Самосборка микротрубочек in vivo PDF Печать E-mail

Плодотворный метод изучения сборки микротрубочек (в частности, исследование влияния условий внешней среды, таких, как температура или давление, а также фаз жизненного цикла клетки и связанных с ними событий) — прямое наблюдение в микроскоп формирования митотического веретена в процессе клеточного деления.

С помощью высокочувствительной поляризационной оптики некоторые исследователи смогли непосредственно наблюдать микротубулярные структуры, которым свойственно двойное лучепреломление (поляризованные лучи на микротрубочках раздваиваются). Важные результаты получили Инуи и сотр. на яйцеклетках морских иглокожих, а также другие исследователи, изучавшие другие объекты.

Было показано, что некоторые химические вещества (H2O, а также некоторые гликоли), равно как и повышение температуры,  усиливают двойное  лучепреломление митотического веретена, т. е. способствуют полимеризации. С другой стороны, низкая температура, повышенное давление, и ингибиторы микротрубочек (колхицин, винбластин) уменьшают двойное лучепреломление. Такие наблюдения позволили даже измерить скорость самосборки микротрубочек (обычно 1,5 мкм/мин).

Нецелесообразно обсуждать здесь все экспериментальные данные, поэтому мы перейдем к тем важным заключениям, которые были сделаны на основании приведенных выше результатов и других исследований in vivo. В клетке есть два типа регуляции самосборки микротрубочек. Один из них — временной контроль: полимеризация или деполимеризация тубулина приурочена к определенным моментам жизненного цикла клетки. Другой тип — пространственный контроль, который необходим для того, чтобы содержащие микротрубочки структуры формировались правильно.

Некоторые данные указывают на то, что для временного контроля количество тубулина, находящегося в клетке, не имеет значения; иначе говоря, клетка не, начинает продуцировать микротрубочки просто потому, что в ней накопилось много тубулина. Содержание тубулина довольно постоянно на протяжении всего жизненного цикла клетки, и, когда нужно производить много микротрубочек (например, при росте нейронов в нейробластоме), необходимость в дополнительном синтезе тубулина, по-видимому, не возникает. Следовательно, полимеризацией тубулина или разрушением микротрубочек в соответствии с потребностями клетки управляют другие факторы. Были попытки идентифицировать эти факторы с определенными белками, например с высокомолекулярными белками, связанными с микротрубочками; регулирующая роль также, приписывалась изменению обменного фонда ионов кальция; предполагался еще более сложный контрольный механизм с участием сАМР. Однако до сих пор никаких четких данных о механизме регуляции сборки микротрубочек получить не удалось. В отличие от животных клеток у некоторых низших эукариот сборка микротрубочек, похоже,, связана с синтезом тубулина de novo. Это, по-видимому, имеет место при регенерации жгутиков у Chlamydomonas и наверняка происходит при росте жгутика у Naegleria.

Интересные статьи по биологии:

1) Регуляция жизнедеятельности

2) Сортировка белков и локализация в клетке метаболических процессов