Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Гудвин Б. -> "Временная организация клетки. Динамическая теория внутриклеточных регуляторных процессов" -> 70

Временная организация клетки. Динамическая теория внутриклеточных регуляторных процессов - Гудвин Б.

Гудвин Б. Временная организация клетки. Динамическая теория внутриклеточных регуляторных процессов — Москва, 1966. — 251 c.
Скачать (прямая ссылка): vremennayaorganizaciyakletki1966.djvu
Предыдущая << 1 .. 64 65 66 67 68 69 < 70 > 71 72 73 74 75 76 .. 85 >> Следующая

состоит в том, что клетку помещают на какое-то время в различные условия,
а затем смотрят, как изменились некоторые заранее выбранные переменные.
Такие методы всегда изменяют микроскопические параметры клетки, в
результате чего изменяются
ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ И ПРЕДСКАЗАНИЯ 213
многие переменные, из которых лишь небольшая часть подвергается
измерению. Нам же хотелось бы изменить уровень колебательной активности и
таландической энергии клетки, не изменяя ее микроскопического состояния,
которое задается стационарными значениями размеров молекулярных и
макромолекулярных популяций. Конкретнее, мы хотели бы, чтобы система
переходила с траекторий, близких к стационарному состоянию, на более
далекие и наоборот, но чтобы само стационарное состояние при этом не
менялось (см. фиг. 3 и 4). Для того чтобы этого добиться, можно,
например, воздействовать на систему короткими периодическими
возмущениями, которые будут удалять траектории от стационарного состояния
или приближать их к нему, но вместе с тем будут достаточно
кратковременными, чтобы не вызывать непрерывного изменения
микроскопических параметров.
Итак, рассмотрим популяцию микроорганизмов, в которой наблюдаются четко
выраженные ритмы (например, люминесценция у Gonyaulax polyedra или
конъюгация у Paramecium); при ограниченном снабжении ее азотом такая
популяция растет очень медленно. Будем считать также, что освещение и
температура постоянны, т. е. внешняя суточная периодичность отсутствует.
Для Gonyaulax эти условия означают слабое постоянное освещение, поскольку
единственно пригодным источником энергии для этой водоросли является
фотосинтез [95]. В этих условиях синтетическая активность этих организмов
будет, вероятно, ограничена размерами метаболических фондов
предшественников ш-РНК и белка; эти фонды будут малы из-за ограниченного
количества необходимого для них азота, так кто клетка будет находиться
около стационарного состояния. Представим себе теперь, что к культуре
добавляют небольшое количество аминокислот. Этот импульс будет временно
стимулировать белковый синтез; но если (что очень важно) он будет
настолько мал, что добавленные аминокислоты израсходуются, скажем, за
полчаса, то метаболические фонды уменьшатся после этого до первоначальных
размеров, ограниченных количеством доступного азота. Такой импульс
вызовет временный сдвиг колебательных траекторий различных видов белка.
Временного увеличения скорости синтеза
214
ГЛАВА 8
белка следует ожидать по двум причинам. Первая заключается в увеличении
метаболического фонда аминокислот, вторая — в индуктивном влиянии
аминокислот на синтез т-РНК [94].
Направление смещения колебательных траекторий под влиянием импульса (от
стационарного состояния или к нему) будет зависеть от того, в какой части
траектории находилась система в момент начала воздействия. Если она
находилась на части траектории, расположенной под стационарным
состоянием, тогда импульс сместит систему «вверх», к нему, уменьшив тем
самым амплитуду колебаний. Если же в начале возмущения концентрация белка
превосходила стационарную, то в результате сдвига система будет удаляться
от стационарного состояния и амплитуда колебаний возрастет. Мы подошли
теперь к решающему пункту нашего исследования. Как было показано при
обсуждении различных свойств осцилляторов, колебания, происходящие в
изучаемых здесь регуляционных системах с обратной связью, явно
асимметричны. Эта асимметрия особенно четко проявляется в колебаниях
концентраций белка: различные белковые популяции
проводят над стационарным состоянием значительно больше времени, чем под
ним. Следовательно, временное увеличение синтеза белка в той части цикла,
которая расположена над осью стационарных значений, более вероятно;
другими словами, малый импульс аминокислот будет иметь большую
вероятность увеличить амплитуду колебаний (а значит, и таландическую
температуру), чем уменьшить ее.
Вряд ли, однако, один импульс вызовет постоянный сдвиг таландической
температуры. Чтобы произвести такое изменение, может потребоваться
повторение импульсов с интервалами, положим 2 час, в течение довольно
долгого времени, скажем 2 суток. Лучше, если интервалы между импульсами
будут меньше среднего периода колебаний, так чтобы импульсы приходились
на разные части траектории, а не на одну ее часть, которая может
находиться под осью стационарного состояния. Двухчасовой интервал,
вероятно, достаточно велик, чтобы система вернулась в свое первоначальное
состояние (в смысле микроскопических параметров), и не очень велик,
ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ И ПРЕДСКАЗАНИЯ 215
чтобы перестало сказываться влияние импульса на таландическую
температуру. Ранее мы оценили время релаксации эпигенетической системы в
4 час. Наше предположение, следовательно, состоит в том, что импульсное
введение в систему аминокислот, повторяемое примерно через 2 час в
количестве, которое культура организмов целиком
Предыдущая << 1 .. 64 65 66 67 68 69 < 70 > 71 72 73 74 75 76 .. 85 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed