Жизненные процессы и гидростатическое давление - Крисс А.Е.
Скачать (прямая ссылка):
1 -давление 15 ф/д2; 2 - 10 000 ф/д2; стрелки означают, что давление
снято
пределах давления от 500 до 800 атм наблюдалось небольшое повышение
кривой в начальный отрезок времени, а затем уже содержание тимина в
клетках не возрастало. Более высокое давление (865 и 946 атм)
препятствовало включению тимина. Декомпрессия после пребывания бактерий
под давлением в течение
2-3 час. приводила к восстановлению их способности включать тимин в ДНК
со скоростью, сравнимой с той, которая наблюдалась в бактериальной
культуре, развивавшейся в условиях атмосферного давления.
Аналогичные результаты были получены в опытах с урацилом и лейцином:
с повышением давления скорость уменьшалась и падала до нуля для урацила
под давлением 770 атм, а для лейцина - 580 атм. Таким образом, авторы
подтвердили данные ZoBell a. Cobet (1964) и Pollard a. Weller (1966) о
том, что синтез РНК может продолжаться под давлением, которое ингибирует
процессы синтеза белка п ДНК.
Синтез белка, РНК и ДНК в условиях повышенного гидростатического
давления исследовали Albright a. Morita (1968). Объектом служила
выделенная с глубины 1200 м психрофильная бактерия Vibrio marinus, у
которой максимальными пределами для размножения были температура 20°
(оптимальная - 15- 16°) и давление 425 атм.
Под давлением 200 атм скорость синтеза белка и РНК несколько
снизилась, но через час она сравнялась со скоростью
Рис. 19. Влияние чередующейся смены гидростатического давления 1 (/ и 544
(II) атм на синтез белка (1), РНК (2) и ДНК (5) клетками Escherichia coli
В/г (а) и Vibrio marinus МР-1 (б) (Albright, 1969)
в контроле при атмосферном давлении; синтез ДНК с самого начала опыта шел
с той же скоростью, что при 1 атм. Эта картина изменилась с повышением
давления до 400 атм: уменьшилась скорость синтеза белка и ДНК, тогда как
скорость синтеза РНК не отличалась от коптроля. Авторы указывают, что
интерпретация этого явлепия затруднительна.
Увеличение давлепия до 500 атм привело к падению скорости синтеза
белка на 75%, между тем синтез РНК и ДНК протекал 30 и 50 мин.
соответственно скорости в коптроле и только затем начал уменьшаться.
Давление 1000 атм полностью ингибировало синтез белка и ДНК; синтез РНК
продолжался короткое время.
Albright (1969) изучал характер изменений в синтезе белка, РНК и ДНК
в клетках Escherichia coli и Vibrio marinus, когда в экспоненциальной
фазе их роста давление поднималось до 544 атм, затем опускалось до 1 атм
и вповь поднималось до 544 атм.
При первом подъеме давления наблюдалось почти немедленное падение
синтеза белка у Е. coli и Vibrio marinus. Синтез РНК снизился у Е. coli и
прекратился у V. marinus. Через несколько минут синтез белка и РНК
восстановился у Е. coli, но с меньшей скоростью. Клетки V. marinus не
проявили такой адаптации во время первого повышения давления до 544 атм.
Снятие давления привело у обоих видов к возобновлению синтеза белка и
РНК по экспоненциальной кривой, и он продолжался также при втором подъеме
давления до 544 атм, но скорость его уменьшилась (рис. 19).
Синтез ДНК не прекращался во время первого подъема давления, но этот
процесс стал постепенно замедляться и после второго
2 А. Е. Крисе 33
повышения остановился. Таким образом, по чувствительности к высокому
давлению процессы синтеза у исследованных компонентов бактериальных
клеток располагались в следующем порядке: белок > РНК > ДНК.
Давление 670 атм не препятствовало проникновению в клетки Е. coli С14-
аминокиелот, включению их в полисомы п образованию транспортной лейцил-
РНК из С14-лейцина (Schwarz, Landau, 1972). Однако меченные С14
аминокислоты не обнаруживались в полисомах, если бактериальные клетки до
прибавления аминокислот были подвергнуты давлению.
Zimmerman (1962, 1963) в своих опытах стремился выяснить, происходил
ли синтез ДНК в клетках морского ежа Arbacia punctulata, деление которых
было блокировано высоким давлением. Он помещал оплодотворенные яйца в
растворе Н3-тимидина под давлением 5000 ф/д2 на 30 и 60 мин. В первой
серии авторадиограммы показали, что меченый тимидин включается в
хромосомальную ДНК, если давление применялось вскоре после обсеменения
яиц. В тех случаях, когда давление поднимали в начале стадии профазы или
метафазы, Н3-тимидин не обнаруживался в ДНК хромосом.
Удлинение экспозиции под давлением до 60 мин. приводило к тому, что
включение меченого тимидина происходило также на стадиях профазы и
метафазы. В этой серии опытов зернистость, дающая авторадиографический
эффект, сосредоточивалась не только в виде одной массы, но часто также в
виде двух масс. Автор допускает, что с повышением давления образуются две
группы хромосом, которые выявляются после включения Н3-тимидина.
Авторадиографические зерна в контроле насчитывались в большем числе,
чем в япцах, подвергавшихся давлению. Различие наблюдалось независимо от
того, на какой стадии применялось давление - профазы или метафазы.
