Головна
Реферати » Реферати з біології » Виникнення злоякісних пухлин

Виникнення злоякісних пухлин

вражають багатьох ссавців, включаючи людину і викликають так звані сінцітіеобразующіе ефекти, тобто злиття клітин.

Вже з цього короткого переліку випливає, що зворотна транскрипція зовсім не рівнозначна злоякісної трансформації. Для всіх перерахованих агентів характерне утворення ДНК-копії вірусної ДНК і вбудовування цієї копії в ДНК клітини-хазяїна. Саме це необхідно для утворення нових вірусних частинок, такий механізм репродукції цих, вірусів, але наслідки для клітини можуть бути самими різними: повна загибель (як при СНІДі), злиття різних клітин в багатоядерний синцитій (при репродукції пеня вірусів), і нарешті - злоякісна трансформація (як при лейкозах і утворенні деяких щільних пухлин у ссавців, птахів, рептилій і Т-клітинному лейкозі людини).

Отже, відкрита на моделі онкогенних РНК-вірусів зворотна транскриптаза виявилася інструментом репродукції цілого ряду неонкогенних ретровірусів. І все ж це була поки тільки вірусологія, причому вірусологія одного тільки сімейства РНК-вірусів. Однак в останні роки стали з'являтися дані про те, що зворотна транскрипція спостерігається не тільки при реплікації вірусів, але і в незаражених клітинах дріжджів, комах і ссавців.

Як це відбувається і що це означає? Йдеться про цілий напрямку досліджень у сучасної молекулярної генетики, і тут дуже важко виділити найістотніше, тим більше що дослідження тривають. Але ми спробуємо.

Перш за все необхідно підкреслити, що в останні роки були відкриті абсолютно невідомі раніше генетичні елементи, присутні в хромосомах більшості, а мабуть, взагалі всіх організмів (у всякому разі, вони вже виявлені у бактерій, дріжджів, рослин, комах і хребетних) - так звані транспозони. Ці елементи здатні змінювати своє місце розташування в геномі клітини.

За сучасними уявленнями, у зв'язку з відкриттям транспозонов, геном представляється якісно іншим, ніж це було не тільки в епохи Г. Менделя і Т. Моргана, а й під час відкриття подвійної спіралі ДНК Д. Уотсоном і Ф.
Криком. Геном - це не застиглий шматочок якогось невідомого речовини або навіть цілком конкретної ДНК, а динамічна структура, яка чимось нагадує атом, що має, як відомо, не тільки стабільне ядро, але і цілий рій переміщаються елементів (зокрема, електронів) по орбітах навколо .
Саме тому академік Г. П. Георгієв справедливо зазначив, що "ген постійний в своїй мінливості"!

Немає сумнівів у тому, що й самі транспозони, і характер їх переміщення відбивають якісь нові, невідомі раніше сторони генетичної регуляції, які найбільше причетні до непізнаним ще законам мінливості і еволюції живої матерії. Відкрита, по суті, нова глава у вченні про спадковість і мінливість, причому ми ще читаємо тільки передмова до неї ...

Для того щоб переміщатися, транспозони повинні мати певну структуру в своїх кінцевих ділянках. Тільки таким шляхом вони можуть вбудовуватися в певні ділянки хромосоми. Яке ж було здивування вчених, коли з'ясувалося, що структура цих кінцевих ділянок практично будь-яких вивчених транспозонов виявилася аналогічною такої в ... ретровірусної ДНК. Зараз це вже непорушна істина, відома в деталях, які ми спробуємо популярно викласти.

Синтез ДНК-копії ретровірусної ДНК відбувається у дві фази. На першому - зворотна транскриптаза синтезує так звану "мінус" - нитка ДНК безпосередньо на матриці вирионной РНК. Затравкой синтезу є при цьому клітинна транспортна РНК. На другому етапі синтезується "плюс" - нитка ДНК, комплементарна першій "мінус" - нитки. Для цього в якості затравки потрібні короткі фрагменти вірусної РНК, відрізані ферментом від довших її шматків.

Експерименти, проведені Д. Бішопом і X. Вармус в Каліфорнійському університеті, а також Д. Тейлором в Інституті онкологічних досліджень у
Філадельфії, показали, що у кінців ретровірусної ДНК-копії, що знаходиться в лінійній двунітевой формі, є однакові послідовності довжиною в кілька сотень пар нуклеотидів. Ці ділянки назвали довгими кінцевими повторами - LTR (від англійського long terminal region). Вони виявилися на обох кінцях ретровірусної ДНК (а ми пам'ятаємо, що це і є провірус
Темина!) Абсолютно ідентичними з точністю до одного нуклеотиду. Крім того, біля кордонів кожного ЬТК послідовності виявилися також ідентичними, якщо ... якщо читати в протилежних напрямках. Вони були названі інвертованими повторами. І нарешті, було встановлено, що в інтегрованій вірусної ДНК по краях довгих кінцевих повторів розташовуються однакові короткі послідовності, що належать геному хазяїна. Це означає, що при вбудовуванні вірусної ДНК в хромосому клітини господаря в місці інтеграції відбувається дуплікація.

Ось які реальні механізми встройки генома РНК-яке містить онкогенного вірусу в геном клітини-господаря, процесу, передбаченого Л. А.
Зільбером стосовно до вірусного канцерогенезу багато десятиліть тому .

Але, як ми бачимо, справа не тільки у вірусному канцерогенезі. Справа в тому, що транспозони самих різних живих істот - від бактерій до людини - також містять LTR, інвертовані повтори і короткі дуплікації послідовностей в місці інтеграції. Ця схожість виявилося настільки істотним, що виникла думка про те, що зворотна транскрипція може бути частиною механізму переміщення деяких транспозонов, ніякого відношення, здавалося б, до ретровірусів не мають. Зокрема, особливої ??уваги удостоївся транспозон, що отримав назву copia і представляє собою неінтегрований форму ДНК в культурі клітин плодової мушки дрозофіли, співслужили генетиці не меншу службу, ніж вірус саркоми Рауса онкології, а вірус мозаїки тютюну - вірусології.

Спочатку (1981 рік) Е. Флавелл і Д. Іш-Горовець в Лондоні розробили метод виявлення неінтегрованих форм ДНК copia і встановили, що ця
ДНК дуже схожа на неінтегрований ретровірусну ДНК в заражених клітинах. Це було дуже цікаво, але ще не говорило про реальний походження такого роду елементів. Важливі відомості були отримані І. Р.
Архипової в Москві, в Інституті молекулярної біології АН СРСР. Вона та її колеги з вичерпною повнотою показали, що і виникнення цих елементів і їх переміщення в геномі здійснюється в культурі клітин дрозофіли за допомогою зворотної транскрипції.

Інше доказ участі зворотної транскрипції в походженні і переміщенні транспозона було отримано при вивченні дріжджів в лабораторії Д.
Дінка в Массачусетському технологічному інституті. Був вивчений переміщається генетичний елемент з умовною назвою Ту. У серії витончених експериментів з переконливістю було встановлено, що переміщається ДНК Туявляется копією з ... РНК, що зазнала спеціальній обробці, а тому як би міченої.

Отже, ДНК генетичного фактора дріжджів, ніякого відношення не має до ретровірусів, є копією чи не ДНК, а якоїсь РНК. Ясно, що це могло бути результатом лише зворотної транскрипції. Не дивно, що переміщаються генетичні елементи стали називати ретротранспозонів.

Отже, відкрито новий невідомий раніше спосіб синтезу генів живих істот самого різного рівня організації: від ретровірусів до ссавців.
Таким способом є зворотна транскрипція ДНК на матриці РНК. Важливо підкреслити, що синтез ДНК-копій ретровірусної РНК є не більш ніж окремим випадком такого роду процесу, хоча він і був відкритий перший.

Це не дивно, але знаменно: почалася же вся вірусологія з відкриття вірусу мозаїчної хвороби тютюну - не єдиного, та й не головного представника царства Вира (особливо в наше століття тотальної боротьби з курінням!). Схоже, що і зворотна транскрипція ретровірусної РНК також не найголовніша заслуга цього ферментативного механізму.

Є думка (його автор - американський молекулярний біолог Дж. Дарнелл-молодший), що першим значущим речовиною спадковості була саме РНК, а аж ніяк не ДНК. Цьому погляду сприяє велика універсальність РНК: вона здатна зберігати інформацію і відтворюватися, по суті, так само, як
ДНК, але на відміну від неї може безпосередньо направляти синтез білка і навіть вести себе як фермент, про що ми вже говорили в першому розділі книги.

Все це дуже цікаво і дуже ймовірно. Але навіть якщо все це так, то, безперечно, що на якомусь етапі розвитку життя РНК передала свою роль
ДНК.

Саме тому зворотна транскрипція є древнім механізмом переносу інформації з РНК на ДНК. Так, процес, який спочатку розглядали як екзотичну здатність, притаманну лише невеликій групі вірусів, тепер допомагає простежити шлях еволюції, що призвела до життя на основі ДНК.

З усіх цих даних випливають важливі слідства з усіх обговорюваних нами питань.

По-перше, стає абсолютно очевидним, що не можна говорити про якийсь спільний походження всіх вірусів. Мабуть, через це вразливі всі розглянуті вище концепції. Здається безперечним, що РНК-віруси
- давніші, а містять ДНК - більш молоді. Адже вірусна РНК в значній мірі зберегла всі ознаки давньої РНК, які у неї були, коли життя на основі ДНК ще існувала: РНК-і хранитель генетичного коду цієї групи агентів, і безпосередній організатор синтезу вірусних білків в рибосомах інфікованих клітин, а в цілому Нерідко (стосовно до малим рібовірусам) і монопольний організатор всього інфекційного процесу (згадаємо інфекційність РНК вірусів поліомієліту, арбовирусов і т. д.).

Можна припустити, що ці рібовіруси є істинними нащадками тих древніх доклітинних форм життя, коли ДНК ще не стала практично монопольним хранителем генетичної інформації майже всього живого. В рамках цієї гіпотези цілком імовірним здається уявлення про певний еволюційному ускладненні древніх рібовірусов від пикорнавирусов через арбовіруси до парамиксовирусам і

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7 8