Информация » Как ген, хромосома и клетка противодействуют среде и избегают гибели » Как клетка противодействует среде и избегает гибели

Как клетка противодействует среде и избегает гибели

Плазмиды – это примитивные хромосомы, ведущие себя как независимые единицы. Они имеют собственную систему репликации и содержат собственные гены.

Передаваясь с помощью конъюгации от одной бактериальной клетки другой, плазмиды избегают воздействия среды. Плазмида может содержать гены, позволяющие клетке-реципиенту выжить за счет клетки-донора. Как пишет Новик, "у плазмид в процессе эволюции выработалась способность выживать независимо от судьбы их вида-хозяина – нечто совершенно немыслимое в рамках эволюции путем естественного отбора для элемента, который был просто компонентом генома отдельного организма". Клетка погибает, но хромосоме, выживание которой должно было бы целиком зависеть от ее существования в клетке, удается выжить.

У плазмид наблюдается и другое свойство, которое дает возможность бактериальной клетке выжить. Их гены устроены таким образом, что они обеспечивают как генетическую стабильность, так и генетическую пластичность. Вирусы с трудом приобретают новые гены, но плазмиды делают это, сохраняя механизмы, регулирующие их репликацию. Способность плазмид приобретать новые гены и перераспределять старые позволяет бактериальной клетке преодолевать многие трудные физиологические ситуации. Эта способность к обновлению – прямой продукт их молекулярного строения.

Добавочные, или В-хромосомы высших организмов, имеющиеся у сотен видов растений и животных, обеспечивают выживание эукариотической клетки примерно таким же образом, как это делают плазмиды в случае бактериальной клетки. У добавочных хромосом имеются собственные механизмы увеличения численности, такие как нерасхождение, и собственные генетические эффекты, усиливающие рекомбинацию, подавляющие конъюгацию, влияющие на частоту образования хиазм и ведущие к элиминации хромосом. Благодаря этим эффектам они служат источником генетических новшеств. Они дают возможность эукариотической клетке справляться с условиями новых сред, не изменяя своего основного набора хромосом, т.е. нормального их комплемента, подобно тому, как бактериальная клетка использует свои плазмиды, оставляя собственную хромосому относительно неизменной.

У эукариотической клетки есть другие способы противостоять среде. Амплификация генов была первоначально обнаружена и широко изучалась в ооцитах сверчка Acheta и амфибии Xenopus. Создание более тонких методов позволило обнаружить это явление в соматических клетках, выращиваемых в стрессовых условиях. Эти генные амплификации наблюдаются относительно часто в клетках млекопитающих, выращиваемых в культуре, и затрагивают многие гены, в частности гены дигидрофолатредуктазы, металлотионеина, глутаминсинтетазы, орнитиндекарбоксилазы и других. Примером служат клетки легкого китайского хомячка, которые выращивали в среде, содержавшей хлорид кадмия и опухолеродные вещества. Число генов металлотионеина увеличилось в этих клетках в пять раз, повысилось и содержание мРНК. Клетки избегают действия неблагоприятных условий, создаваемых химическими факторами, изменяя число генов и количество мРНК для многих последовательностей ДНК.


Похожие материалы:

Колбочки и цветовое зрение
Удивительные исследования и эксперименты, выполненные Янгом и Гельмгольцем в XIX веке, привлекли внимание к очень важному вопросу о цветном зрении, и сами же ученые дали четкое и точное объяснение этому феномену. Их вывод о существовании ...

Классификация форм наследственной патологии
Наследственность и среда оказывается этиологическими факторами или играют роль в патогенезе любого заболевания человека, но доля их участия при каждой болезни своя, причем чем больше доля одного фактора, тем меньше другого. С этих позиций ...

Пример структурных исследований мембранных белков. Структура поринов
Порины - это основной класс белков, обнаруженных в наружной мембране кишечных бактерий У Е. coli и Salmonella typhimurium выявлены три порина: OmpF, OmpC и PhoE. Эти белки имеют молекулярную массу примерно 35 000 и гомологичные аминокисл ...