Структура и функции биологических мембран - Трошин А.С.
Скачать (прямая ссылка):
38 СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН
Помимо транспорта через поры и внутреннюю ядерную мембрану, важным путем переноса между ядром и цитоплазмой могут быть различные выпячивания ядерных мембран, образование из них пузырьков и разрывы целых участков ядерной оболочки. Такие превращения ядерных мембран, а также распад ядерной оболочки во время митоза, по-видимому, связаны с поступлением в цитоплазму значительных количеств ядерного материала, в особенности ядрышкового материала и предшественников рибоСом, для которых этот путь ядерно-цитоплазматического транспорта может быть Главным (Willemse, Linskens, 1968; Tashiro et al., 1968; Scharrer, Wurzel-mann, 1969; Войткевич, Дедов, 1969; Збарский, 1972a; Kessel, 1973).
Регуляторные функции ядерной оболочки
Ядро и цитоплазма постоянно оказывают регуляторные влияния друг на друга. При пересадке ядер в эмбриогенезе (Gurdon, Woodland, 1968) и при соматической гибридизации клеток (Harris, 1967, 1968) цитоплазма активирует синтез РНК в ядре, а ядро в свою очередь направляюще влияет на дифференцировку цитоплазмы. Очевидно, различные импульсы и факторы, идущие из цитоплазмы в ядро и из ядра в цитоплазму, должны действовать через ядерную оболочку, которая для этого может обладать специальными рецепторами и5ги другими приспособлениями. В опытах in vitro в цитоплазме обнаружены факторы, количественно и качественно влияющие на синтез РНК в ядре (Thompson, McCarthy, 1968; Дворкин и др., 1973). Из асцитической жидкости рака Эрлиха мышей выделили особый фактор, инициирующий синтез ДНК в ядре (Erhan et al., 1970), однако в дальнейшем этот вопрос остался невыясненным.
Как упоминалось выше, хроматин находится в контакте с внутренней ядерной мембраной и, по-видимому, прикреплен к ней (Brenner, 1953; Монахова, Костенко, 1968; Мосолов, 1968; Beams, Mueller, 1969; Comings, Okada, 1970). Места прикрепления, очевидно, представлены специальными «пристеночными» гранулами, соединенными с хромосомами нитями ДНК (Коломиец и др., 1973, Онищенко, Ченцов, 1973). В препаратах изолированной ядерной оболочки, как правило, также обнаруживается около 1 % ДНК (Збарский, 1972а).
Высказывалось предположение, что ядерная оболочка по аналогии с прокариотами принимает участие в инициации репликации ДНК (Мосолов.
1968). Этот вопрос стал исследоваться особенно интенсивно после публи кации данных о том, что в синхронизированных клетках амниона человека метка Н3-тимидина сначала концентрируется у внутренней ядерной мембраны, а затем постепенно движется внутрь ядра (Comings, Kakefuda, 1968; O’Brien et al., 1972)
О связи репликации ДНК с ядерной мембраной говорят также биохимические данные о том, что ДНК изолированных ядерных оболочек метится сильнее, чем общая ДНК в составе хроматина (Mizuno et al., 1971а, b; Barrieux et al., 1973). Высокая метка была найдена также в ДНК-ли-пидном комплексе, выделенном с помощью детергента — лаурилсаркози-ната (Hanaoka, Yamada, 1971), и в очень высокополимерной ДНК, имеющей относительно низкую плавучую плотность и предположительно связанную с мембранным материалом (Ormerod, Lehmann, 1971).
ГЛАВА 2. ЯДЕРНАЯ ОБОЛОЧКА
39
Эти результаты также трактовались как свидетельство ассоциации репликации ДНК с ядерной оболочкой. Наконец, б изолированных ядерных оболочках определяли высокую ДНК-полимеразную активность (Yoshida et al., 1971; Yoshikawa-Fukada, Ebert, 1971). Однако авторы, проверявшие это предположение, не смогли подтвердить вышеописанные результаты. Так, авторадиографическое исследование синхронизированных клеток китайского хомячка показало отсутствие преимущественной метки в области ядерной оболочки. Некоторое увеличение метки наблюдалось лишь в конце периода синтеза ДНК, соответствующем репликации ДНК гетерохрома-типа (Williams, Ockey, 1970). Аналогичные результаты, свидетельствующие об'отсутствии связи ядерной оболочки с инициацией репликации ДНК, получены и в других авторадиографических исследованиях (Huberman et al., 1972; Wise, Prescott, 1973). В некоторых клетках при импульсной метке преимущественно метилась периферия ядра; это объясняется тем, что по периферии концентрация ДНК может быть значительно выше, чем в центральной части ядра (Fakan et al., 1973). Наконец, в недавно опубликованной работе (Comings, Okada, 1973), вопреки своим прежним представлениям, авторы не обнаружили преимущественной метки у ядерной оболочки и поздней репликации ДНК, связанной с внутренней мембраной ядра. Хотя это последнее обстоятельство авторы склонны трактовать как метку гетерохроматина, обычно сконцентрированного по периферии ядра, не исключено, что свойством поздней репликации может обладать и ДНК, входящая в состав собственно ядерной оболочки
Биохимические исследования, проведенные на ядерных оболочках, изолированных из клеток регенерирующей печени крысы, также не подтвердили прежних данных об инициации репликации в связи с ядерной мембраной и показали, что в начале репликации ДНК, связанная с ядердыми мембранами, метится значительно слабее ДНК ядерного хроматина; лишь в конце фазы синтеза радиоактивность мембранной ДНК равна активности ДНК хроматина (Kay et al., 1971; Борхсениус. Воробьев, 1972). Не подтвердилась при тщательном получении изолированных ядерных оболочек и преимущественная локализация в них ДНК-полимеразы (Deumling, Franke, 1972; Barrieux et al., 1973). Прежние результаты, указывающие на богатство ядерной оболочки ДНК-полимеразой, очевидно, обусловлены преимущественным связыванием с мембранным или липидным материалом реплицирующейся ДНК в процессе фракционирования ядер, в особенности при применении детергентных методов (Kay, Johnston, 1973), а также неспецифической адсорбцией на ядерной мембране меченого тимидинтри-фосфата (Deumling, Franke, 1972)
