АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

ВОПРОС №81: МЕХАНИЗМЫ РЕАЛИЗАЦИИ ДЕЙСТВИЯ ГЕНОВ В ПРОЦЕССЕ ОНТОГЕНЕЗА

Из зиготы развивается организм, все клетки которого имеют один и тот же генотип. Тем не менее различные органы, ткани и клетки в нем имеют неодинаковое строение и выполняют различные функции. В вопросе о том, как происходит реализация генотипа в онтогенезе, остается много неясного.Еще К. А. Тимирязев обратил внимание, что белая и красная окраска лепестков примулы, как и окраска цветов других растений, зависит от окислительно-восстановительных ферментов и их ингибиторов (от лат. inhihere-удерживать), т. е. от веществ, тормозящих или прекращаю­щих химические реакции, действие которых находится в тесной связи с условиями среды.У микроскопического грибка - нейроспоры обнаружено несколько рас, каждая из которых способна обитать только на определенных питатель­ных средах, потому что каждая раса обладает своим, отличным от дру­гих рас, качеством и количеством ферментов. Аналогичные факты изве­стны относительно многих микроорганизмов.Установлено, что в основе ряданаследственных аномалий иболезней человека лежит недостаточная активность некоторых ферментов.Эти, как и многие другие факты, привели к убеждению, что гены дей­ствуют через кодируемые ими ферменты. Такая точка зрения, получив­шая широкое распространение, в сжатом виде сформулирована в теории: «один ген - один фермент - один признак», В настоящее время эта фор­мулировка может быть несколько более детализирована; ген (ДНК) - и-РНКбелок (фермент) - признак.Но, принимая эту схему, необходимо иметь в виду, что сам ген не про­изводит определенного белка, а тем более и самого признака. Развитие признака связано со" всем генотипом через многие последовательные про­цессы, в протекании которых большую роль играет и среда.И все же, набор генов во всех клетках одинаков, а различные клетки имеют различное строение, входят в состав органов, отличающихся друг от друга и по морфологии и по функциям. Чем обусловлено это отличие?Уже в яйцеклетке можно обнаружить неравномерное распределение компонентов цитоплазмы. При дроблении яйца различные участки цито­плазмы попадают в различные бластомеры. Это различие в характере цитоплазмы может служить регулятором считывания различных генов в различных бластомерах и таким образом влиять на ход дифференци-ровки. Благодаря нарастающим различиям в химизме, все больше изме­няется и реализация генотипов в этих клетках.Между отличающимися друг от друга клетками и их комплексами воз­никают взаимоотношения типа организаторов и градиента физиологиче­ской активности, также оказывающие влияние на неоднородную реали­зацию генотипа в различных частях зародыша.При изучении гигантских хромосом в клетках насекомых удалось вы­яснить, что в отдельных местах хромосомы образуются вздутия (пуффы). Хромосомные нити в этих участках деспирализованы. По-видимому, эти участки хромосомы наиболее активно функционируют. Участки, в которых появляются «пуффы», меняются в зависимости от стадии развития.Отсюда можно сделать вывод, что в различные периоды развития орга­низма, а также в различных частях его тела функционируют то одни, то другие гены.Для того чтобы происходил синтез информационной РНК, молекула ДНК должна быть раскрученной. Это раскручивание может иметь ха­рактер волнообразно движущейся петли, последовательно включающей в активное состояние разные локусы ДНК, но не приводящей к раскру­чиванию всей молекулы. Возможно одновременное раскручивание в результате возникновения нескольких последовательных волн, следующих друг за другом с определенным разрывом. Интересные исследования А. А, Нейфаха (1959-1965) позволили вы­яснить время, совпадающее с началом вступления генотипа в активную регуляцию процесса онтогенеза. Объектом исследования А. А. Нейфаха были развивающиеся яйца рыбы вьюна, которые облучались летальными дозами рентгеновых лучей. Несмотря на такое воздействие, зародыши, облученные на различных стадиях дробления, и бластулы продолжали развитие. Развитие останавливалось лишь перед началом гаструляции, независимо от того, на какой стадии зародыши подвергались облучению. Загадочный факт нашел объяснение после детального исследования со­става РНК в развивающихся зародышах. Оказалось, что еще при ово­генезе в яйцеклетке накапливается запас информационной РНК, которая регулирует развитие зиготы до начала гаструляции. С началом гастру­ляции происходит накопление новой информационной РНК, нуклеотид­ный состав которой определяется ДНК самой зиготы.Есть основания полагать, что различные гены начинают функциониро­вать на различных стадиях онтогенеза, совпадающих с критическими периодами. Такой вывод напрашивается на основании того, что под влиянием повреждающих факторов физической и химической природы возникают нарушения нормального развития, напоминающие собой му­тации. Так, советский исследователь И. А. Рапопорт действием солен серебра получил у дрозофилы высокий процент особей с желтым телом, таких же, как при соответствующей мутации. Фенотипическне изменения, имитирующие мутации, получили название фенокопии. Не исключена вероятность, что фенокопии возникают в результате того, что повреж­дающие факторы препятствуют реализации соответствующего гена.К регулированию деятельности генов имеют отношение б е л к и-г и с т о­ны, входящие б состав хромосом наряду с ДНК. Эти белки, по-види­мому, подавляют образование РНК. Такое предположение сделано на основании опыта, в котором после удаления из клеток значительной ча­сти гистонов, образование РНК в ядре возрастало в несколько раз. С другой стороны установлено, что гормоны усиливают функцию генов.Таким образом, белки (ферменты) образуются в результате деятель­ности генов, но деятельность генов регулируется белками: гистонами и гормонами. Процесс онтогенеза представляет собой цепь реакций, регу­лирующихся по принципу обратной связи. В этой цепи накопление опре­деленных веществ, образующихся в результате деятельности генов, мо­жет либо тормозить, либо стимулировать функцию генов.

Дата добавления: 2015-12-16 | Просмотры: 752 | Нарушение авторских прав