Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
дочерним клеткам. Этим можно объяснить высокую пролиферативную активность
раковых тканей. Таким образом, превращение нормальной клетки в раковую
связано с какими-то генетическими изменениями. Это подтверждается
экспериментами, в которых раковые клетки передавали свои свойства
нормальным клеткам в культуре при трансформации последних хромосомной ДНК
из раковых клеток (рис. 18.21). Другим подтверждением генетической
природы рака более общего порядка служит тот факт, что онкогенные вирусы,
вызывающие рак, при превращении клетки в раковую оказываются встроенными
в ее геном. Такое превращение клетки или ткани называется раковой
трансформацией. Этот термин не следует путать с термином "генетическая
трансформация", которая обозначает включение ДНК в геном после попадания
свободной ДНК в клетку.
Ретровирусы, вызывающие раковую трансформацию, это РНК-со-держащие
вирусы. С помощью фермента ревертазы они способны синтезировать ДНК-копии
в ходе так называемой обратной транскрипции. Эти ДНК-копии способны
встроиться в геном клетки. Интегрированная копия называется провирусом.
Некоторые ретровирусы, известные как активно трансформирующие вирусы,
высоко онкогенны. Они вызывают неопластические заболевания у зараженных
ими животных. В культуре клеток эти вирусы вызывают трансформацию клеток,
протекающую с высокой эффективностью. Около 20 таких вирусов было
выделено из крыс, мышей, обезьян, кошек, цыплят и индюков (например,
вирусы саркомы Харвея и саркомы Малони выделены из крыс и мышей
соответственно). Кроме генетической информации, необходимой для своей
собственной репликации, эти вирусы несут специфические гены, называемые
онкогенами, ответственными за их способность вызывать раковую
трансформацию. Сейчас известно около 15 генов one, включая ген sre вируса
саркомы Рауса, поражающего кур, ген mos вируса саркомы мышей и ген ras
вируса саркомы крыс.
Недавние исследования показали, что онкогены гомологичны по некоторым
последовательностям ДНК нормальных клеток млекопитающих, не
инфицированных ретровирусами. Это открытие лежит в основе
18. Генетика соматических клеток: картирование генома
323
Рис. 18.21. Клетки, трансформированные ДНК из раковых клеток. Нормальные
клетки мыши обрабатывали ДНК, выделенной из опухоли. Через две недели
образовывался плотный очаг транс-формированных клеток, * ?"¦ видимый
слева. Справа клетки остались не-трансформированными. J*? (Courtesy of
Chiacho Shih, R. A. Weinberg, Massachusetts Institute of Technology.)
V ¦< 4
V - V
* Л • * . * . # ь ' r .
";,<*' k * # " ,
• \'.'l '¦
/ . 1
двух важных гипотез, относящихся к возникновению рака на клеточном
уровне. По одной из этих гипотез онкогены произошли от гомологичных
генов, присутствующих в нормальных клетках. В рамках другой гипотезы
раковая трансформация является следствием аномальной экспрессии
нормального гена. Последняя может наблюдаться не только в случае
трансформации, вызванной вирусами, но и при других формах рака.
Дополнительным подтверждением гомологии между онкогенами и
последовательностями нормальных клеток служит и тот факт, что они, как
правило, кодируют аналогичные белки. Например, онкоген вируса саркомы
Рауса кодирует тирозин-специфичную киназу, обозначаемую pp60src. Этот
белок представляет собой фосфопротеин молекулярной массы 60000. Такой же
белок выделяется и из нормальных клеток цыпленка, хотя в этих клетках его
количество в 100 раз меньше, чем в раковых. Использование клонированных
фрагментов онкогенов в экспериментах по ДНК-гибридизации выявило
гомологию между геном rasH вируса саркомы Харви и геном из клеток
карциномы мочевого
324
Экспрессия генетического материала
пузыря человека. Аналогичные результаты получены для гена rasK вируса
саркомы Кирштейна и соответствующего гена из клеток карциномы легкого.
Сейчас считается общепризнанным, что онкогены произошли в результате
встраивания мРНК некоторых клеточных генов в геном ретровирусов.
Трансфекция генов и рак
ДНК из клеток карцином мочевого пузыря и легкого (вызываемых генами,
гомологичными вирусным онкогенам ras) способна сама по себе индуцировать
неопластическую трансформацию в культуре клеток мыши. Наиболее часто в
подобных экспериментах используется реципиент-ная линия клеток мыши,
обозначаемая NIH3T3. При трансформации с помощью ДНК, выделенной из
неопластических клеток, клетки NIH3T3 становятся раковыми с частотой
0,05-1 трансформантов на 1 мкг ДНК. Эту трансформацию вызывают препараты
ДНК, выделенные лишь примерно из 50% опухолей, включая как спонтанные,
так и индуцированные опухоли различных организмов (таблица 18.10).
Таблица 18.10. Гены неопластических клеток, вызывающие раковую
трансформацию
Тип клеток Виды животных, доноров ДНК Фактор индукции исходной опухоли
Число индуцированных опухолей
Трансформированные фибробласты Мышь Химическая 5
Карцинома мочевого Человек Спонтанная 3
пузыря Мышь Химическая 1
Кролик " 1
Карцинома легкого Человек Спонтанная 4
