центромеру, две теломеры и точки начала
репликации 96
Большая часть ДНК хромосомы не кодирует жизненно
важных белков или РНК 98
8.8.
Транспорт белков из аппарата Гольджи в лизосомы 66
8.8.1.
Внутриклеточное гидролитическое расщепление
макромолекул происходит главным образом в лизосомах 66
8.8.2.
Лизосомы - это гетерогенные органеллы 67
8.8.3.
Существуют три пути поступления веществ в лизосомы 68
9.1.4.
8.8.4.
Лизосомные ферменты сортируются в аппарате Гольджи
мембраносвязанным белкомрецептором, узнающим
маннозо-6-фосфат 69
Каждый ген -это сложная функционально активная единица,
предназначенная для регулируемого синтеза молекулы РНК
99
9.1.5.
Рецептор маннозо-6-фосфата «курсирует»
9.1.6.
Сравнение ДНК родственных организмов позволяет
выявить в ней консервативные
и неконсервативные области 100
Хромосомы содержат разнообразные белки,
9.1.2. .
9.1.3.
8.8.5.
532
9.1.7.
9.1.8.
9.1.9.
9.1.10.
9.1.11.
9.1.12.
связанные с определенными последовательностями ДНК
101
9.2.8.
В транскрипционно активных областях хроматин менее
конденсирован 129
Уменьшение подвижности в геле позволяет выявить сайтспецифические ДНК-связывающие белки в экстрактах
клеток 102
Сайт-специфические ДНК-связывающие белки можно
выделить и охарактеризовать, используя их сродство к ДНК
103
Многие сайт-специфические ДНК-связывающие белки
имеют одинаковые области 104
Симметричные димеры ДНК-связывающих белков часто
узнают симметричные последовательности нуклеотидов 104
9.2.9.
9.2.10.
Активный хроматин обладает особыми биохимическими
свойствами 130
Гетерохроматин сильно конденсирован и транскрипционно
неактивен 131
Заключение 132
9.3.
9.3.1.
Репликация хромосом 133
В хромосомах высших эукариот сайты инициации
репликации активируются группами 133
9.3.2.
Cro-белок принадлежит к семейству ДНК-связывающих
белков, построенных по принципу «спираль-виток-спираль»
105
9.3.3.
Молекулы белков при связывании с ДНК часто
конкурируют или кооперируются друг с другом 106
9.3.4.
9.1.14.
Геометрия спирали ДНК зависит от последовательности
нуклеотидов 106
Некоторые последовательности ДНК сильно изогнуты 109
9.1.15.
Белки могут сворачивать ДНК в плотную спираль 109
9.1.16.
9.1.17.
9.1.13.
9.3.5.
Сайтами инициации репликации служат определенные
последовательности ДНК 135
Хромосома вируса SV40 реплицируется в бесклеточной
системе млекопитающих 136
По мере репликации ДНК новые гистоны образуют
хроматин 136
Теломеры состоят из коротких G-богатых повторов,
которые добавляются к концам хромосом 138
9.3.6.
Различные области одной и той же хромосомы в S-фазе
реплицируются в разное время 138
Гистоны основные структурные белки хромосом эукариот
110
9.3.7.
Высококонденсированный хроматин реплицируется в
поздней S-фазе 139
Связывание гистонов с ДНК приводит к образованию
нуклеосом частиц, редставляющих собой единицу
хроматина 111
9.3.8.
Гены в составе активного хроматина реплицируются в
ранней S-фазе 139
9.3.9.
Некоторые нуклеосомы расположены на ДНК неслучайным
образом 112
Определенные сайты на хромосомах не содержат нуклеосом 9.3.10.
113
Поздно реплицирующиеся участки совпадают с АТбогатыми полосами на метафазных хромосомах 140
9.1.20.
Нуклеосомы обычно упаковываются вместе, образуя при
этом упорядоченные структуры высшего порядка 1 1 3
Факторы, связанные с хроматином, обеспечивают
однократную репликацию ДНК в каждой S-фазе, блокируя
повторение этого процесса 142
9.1.21.
Гистоновые белки H1 помогают соединять
нуклеосомы 114
Нуклеосомы не мешают синтезу РНК 115
Заключение 1 1 8
9.1.18.
9.1.19.
9.1.22.
9.3.11.
Для чего необходим контроль времени включения точек
начала репликации? 141
Заключение 143
9.4.
Синтез и процессинг РНК 143
9.4.1.
РНК-полимераза, начиная каждую новую цепь РНК, меняет
субъединицы 144
9.4.2.
Синтез РНК у эукариот осуществляют три различные РНКполимеразы 145
Факторы транскрипции образуют стабильные комплексы на
эукариотических промоторах 146
9.2.
Структура хромосомы 118
9.2.1.
Хромосомы, по-видимому, состоят из серии петель 118
9.2.2.
Митотические хромосомы состоят из максимально
сконденсированного хроматина 119
9.4.3.
Каждая митотическая хромосома содержит определенный
набор очень больших доменов 121
9.4.4.
РНК-полимераза II транскрибирует некоторые
последовательности ДНК гораздо чаще других 148
ДНК хромосом типа ламповых щеток в интерфазе состоит
из серии различающихся доменов 123
9.4.5.
Предшественники информационной РНК ковалентно
модифицированы с обоих концов 149
В политенных хромосомах также можно увидеть
упорядоченные участки интерфазного хроматина 125
9.4.6.
Для кэпирования и добавления poly А требуется РНКполимераза II 150
Большая часть РНК, синтезированной РНК-полимеразой II,
в ядре быстро распадается 151
9.2.3.
9.2.4.
9.2.5.
9.2.6.
Отдельные домены хроматина в политенных хромосомах
могут разворачиваться и вновь упаковываться как
отдельные единицы 126
9.2.7.
Гены на политенной хромосоме расположены, вероятно, как 9.4.8.
в дисках, так и в междисковых участках 127
9.4.7.
При процессинге РНК из середины молекулы
удаляются длинные последовательности нуклеотидов 153
533
9.4.9.
9.4.10.
9.4.11.
9.4.12.
9.4.13.
К транскриптам гяРНК сразу же присоединяются белки и
мяРНП 153
Последовательности нитронов удаляются в виде лассоподобных РНК-структур 155
Из каждого транскрипта РНК обычно удаляется несколько
интронных последовательностей 157
10.2.
10.2.1.
10.2.2.
Один и тот же транскрипт РНК может сплайсироваться по- 10.2.3.
разному, при этом образуются мРНК, кодирующие разные
белки 158
Изменения мРНК при талассемии демонстрируют механизм 10.2.4.
возникновения новых белков при сплайсинге 159
10.2.5.
9.4.14.
Сплайсинг РНК, катализируемый сплайсосомами,
возможно, возник из самосплайсинга 160
9.4.15.
Экспорт мРНК в цитоплазму происходит только после
завершения сплайсинга 161
Рибосомные РНК синтезируются на тандемно
расположенных копиях идентичных генов 162
9.4.16.
9.4.17.
Ядрышко -это центр образования рибосом 164
9.4.18.
Ядрышко - это высокоорганизованная структура внутри
ядра 165
После каждого митоза ядрышко образуется заново из
специфических участков хромосомы 167
Во время интерфазы отдельные хромосомы находятся на
определенных местах в ядре 167
9.4.19.
9.4.20.
9.4.21.
Контроль инициации транскрипции 183
Белки-репрессоры бактерий связываются вблизи
промоторов и подавляют транскрипцию определенных
генов 184
Бактериальный белок-активатор взаимодействует с РНКполимеразой и способствует инициации транскрипции 186
Изменения в фосфорилировании белков могут влиять на
активность генов 188
Гибкость ДНК позволяет регуляторным белкам,
связывающимся с отдаленными участками, влиять на
транскрипцию генов 189
Различные сигма-факторы позволяют бактериальной РНКполимеразе узнавать разные промоторы 189
10.2.6.
Потребность в общих факторах транскрипции приводит к
появлению дополнительных элементов в системе контроля
транскрипции эукариотических генов 191
10.2.7.
10.2.8.
Большинство генов эукариот находится под контролем
промоторов и энхансеров 191
Большинство энхансеров и элементов, расположенных
перед промотором,- это последовательности, которые
связывают белки, участвующие в комбинационном
контроле 192
10.2.9.
Большинство регуляторных белков содержит домены,
функция которых различна 195
10.2.1
.Эукариотические белки-регуляторы могут включаться и
выключаться 197
10.2.1
.Механизм действия энхансера до конца не выяснен 197
Насколько сильно структурировано ядро? 169
Заключение 1 70
.Заключение 198
Литература 170
10.
Контроль генной экспрессии 176
10.1
Стратегии генетического контроля 176
10.1.1.
В различных типах клеток многоклеточного организма
содержится одинаковая ДНК 176
10.1.2.
В различных типах клеток синтезируются разные наборы
белков 177
Экспрессия гена может регулироваться на каждом этапе
пути от ДНК к РНК и к белку 178
10.3.
Молекулярно-генетические механизмы, участвующие в
образовании разных типов клеток 199
10.3.1.
У многих бактерий некоторые последовательности ДНК
перестраиваются, что приводит к включению и
выключению
генов 199
Главный регуляторный локус определяет тип спаривания у
дрожжей 201
Способность переключать тип спаривания наследуется
асимметрично 202
Сайленсер, вероятно, «закрывает» участок хроматина у
дрожжей 203
Два белка бактериофага, подавляющие синтез друг друга,
могут участвовать в стабильном переключении на
молекулярном
уровне 204
Регуляторные белки у эукариот тоже могут
детерминировать альтернативные стабильные состояния 206
10.3.2.
10.1.3.
10.3.3.
10.3.4.
10.1.5.
Белки-регуляторы могут либо активировать, либо подавлять 10.3.5.
транскрипцию генов 179
Комбинации нескольких регуляторных белков,
контролирующих активность генов, могут определять
развитие многих типов клеток 179
10.3.6.
10.1.6.
Активность гена обычно зависит от действия нескольких
регуляторных белков 181
10.3.7.
10.1.7.
Главные белки-регуляторы активируют сразу много генов
181
Один-единственный главный белок-регулятор может
превратить фибробласт в миобласт 182
Кооперативно связывающиеся кластеры белков-регуляторов
могут передаваться непосредственно от родителей к
потомкам 207
10.3.8.
В клетках высших эукариот гетерохроматин содержит
особым образом конденсированные области ДНК 207
10.1.4.
10.1.8.
Заключение 183
534
10.3.9.
Инактивация Х-хромосомы наследственно предопределена
208
10.4.10.
Многие мРНК- объект контроля на уровне трансляции 230
10.3.10.
Гены дрозофилы могут выключаться благодаря
наследуемым свойствам структуры хроматина 210
10.4.11.
Сдвиг рамки трансляции приводит к образованию двух
белков на одной молекуле мРНК 230
10.3.11.
Для оптимальной экспрессии гена часто бывает необходимо 10.4.12.
его определенное положение в хромосоме 211
Экспрессия генов может контролироваться изменением
стабильности мРНК 231
10.3.12.
Для активации эукариотических генов может быть
необходима локальная деконденсация хроматина 212
10.4.13.
10.3.13.
Напряжение, возникающее при суперспирилизации ДНК,
позволяет осуществлять воздействие на расстоянии 212
10.3.14.
Механизм образования активного хроматина остается
неясным 214
В ходе эволюции многоклеточных организмов возникают
новые уровни генного контроля 215
10.3.15.
10.4.14.
Для избирательной деградации мРНК необходим
постоянный синтез белка 232
Некоторые мРНК расположены в определенных областях
цитоплазмы 233
10.4.15.
Редактирование мРНК изменяет смысл информационной
РНК 233
10.4.16.
Реакции, катализируемые РНК, вероятно, имеют весьма
древнее происхождение 234
Заключение 235
10.5.
10.5.1.
10.3.16.
При делении клеток позвоночных тип метилирования ДНК
передается по наследству 216
Организация и эволюция ядерного генома 236
Точковые мутации обусловливают небольшие изменения
генома, а его перестройка или увеличение осуществляются в
ходе генетической рекомбинации 236
10.3.17.
Метилирование ДНК у позвоночных способствует тому, что 10.5.2.
клетка придерживается выбранного пути развития 217
Тандемно повторяющиеся последовательности ДНК
стремятся остаться неизмененными 237
10.3.18.
CG-богатые островки позволяют выявить
у млекопитающих около 30000 генов «домашнего
хозяйства» 218
Сложный характер регуляции генов необходим для
образования многоклеточного организма 220
10.5.3.
На примере семейства глобиновых генов можно проследить,
как случайные дупликации ДНК способствуют эволюции
организмов 238
10.5.4.
Гены, кодирующие новые белки, могут образоваться при
рекомбинации экзонов 239
10.5.5.
10.5.6.
Вероятно, большинство белков кодируются генами,
состоящими из многих небольших экзонов 240
Основная фракция ДНК высших эукариот состоит из
повторяющихся некодирующих последовательностей
нуклеотидов 242
10.5.7.
Функция сателлитной ДНК неизвестна 242
10.5.8.
Эволюция геномов ускоряется транспозирующимися
элементами по крайней мере трех типов 243
10.5.9.
Транспозоны могут влиять на регуляцию генов 245
10.3.19.
Заключение 221
10.4.
Посттранскрипционный контроль 222
10.4.1.
Аттенуация транскрипции приводит к преждевременной
терминации синтеза некоторых молекул РНК 222
10.4.2.
Сплайсинг РНК может регулироваться таким образом, что
один и тот же ген направляет синтез различных форм белка
223
Альтернативный сплайсинг РНК может использоваться для
включения и выключения генов 224
10.4.3.
10.4.4.
Механизмы, ответственные за выбор сайта для
регулируемого сплайсинга РНК, неизвестны 225
10.5.10.
Транспозиционные взрывы приводят к катастрофическим
изменениям в геномах и повышают биологическое
разнообразие 246
10.4.5.
Изменение сайта, в котором происходят расщепление
транскрипта РНК и его полиаденилирование, может менять
карбоксильный конец белка 225
10.5.11.
Около 10% генома человека занимают два семейства
транспозонов, которые, по-видимому, размножились лишь
недавно 247
10.4.6.
10.4.7.
10.4.8.
10.4.9.
Открытие альтернативного сплайсинга требует пересмотра
понятия «ген» 226.
Экспорт РНК из ядра может регулироваться 227
Белки, связывающиеся с 5'-лидерной областью мРНК,
участвуют в негативном контроле трансляции 228
Присутствие энхансера трансляции в некоторых вирусных
мРНК свидетельствует о существовании механизма
позитивного контроля трансляции 229
Заключение 248
Литература 248
11.
Цитоскелет 254
11.1.
11.1.1.
Мышечное сокращение 255
Сократительными элементами клеток скелетной мышцы
служат миофибриллы 255
Миофибриллы построены из повторяющихся ансамблей
толстых и тонких филаментов 257
11.1.2.
535
11.1.3.
Сокращение - результат скольжения тонких и толстых
филаментов друг относительно друга 257
11.1.4.
Тонкие филаменты состоят в основном из актина 258
11.1.5.
Толстые филаменты состоят из миозина 259
11.1.6.
Миозиновые хвосты самоорганизуются в биполярные
толстые филаменты 259
11.2.9.
11.1.7.
Источником энергии для мышечного сокращения служит
гидролиз АТР 260
Миозин действует как актин-зависимая АТРаза 261
11.2.10.
В актиновых филаментах происходит «тредмиллинг»
составляющих их субъединиц 284
11.2.11.
Многие клетки образуют на своей поверхности подвижные
структуры, содержащие актин, - микрошипы и
ламеллоподии 285
11.1.8.
11.2.7.
Микроворсинки -пример того, как пучки поперечно-сшитых
актиновых филаментов могут стабилизировать локальные
выпячивания плазматической мембраны 279
11.2.8.
Благодаря фокальным контактам актиновые филаменты
могут создавать тянущую силу, приложенную к субстрату
281
Рост актинового филамента происходит главным образом на
плюс-конце 283
11.1.9.
С актиновыми филаментами взаимодействуют головки
миозина 261
11.1.10.
Миозиновые головки «шагают» по актиновому филаменту в 11.2.12.
направлении плюс-конца 262
11.1.11.
Мышечное сокращение инициируется внезапным
повышением концентрации Са2 + в цитозоле 264
11.2.13.
11.1.12.
Сокращение скелетной мышцы регулируется ионами Са2+
при участии тропонина и тропомиозина 265
11.2.14.
11.1.13.
Другие вспомогательные белки поддерживают архитектуру
миофибрилл и обеспечивают их эластичность 266
11.2.15.
11.1.14.
У позвоночных есть три основных типа мышц 267
11.1.15.
И в гладкомышечных, и в немышечных клетках миозин
активируется фосфорилированием его легких цепей 269
Взрывообразная полимеризация актина способствует
образованию акросомального отростка у спермиев
некоторых беспозвоночных 288
Сборка актина находится под контролем плазматической
мембраны 288
Некоторые вещества влияют на поведение клеток, изменяя
состояние полимеризации актина 289
Свойства клеточного кортекса зависят от баланса
кооперативных и конкурентных взаимодействий обширной
группы актинсвязывающих белков 290
Заключение 292
11.1.16.
11.1.17.
11.3.
11.3.1.
При фосфорилировании легких цепей немышечный миозин
способен объединяться в филаменты 270
11.3.2.
В немышечных клетках могут временно создаваться
сократимые комплексы мышечного типа 271
11.3.3.
Движение ресничек 292
Для ресничек и жгутиков характерны колебательные
движения - волны изгиба 292
Ресничка содержит пучок параллельных микротрубочек,
образующих структуру типа 9 + 2 293
Микротрубочки - полые цилиндры, образованные
молекулами тубулина 294
Вдоль стенки дублета микротрубочек проходит длинная
тонкая нить 295
11.1.18.
Мышечные белки кодируются генами, составляющими
мультигенные семейства 272
11.1.19.
Разнообразие мышечных белков увеличивается за счет
альтернативных способов сплайсинга их мРНК 273
11.3.6.
Заключение 273
Актиновые филаменты и клеточный кортекс 274
11.3.7.
11.3.8.
11.2.1.
Актин-связывающие белки «сшивают» ак-тиновые
филаменты в обширные сети 274
11.3.9.
За скольжение ответствен динеин 297
Скольжение микротрубочек должно регулироваться, чтобы
оно могло вызвать изгиб ресничек 298
Аксонему можно изучать генетическими методами 298
11.2.2.
Гельзолин, активированный ионами Са2 + , вызывает
фрагментацию актиновых фила-ментов 276
11.3.10.
Центриоли выполняют в клетке две различные функции 299
11.2.3.
Движение цитоплазмы может осуществляться с участием
миозина 276
11.3.11.
Новые центриоли обычно возникают путем дупликации уже
имеющихся 301
11.2.4.
Цитоплазматические потоки в гигантских клетках
водорослей создаются при участии актина и миозина 277
11.2.5.
Организация кортекса определяется взаимодействием
актиновых филаментов с плазматической мембраной 278
11.2.6.
Цитоскелетные сети, связанные с мембраной, создают для
нее механический «каркас» 279
11.3.4.
11.3.5.
11.2.
Аксонема ресничек и жгутиков содержит белковые связки,
«ручки» и «спицы» 295
Аксонема движется благодаря скольжению микротрубочек
297
Заключение 302
11.4.
11.4.1.
Цитоплазматические микротрубочки 302
Микротрубочки - это высоколабильные структуры,
чувствительные к антимитотическим агентам 302
11.4.2.
Противоположные концы микротрубочек различны и растут
с разной скоростью 303
536
11.4.3.
Гидролиз нуклеотида усиливает нестабильность медленно
растущих микротрубочек 304
11.6.6.
Движению переднего края мигрирующей клетки может
способствовать эндоцитозный цикл 327
11.4.4.
Большинство микротрубочек в животных клетках растет от
центросомы, которая служит центром организации
микротрубочек 306
11.6.7.
Общими организаторами цитоскелета могут быть
микротрубочки 327
Структурная организация цитоскелета одной клетки может
передаваться соседним клеткам 328
11.4.5.
11.4.6.
Динамическая нестабильность микротрубочек может
служить одной из основ клеточного морфогенеза 308
Микротрубочки постепенно «созревают» благодаря
посттрансляционным модификациям, которым
подвергаются их тубулиновые субъединицы 309
11.6.8.
11.6.9.
В основе изгибания эпителиальных слоев у зародыша лежат
координированные сокращения цитоскелета 329
11.6.10.
. Развитие волосковых клеток в улитке внутреннего уха
зависит от точного контроля полимеризации актина 330
11.4.7.
Свойства цитоплазматических микротрубочек изменяются
под влиянием белков, которые с ними связаны 310
11.4.8.
Микротрубочки часто направляют передвижение органелл в
цитоплазме 311
Кинезин и цитоплазматический динеин осуществляют
12.
движение пузырьков вдоль микротрубочек аксона в
противоположных направлениях, используя энергию
12.1.
гидролиза АТР 311
11.4.9.
11.4.10.
11.5.
11.5.1.
Заключение 332
Литература 332
Межклеточная сигнализация 338
Три стратегии химической сигнализации:
использование гормонов, локальных химических
медиаторов и нейромедиаторов 339
Микротрубочки определяют местоположение
эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи
внутри клетки 312
12.1.1.
Эндокринные клетки и нервные клетки специализированы
для разных типов химической сигнализации 339
Заключение 313
12.1.2.
Промежуточные филаменты 313
Промежуточные филаменты образуются из фибриллярных
полипептидов четырех типов 314
12.1.3.
Главным регулятором эндокринной системы служит
гипоталамус 340
Разные клетки по-разному реагируют на один и тот же
сигнал 345
Реакция клетки на химический сигнал может быть в одних
случаях быстрой и кратковременной, в других - медленной
и продолжительной 345
11.5.2.
Промежуточные филаменты образуются из димерных
субъединиц со стержневидным срединным доменом 316
11.5.3.
Промежуточные филаменты простираются от ядерной
оболочки до периферии клетки 316
11.5.4.
Сборка промежуточных филаментов может
контролироваться с помощью фосфорилирования 317
11.5.5.
Ядерная ламина образована особым классом
промежуточных филаментов 318
11.5.6.
Кератиновые филаменты удивительно разнообразны 318
11.5.7.
Какова функция промежуточных филаментов? 319
12.1.4.
12.1.5.
Только жирорастворимые сигнальные молекулы могут
самостоятельно проникать в клетку 346
12.1.6.
Локальные химические медиаторы после их
секреции быстро разрушаются, подвергаются обратному
захвату или иммобилизуются 347
12.1.7.
У млекопитающих клетки всех тканей непрерывно
выделяют простагландины 348
Заключение 349
12.2.
Сигнализацня с участием внутриклеточных рецепторов:
механизмы действия стероидных гормонов 349
12.2.1.
Комплексы стероидных гормонов с рецепторами
присоединяются к специфическим последовательностям
ДНК и регулируют транскрипцию генов 349
Стероидные гормоны часто вызывают и первичный, и
вторичный ответ 351
В разных клетках-мишенях стероидные гормоны
регулируют активность разных генов 352
Заключение 320
11.6.
11.6.1.
Организация цитоскелета 320
В цитоплазме имеется сложная трехмерная сеть белковых
нитей 321
11.6.2.
Насколько упорядочена организация цитоплазмы? 322
12.2.2.
11.6.3.
Растягивание актинового кортекса способно вызывать
поляризацию клетки, необходимую для ее направленного
движения 323
Относительная роль актиновых филаментов и
микротрубочек в миграции зависит от типа клеток 324
Натяжение актинового кортекса, возможно, помогает
управлять движением животных клеток 325
12.2.3.
11.6.4.
11.6.5.
12.3.
12.3.1.
Заключение 353
Механизмы передачи сигнала с участием рецепторных
белков клеточной поверхности 359
Известны по меньшей мере три класса белковых рецепторов
клеточной поверхности:
537
образующие канал, сопряженные с G-белками и
каталитические 354
Циклический AMP -вездесущий посредник в животных
клетках 355
Рецептор и аденилатциклаза - это отдельные белки, которые
функционально взаимодействуют в плазматической
мембране 356
12.5.
12.5.1.
Рецепторы активируют аденилатциклазу через
стимулирующий G-белок (Gs) 357
повышение концентрации внеклеточного сигнала 380
12.3.5.
Gs-белок - гетеротример, диссоциирующий при активации
на субъединицы 357
12.5.2.
Десенсибилизация часто бывает связана с
фосфорилированием рецепторов 384
12.3.6.
Рецепторы подавляют активность аденилатциклазы через
ингибирующий G-белок (Gi) 360
12.5.3.
Некоторые формы десенсибилизации связаны с
изменениями не в рецепторах, а в G-белках 384
12.3.7.
Ионы Са2 + запасаются в специальном внутриклеточном
компартменте 361
12.5.4.
Адаптация играет центральную роль в бактериальном
хемотаксисе 385
12.3.8.
Ион Са2 + действует как вездесущий внутриклеточный
посредник 363
Инозитолтрисфосфат (Ins P3) сопрягает активацию
рецептора с освобождением Са2 + из внутриклеточных
хранилищ 363
Диацилглицерол, образующийся при гидролизе РIР2,
активирует протеинкиназу С 365
12.5.5.
В бактериальном хемотаксисе участвуют четыре
гомологичных трансмембранных рецептора 387
12.5.6.
Адаптация обусловлена метилированием белков 388
12.5.7.
Активация рецептора и изменения во вращении жгутиков
сопряжены через каскад фосфорилирования белков 389
12.3.2.
12.3.3.
12.3.4.
12.3.9.
12.3.10.
12.3.11.
Так называемые rаs-онкогены кодируют новый класс Gбелков, участвующих в регуляции клеточного деления 367
12.3.12.
Активаторы G-белков образуют большое семейство
гомологичных гликопротеинов, семикратно
пронизывающих мембрану 368
12.3.13.
Многие каталитические рецепторы -гликопротеины с
тирозин-специфической протеинкиназной активностью,
однократно пронизывающие мембрану 369
12.3.14.
Продукты некоторых онкогенов -это аномальные
каталитические рецепторы с нерегулируемой киназной
активностью 370
13.
13.1.
Рост и деление клеток 394
Фазы клеточного цикла и их причинные взаимосвязи 394
13.1.1.
Репликация ядерной ДНК происходит в определенный
период, составляющий часть интерфазы 395
13.1.2.
Клеточный цикл легче всего изучать на культурах in vitro
396
Критические события клеточного цикла наступают внезапно
на фоне непрерывного роста клеток 399
Синтез ДНК запускается изменением в цитоплазме появлением активатора S-фазы 399
12.4.
12.4.1.
сАМР активирует сАМР-зависимую протеинкиназу 372
12.4.2.
сАМР ингибирует внутриклеточную протеинфосфатазу 374
12.4.3.
Кальмодулин является вездесущим внутриклеточным
рецептором для ионов кальция 375
12.4.4.
Пути с участием сАМР и Са2+ взаимодействуют между
собой 376
cGMP тоже служит внутриклеточным посредником 377
13.1.5.
13.1.6.
13.1.7.
13.1.8.
13.1.9.
12.4.6.
12.4.7.
12.4.8.
Использование вторичных посредников и ферментных
каскадов позволяет в огромной степени усиливать реакцию
на внеклеточные сигналы 378
Концентрация какого-либо вещества может быстро
изменяться лишь в том случае, если оно имеет короткое
время жизни 378
Клетки могут резко отвечать на плавное
Адаптация клеток-мишеней 383
Некоторые формы десенсибилизации - результат
эндоцитоза поверхностных рецепторов 383
Заключение 390
Литература 391
13.1.3.
Заключение 371
Механизм действия циклического AMP и ионов кальция 372 13.1.4.
12.4.5.
Заключение 382
В каждом цикле весь геном реплицируется только один раз
400
Какой-то цитоплазматический сигнал задерживает
подготовку к митозу, пока не завершена репликация ДНК
401
Митоз запускается «М-стимулирующим фактором» (MPF)
402
События хромосомного цикла –связанные между собой
звенья одной цепи 403
Во время ранних делений дробления, когда клетки не
растут, клеточный цикл бывает укорочен 403
13.1.10.
М-стимулирующий фактор (MPF) вызывает митоз у самых
разнообразных клеток 404
13.1.11.
MPF генерируется цитоплазматическим осциллятором 405
Заключение 407
538
13.2.
13.2.1.
13.2.2.
13.2.3.
Дрожжи как модельная система 407
Каждая мутация, затрагивающая цикл деления дрожжевой
клетки, останавливает
или нарушает ход этого цикла в определенной его фазе 409
Дрожжевые мутанты cdc могут быть использованы для
анализа сопряжения между событиями клеточного цикла
410
Регуляция размеров клетки зависит от факторов контроля
клеточного цикла, действующих в точке старта 411
13.2.4.
Клетки проходят через точку старта только
после достижения критических размеров 411
13.2.5.
Прохождение через точку старта зависит от протеинкиназы,
родственной М-стимулирующему фактору (MPF) 413
13.4.4.
Некоторые протоонкогены кодируют факторы роста или
рецепторы факторов роста 429
13.4.5.
Некоторые протоонкогены кодируют внутриклеточные
медиаторы, участвующие в стимуляции деления клеток 430
13.4.6.
Влияние онкогенов на регуляцию клеточного деления тесно
связано с воздействием на адгезию клеток 431
13.4.7.
Связь между клеточной пролиферацией и клеточной
адгезией пока еще не понятна 433
Позиционные сигналы и автономные клеточные программы
контролируют деление клеток в растущем организме 436
13.4.8.
Заключение 437
13.5.
Механика клеточного деления 438
13.5.1.
М-фазу традиционно подразделяют на шесть стадий 439
13.5.2.
Образование митотического веретена в М-фазе клетки
сопровождается разительными изменениями динамических
свойств микротрубочек 439
13.5.3.
Во время митоза хромосомы прикрепляются к
микротрубочкам своими кинетохорами 445
13.5.4.
По-видимому, кинетохоры захватывают плюс-концы
микротрубочек, отходящих от полюса веретена 447
Заключение 414
13.3.
Регуляция клеточного деления у многоклеточныx
организмов 414
13.3.1.
Различия в частоте деления клеток обусловлены разной
длительностью паузы после митоза 414
13.3.2.
Когда условия для роста становятся неблагоприятными,
клетки животных, так же как и дрожжевые клетки,
останавливаются в критической точке в G1 в точке
рестрикции 416
13.3.3.
Длительность цикла пролиферирующих клеток, повидимому, имеет вероятностный характер 417
13.5.5.
Сестринские хроматиды прикрепляются своими
кинетохорами к противоположным полюсам веретена 448
13.3.4.
Для пролиферации клеток разного типа требуются разные
факторы роста 417
Соседние клетки конкурируют за факторы роста 419
13.5.6.
Сбалансированные силы, направленные к
противоположным полюсам, удерживают хромосомы в
метафазной пластинке 449
В анафазе сестринские хроматиды внезапно расходятся 451
13.3.5.
13.5.7.
13.3.6.
13.3.7.
13.3.8.
13.3.9.
13.3.10.
Нормальные животные клетки в культуре перестают
делиться при откреплении от субстрата 420
Деление клеток сопровождается изменениями в
межклеточных соединениях 421
Клетки, которые не должны делиться, переходят в
состояние покоя- G0 422
Хромосомный цикл может становиться независимым от
роста клеток 422
Вероятность перехода в G0 обычно увеличивается с числом
клеточных делений: старение клетки 423
13.5.8.
Расхождение хромосом в анафазе состоит из двух процессов
452
13.5.9.
Во время анафазы А происходит распад микротрубочек,
прикрепленных к кинетохорам 452
13.5.10.
В анафазе В, возможно, действуют две различные силы 454
13.5.11.
В телофазе ядерная оболочка образуется сначала вокруг
отдельных хромосом 456
Метафазу и интерфазу можно рассматривать как
альтернативные «устойчивые» состояния клетки 457
13.5.12.
Заключение 425
13.5.13.
Митотическое веретено определяет место, где происходит
разделение цитоплазмы при цитокинезе 458
13.5.14.
Актин и миозин создают силу, необходимую для цитокинеза
459
13.4.
Гены «социального контроля» клеточного деления 425
13.4.1.
Трансформация клетки в культуре позволяет выявлять гены, 13.5.15.
участвующие в социальном контроле клеточного деления
426
13.5.16.
Опухолеродные вирусы служат источником легко
клонируемых онкогенов 427
Опухоли, возникающие разными способами, содержат
13.5.17.
мутации одних и тех же протоонкогенов 428
13.4.2.
13.4.3.
У высших растений цитокинез осуществляется совершенно
иным способом 460
Цитокинез должен обеспечить правильное распределение
цитоплазматических органелл 463
В особых случаях определенные клеточные
компоненты могут передаваться только одной дочерней
клетке 464
539
13.5.18.
Сложный митотический процесс высших организмов
развился постепенно из механизмов деления прокариот 465
14.2.7.
Секретируемые коллагены имеют на обоих концах
неспиральные участки 496
14.2.8.
Молекулы проколлагена типов I, II и III после их секреции
расщепляются с образованием молекул коллагена, которые
объединяются в фибриллы 497
14.2.9.
Организация коллагеновых фибрилл во внеклеточном
матриксе приспособлена к потребностям ткани 499
14.2.10.
Клетки могут участвовать в организации секретируемых
ими коллагеновых фибрилл, изменяя натяжение матрикса
499
Молекулы коллагена типа IV организованы в ламинарную
сеть 501
Заключение 467
Литература 468
14.
Клеточная адгезия, соединения между клетками и
внеклеточный матрикс 473
14.2.11.
14.1
14.1.1.
Межклеточные соединения 474
Плотные соединения создают в эпителиальных клеточных
пластах барьер проницаемости 475
14.1.2.
Прикрепительные контакты связывают цитоскелет клетки с 14.2.13.
цитоскелетом соседней
клетки или с внеклеточным матриксом 477
14.1.3.
14.1.4.
Адгезионные соединения связывают внутриклеточные
пучки актиновых филаментов с такими же пучками других
клеток или с внеклеточным матриксом 478
14.2.12.
14.2.14.
Множественные формы фибронектина синтезируются при
альтернативном сплайсинге РНК 505
14.2.15.
Базальная мембрана -это специализированная форма
внеклеточного матрикса, содержащая в основном коллаген
типа IV, протеогликаны и ламинин 506
Десмосомы связывают промежуточные филаменты
соседних клеток; полудесмосомы связывают эти филаменты 14.2.16.
с базальной мембраной 480
14.2.17.
14.1.5.
14.1.6.
Щелевые контакты позволяют малым молекулам
переходить непосредственно из клетки в клетку 481
14.2.18.
Коннексоны щелевого контакта являются олигомерами
трансмембранного белка, несколько раз пронизывающего
мембрану 482
14.1.7.
Большинство клеток в ранних эмбрионах сообщается через
щелевые контакты 484
14.1.8.
Проницаемость щелевых контактов может регулироваться
485
Эластин - это белок с изменчивой случайной конформацией
и поперечными сшивками, придающий тканям упругость
502
Фибронектин - внеклеточный гликопротеин,
способствующий адгезии между клеткой и матриксом 504
Ба зальные мембраны выполняют многообразные и
сложные функции 509
Интегрины способствуют связыванию клеток с
внеклеточным матриксом 509
Цитоскелет и внеклеточный матрикс взаимодействуют через
плазматическую мембрану 511
Заключение 5 1 2
Заключение 486
14.2.
14.2.1.
14.2.2.
14.2.3.
14.2.4.
14.2.5.
14.2.6.
Внеклеточный матрикс 486
Внеклеточный матрикс состоит в основном из
фибриллярных белков, погруженных в гидратированный
полисахаридный гель 487
Цепи гликозаминогликанов занимают большие объемы
пространства и образуют гидратированные гели 488
14.3.
14.3.1.
Межклеточное узнавание и адгезия 513
Миксамебы слизевика при голодании агрегируют с
образованием многоклеточных плодовых тел 514
14.3.2.
Амебы слизевика агрегируют в результате
хемотаксиса 515
Межклеточная адгезия у слизевиков зависит от
специфических гликопротеинов клеточной поверхности 517
14.3.3.
14.3.4.
Гиалуроновая кислота, по-видимому, облегчает миграцию
клеток во время морфогенеза и регенерации тканей 489
14.3.5.
Протеогликаны состоят из длинных цепей
гликозаминогликана, ковалентно связанных с
сердцевинным белком 490
14.3.6.
Цепи гликозаминогликанов могут располагаться во
внеклеточном матриксе высокоупорядоченным образом 492
Главный белок внеклеточного матриксаколлаген 494
Диссоциированные клетки позвоночных могут вновь
ассоциироваться в организованную ткань благодаря
селективной межклеточной адгезии 517
Реагрегация диссоциированных клеток позвоночных
зависит от тканеспецифических систем узнавания 519
У позвоночных в Са2 + -независимой межклеточной адгезии
участвуют гликопротеины плазматической мембраны из
суперсемейства иммуноглобулинов; таковы, например,
молекулы адгезии нервных клеток (N-CAM) 520
540
14.3.7.
14.3.8.
Кадгерины - семейство гомологичных глиопротеинов
14.3.9.
клеточной поверхности - осуществляют у позвоночных Са2 +
-зависимую межклеточную адгезию 521
14.3.10.
Молекулы клеточной поверхности, участвующие в адгезии
между клетками и между клетками и матриксом, можно
рассматривать как элементы морфогенетического кода 522
Высокоподвижные клетки служат чувствительными
детекторами малых различий в адгезивности 524
Временные контакты могут инициировать
тканеспецифическую межклеточную адгезию, которая
затем стабилизируется контактами соединительного
комплекса 524
Заключение 525
Литература 526