химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

гической эволюции.

Дальнейшие исследования, которые должны объединить эволюционную биологию с биофизикой, требуют детального изучения геномов. Мы ведь не знаем пока, какая часть генома ответ* ственна за видовые и какая — за индивидуальные признаки. Исходя из молекулярно-генетических данных, количество которых пока чрезвычайно мало, опираясь на уже развитые информационные подходы, будущая наука построит модельную физико-математическую теорию эволюции. Эта теория ответит в количественной форме ва ряд вопросов, относящихся к материалам и к темпам эволюции. Мы находимся в начале построения теоретической биологии, фундамент которой был заложен Дарвином и Менделем.

§ 17.10. Онтогенез

В отличие от филогенеза, направленность индивидуального развития — онтогенеза — очевидна непосредственно. Онтогенез включает три основных процесса — диффереицировку клеток, рост, т. е. увеличение числа клеток и массы зародыша, и морфогенез, т. е. возникновение определенных органов и организма в целом. Все эти процессы развиваются в соответствии с генетической программой.

В основе клеточной дифференцировки лежит дифференциров-ка молекулярная. Во всех соматических клетках многоклеточного организма содержится один и тот же набор генов, тождественный геному исходной зиготы. Это положение доказано прямыми опытами. Гердон установил, что если пересадить ядро клетки эпителия кишечника головастика в икринку лягушки, ядро которой предварительно разрушено ультрафиолетовым облучением, то из такрй икринки развивается нормальная особь. В специализированной клетке большинство генов репрессировано, в ней могут синтезироваться лишь определенные белки. При переносе специализированного генома в зиготу гены оказываются освобожденными от репрессии и происходит нормальное развитие. Химические исследования клеточной дифференциации уже привели к важным результатам. Уэсселс и Раттер выращивали культуру эмбриональной ткани — клетки поджелудочной железы крысы. Этот орган производит ферменты, участвующие в переваривании пищи, и гормоны, регулирующие метаболизм углеводов. Так называемые экзокринные клетки секретируют зимогены — предшественники пищеварительных ферментов, эндокринные клетки выделяют гормоны — глюкагон и инсулин. Исследовалась продукция всех этих белков на разных стадиях эмбрионального развития, и была установлена корреляция содержания белка с появлением определенных внутриклеточных структур. Продукция специализированных белков возрастает во времени не монотонно, но проходит через три регуляторных фазы (рис. 17.12). Установлено, что мезодермальные клетки из других органов про-мотируют диффереицировку клеток поджелудочной железы. Это, по-видимому, объясняется действием некоего фактора, возможно белковой природы.

Синтез секреторных белков в культуре эпителиальных клеток поджелудочной железы специфично подавляется актиномици-ном-D — антибиотиком, блокирующим синтез РНК. Последовательное подавление синтеза различных белков актиномицином

2

I

1

Рис. 17.12. Изменение продукции специализированных белков в ходе эмбриогенеза: 1 — предифференцированное состояние; 2 — нротодифферен-цированное состояние (стадия I); 3 — дифференцированное состояние (стадия II); 4 — дефинитивное состояние (стадия III); а, б, в— переходы

Развитие -»показывает, что соответствующие мРНК синтезируются в разное время (ср. с. 289).

По-видимому, фазы развития определяются кооперативным действием множества генов. Происходит одновременная активация одних групп генов и инактивация других, но не последовательная активация каждого из сотен отдельных генов. Возможно, что согласованные кооперативные переходы, имеющие характер фазовых переходов (см. далее), определяются изменениями хромосомной структуры.

В онтогенезе представлены два тгпа процессов. Первый тип — регуляторные внутри- и межклеточные взаимодействия, обусловленные явлениями молекулярной сигнализации, молекулярного узнавания. Эти явления и определяют прежде всего дифференци-ровку. Второй тип — активные перемещения клеток в результате механохимических процессов, также стимулированных молекулярной сигнализацией. Эти перемещения определяют морфогенез.

Само деление клеток, начиная с. появления двух первых бла-стомеров, есть результат внутриклеточных взаимодействий, регуляции активности генов веществами цитоплазмы и клеточной мембраны. Дифференцировка на ранней стадии (бластула) определяется двумя причинами, имеющими самый общий характер. Первая из них — неоднородное распределение вещества в цитоплазме исходной зиготы, вторая — неоднородность среды внутри клеточного шара, получающегося в результате дробления. И то, и другое означает наличие позиционной информации (Вольперт). Наряду с этими факторами онтогенез определяется контактной и гуморальной регуляцией.

На поздних стадиях развития включается действие гормонов. Сложный способ развития — метаморфоз у насекомых — находится под контролем экдизона — гормона роста.

Одним из важнейших веществ онтогенеза является цАМФ (см. с. 42), служащая для молекулярной внут

страница 219
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
стеклянный круглый стол для кухни
купить самоклеющую табличку открыто в хабаровске
стол с деревянной столешницей купить
купить металлический шкаф для одежды

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(17.08.2017)