Молекулярная биология клетки - Албертс Б.
ISBN 5-03-001985-5
Скачать (прямая ссылка):
удлинение микроворсинок на поверхности всего яйца, тогда как остальная
часть поступает в
окаймленные ямки и пузырьки (V. D. Vacquier, Dev. Biol., 43, 62-74,
1975.)
48
I j 1 и
спермин
Студенисто*
оболочМ . Р< ц* i тар г>димд|*чл
Ьитбллиновы*' ели*
ч Гл<1Матич"с"эп мембде н* мйц"
чКор1 '*• лл*н-'Я г пяну-па
ЭКЗОЦИТОЗ
*СОРТИКАП""НЫ*
ГРАНУЛ
1иОрТИ*""гИ.Н"1И
ЦМКЩ1")
I
Содом ¦ к,1и"ое
^ кирш* 4 |*.н".1*
гр;тнул
а пврмвптел" линово*
npatTpJH THii
Mi' м браня
*'4гплкапьиои I 1*^н , пы СГИВЛРТ." С ПГК1 >М*1"*ЧГСКО* мем6р**0И иица
M.i меменньм ян те |ПН* -".*.1И глеи hci рецептаров
ппгоД'Нвор'ННЧ
MOM"f*iun Mewiipewj
im оду кт М''мвран сп^рмня
И РГ Q KOtilH ЯЯПЬИь1"" гряну*)
Ядро спермин
Рис. 15-47. Эта схема показывает, каким образом кортикальная реакция яйца
морского ежа предотвращает проникновение в него дополнительных спермиев.
Высвобождаемое содержимое кортикальных гранул вызывает расширение щели
под вителлиновым слоем и изменяет этот слой так, что в нем исчезают
рецепторы байндина и он превращается в "оболочку оплодотворения", через
которую не могут проникнуть спермии. Такое "затвердение" вителлинового
слоя происходит в основном благодаря образованию ковалентных сшивок между
тирозиновыми боковыми цепями
белков, вследствие чего формируется обширная нерастворимая белковая
сетка.
его более жестким. В результате указанных событий формируется оболочка
оплодотворения, с которой спермии не могут связаться и через которую они
не могут проникнуть (рис. 15-47).
15.4.6. Активация яйцеклетки осуществляется с помощью
инозитолфосфолипидного механизма клеточной сигнализации [24]
Деполяризация мембраны представляет собой первое обнаруживаемое изменение
после оплодотворения, но, судя по всему, она нужна лишь для
предотвращения полиспермии. Искусственная деполяризация мембраны не
приводит к активации яйцеклетки; и наоборот, устранение деполяризации
мембраны во время оплодотворения не подавляет активацию.
Есть много убедительных данных в пользу того, что программу развития
яйцеклетки запускает кратковременное повышение концентрации Са2+ в
цитозоле (которое распространяется от места внедрения спермия по всей
яйцеклетке в виде кольцевой волны - см. рис. 4-35). Концентрацию Са2+ в
цитозоле можно искусственно повысить либо путем прямой инъекции этих
ионов в яйцеклетку, либо с помощью
49
ионофоров, переносящих Са2 + , таких, например, как А23187 (см. разд.
6.4.19). Таким способом удается активировать яйцеклетки всех до сих пор
исследованных животных, в том числе млекопитающих. Если же, напротив,
предотвратить повышение концентрации Са2 + , введя связывающее кальций
вещество ЭТТА, активации при оплодотворении не происходит. Ионы Са2+
действуют в клетке по меньшей мере одним способом - они присоединяются к
Са2+-связывающему белку кальмодулину, который в свою очередь активирует
много разнообразных белков клетки (разд. 12.4.3). Кальмодулин был найден
в больших количествах во всех исследованных яйцеклетках.
Как оплодотворение приводит к повышению концентрации ионов Са2+ в
цитозоле яйцеклетки? В гл. 12 мы говорили о том, что внеклеточные
лиганды, связываясь с рецепторными белками клеточной поверхности,
вызывают гидролиз фосфатидилтозитол-бисфосфата (PIP2) в плазматической
мембране, в результате чего образуется инозитолтрифосфат (InsP3) и
диацилглицерол; InsP3 в свою очередь инициирует высвобождение Са2+ из
внутриклеточных хранилищ (разд. 12.3.9) в цитозоль, а диацилглицерол
активирует протеинкиназу С (разд. 12.3.10). Эксперименты на морских ежах
подтверждают предположение о том, что указанный механизм ответствен и за
повышение концентрации ионов Са2+ в цитозоле при оплодотворении.
Концентрация InsP3 возрастает через несколько секунд после оплодотворения
и сразу после этого повышается концентрация ионов Са2+ в цитозоле; если в
неоплодотворенное яйцо ввести путем инъекции !nsP3, то концентрация Са2 +
в цитозоле повышается и яйцеклетка активируется. Как и ожидалось,
активация спермия связана с G-белком, который активирует специфическую
фосфолипазу С, катализирующую гидролиз PIP2 (см. разд. 12.3.9).
Непонятно, однако, связывается ли спермий с рецептором плазматической
мембраны яйцеклетки, функционально сопряженным с фосфолипазой С
посредством G-белка, или при слиянии с яйцеклеткой он вводит в нее
активатор G-белка.
Поскольку концентрация ионов Са2 + в цитозоле после оплодотворения
повышается лишь ненадолго (примерно на 1 мин), ясно, что это не может
непосредственно приводить к событиям, происходящим на более поздних
стадиях активации яйцеклетки У морских ежей к таким событиям относятся
повышение интенсивности синтеза белков, начинающееся через 8 мин после
оплодотворения, и инициация синтеза ДНК спустя примерно 30 мин. Имеется
большое число данных, указывающих на то, что активация протеинкиназы С
играет важную роль на поздних стадиях активации, причем наиболее
существенным в этот период является повышение внутриклеточного pH.
