Молекулярная биология клетки - Албертс Б.
ISBN 5-03-001985-5
Скачать (прямая ссылка):
дикого типа. Такие наблюдения показывают, что в каждой из клеток память о
позиционной информации определяется постоянной активностью нормального
гомеозисного селекторного гена и что эта память в каждой из клеток
проявляется автономно.
16.5.15. Гомеозисные селекторные гены и гены полярности сегментов
определяют компартменты тела [59]
Запоминаемые различия, контролируемые гомеозисными селекторными генами,
дискретны: экспрессия генов в клетках соседних парасегментов
характеризуется четкими различиями. Это же справедливо по крайней мере в
отношении одного гена полярности сегментов -engrailed (см. рис. 16-64.
Б), дифференциальная экспрессия которого соответствует четкому различию
между клетками задней и передней части парасегмента (что соответствует
клеткам передней и задней части сегмента). Таким образом, благодаря
дифференциальной экспрессии этих двух классов генов, тело делится с
образованием серии отдельных участков, клетки которых характеризуются
различным состоянием детерминации.
На границе двух таких участков клетки не смешиваются, как если бы
селективное слипание клеток, обладающих одинаковым молекулярным адресом,
позволяло им отделяться от клеток, несущих другой адрес. Так, например,
если в результате генетической рекомбинации в крыле появляется клон
маркированных, но все же нормальных клеток, то этот клон располагается
лишь по одну сторону четко определенной границы, разделяющей два
парасегмента, образующих крыло. Подразделения тела (в крыле или любом
ином органе), образующиеся гаким образом, называют компартментами (рис.
16-71). Хотя границы компартментов, как правило, не соответствуют
границам нормальных органов, они совпадают с границами доменов, в
пределах которых действуют гомеозисные селекторные гены, и это можно
наблюдать по экспрессии гена
128
"ила* к**Iла
Гсивднми KOMn^lTWtH
Гр •••"•и я •• "лгЛ('ТМ'"**рв
Ипои • Kphmv
Змим к сел гм*"" р*"дилеий" крыла** "омпартъмнть"
Ьистр" рвсщщи" KJlQtH ИРпцр^щуи' /репицу "aivirt"fM<MiD
Рис. 16-71. А. Форма маркированных клонов в крыле дрозофилы указывает на
существование границы компартментов. У такой границы край каждого пятна
получается прямым. Даже если маркированный клон генетически изменен, что
позволяет ему расти быстрее остального крыла и стать очень большим, он
все равно не переходит границы компартментов (крайний рисунок справа).
Обратите внимание, что эта граница не совпадает с центральной жилкой
крыла. Б. Характер экспрессии гена engrailed в крыле, выявляемый тем же
методом, что и на рис. 16-64, Б. Границы компартмента совпадают с
границами экспрессии гена engrailed. (А -по F.H.C. Crick, P.A.Lawrence,
Science, 189, 340-347, 1975; Б- с любезного разрешения Тот Kornberg.)
engrailed (см. рис. 16-71, Б). У соответствующих мутантов гкань по одну
из сторон границы компартмента трансформирована; с другой стороны
располагается нормальная ткань (рис. 16-72).
Границы компартментов по определению являются границами двух популяций
клеток, различающихся по состоянию своей детерминации, которые не могут
смешиваться. Хотя в норме состояние детерминации необратимо, тем не менее
каждый из компартментов должен быть самоподдерживаюшейся единицей. Он не
способен использовать клетки соседнего компартмента или делиться с
соседом своим собственным избытком клеток. Однако он способен
регулировать свою внутреннюю организацию за счет усовершенствований,
которые не нарушают этих ограничений. Каждый из компартментов обладает
собственной детализованной внутренней структурой, возникающей в
имагинальном диске в результате межклеточных взаимодействий на
относительно поздних стадиях развития. Молекулярная основа этих местных
механизмов формирования пространственной организации до сих пор не
изучена, хотя, как упоминалось в разд. 16.5.9, не исключено, что в них
принимает участие продукт гена полярности сегмента wingless. Можно
показать, однако, что постоянные межклеточные взаимодействия определяют
не только пространственную организацию, но и рост частей имагинальных
дисков: данная система подчиняется правилу интеркаляции (см. разд.
16.4.9). В процессе регуляции роста и формирования пространственной
организации каждый из компартментов ведет себя как более или менее
независимое целостное образование. Это было показано в экспериментах, где
митотическую рекомбинацию использовали для создания меченых клонов клеток
с генотипом, позволяющим пролиферировать им быстрее других клонов
имагинального диска. В процессе роста эти клоны занимают
непропорционально большую часть компартмента. в пределах которого они
расположены, но тем не менее они не способны нарушать границы
компартментов; они не могут увеличить размеры компартмента или изменить
его пространственную организацию (см. рис. 16-71).
16.5.16. Саморегуляция гомеозисных селекторных геноввносит вклад в
механизмы клеточной памяти [60J
Совершив экскурс в будущее, т. е. рассмотрев более поздние стадии
развития дрозофилы, вернемся в прошлое, чтобы с молекулярной точки зрения
