Биологический каталог




Самая главная молекула

Автор М.Д.Франк-Каменецкий

которая прямо-таки напичкана ферментами, способными проводить самые разные модификации. Вполне может быть (и в ряде случаев показано, что это так), что рак вызывают не сами исходные вещества, а продукты их метаболизма в организме. Поэтому, прежде чем испытывать вещества на мутагенность в своем тесте, Эймс обрабатывал их экстрактом из печени животных.

Эймс проверил на мутагенность триста веществ, среди которых были как известные канцерогены, так и вещества вполне безобидные. Эта проверка показала, что между кан-церогенностыо и мутагенностью существует совершенно явная корреляция.

В девяноста случаях из ста канцерогены оказывались и сильными мутагенами. В то же время только 13 % соединений, не являющихся канцерогенами, оказывали мутагенное действие.

Это очень убедительный результат. Он показывает, что тест Эймса эффективен, во всяком случае—для массовых испытаний химических соединений. Ведь Эймс, вместе с одним всего лишь помощником, сумел за короткое время испытать 300 соединений. Чтобы накопить сведения о канцер огенности этих веществ обычными методами, потребовались десятилетия упорного труда многих людей.

Цель работы Эймса была сугубо практической: разработать эффективный и дешевый тест на канцерогенность. Но резульгаты работы имели большое значение для понимания природы рака. Реально они не оставляли сомнений в том, что канцерогены вызывают рак именно потому, что изменяют ДНК клетки.

Получалось, что первичные события, приводящие в итоге к раку, разыгрываются в генетическом материале, в ДНК. А раз так, то к штурму проблемы рака вновь приступили молекулярные биологи. Только на этот раз, спустя десять лет после работ Темина и Балтимора, они были уже во всеоружии мощных методов манипулирования с ДНК — методов генной инженерии.

В 1979 г, были поставлены опыты, в которых удалось, на этот раз, по-видимому, окончательно, доказать генетическую, ДНКовую природу рака. Эти опыты проводились на мышах, но принципиально они не отличаются от опытов по трансформации у пневмококков, которыми занимался Эвери сорок лет назад.

Автор работы Роберт Вайнберг (Массачусетский технологический институт, США) рассуждал так. Из экспериментов Эймса следует, что канцерогены должны что-то менять в ДНК, после чего она приобретает способность превращать нормальную клетку в раковую. Если это действительно так, то, выделив ДНК из раковых клеток и перенеся ее в здоровые клетки, мы должны (с некоторой вероятностью, разумеется, — как и при любой трансформации) наблюдать превращение здоровых клеток в раковые.

Вайнберг выделил ДНК из мышиных опухолевых клеток, перерождение которых было вызвано действием мощного канцерогена. Затем он провел опыты по трансформации. Раковая ДНК была добавлена к культуре здоровых клеток мыши, известной под кодовым названием N1H3T3.

Результаты опыта были таковы. В пяти случаях из пятнадцати клетки NIH3T3 превратились в раковые. Ни в одном из десяти контрольных опытов, в когорых к культуре NIH3T3 была добавлена нормальная ДНК, злокачественного перерождения не происходило.

Свойства клеток, перерожденных способом трансформации, были проверены на животных. Раковые клетки NIH3T3 были приживлены здоровым мышам, и у тех образовались самые настоящие раковые опухоли.

Но это еще не все. Перерождение клеток NIH3T3 в раковые удалось вызвать не только с помощью ДНК, взятой из раковых клеток мыши, но и С помощью ДНК, выделенной из раковых клеток человека! ДНК из здоровых тканей человека не приводит к злокачественному перерождению клеток NIH3T3.

Вот на этом этапе к работе подключились генные инженеры. Раз ДНК человека вызывает трансформацию, значит, в ней есть онкоген — участок, ответственный за роковые события. И значит, надо было выделить из всей молекулы ДНК наименьший участок, еще обладающий трансформирующим свойством. Такой участок был выделен. Он содержал около 6 тысяч пар нуклеотидов.

Пока последовательность онкогена не прочитана, но это уже дело техники. Гораздо важнее ответить на вопрос — что же такое онкоген?

Вайнберг считает, что онкоген — это видоизмененный нормальный ген клетки. В норме этот ген вырабатывает белок, стимулирующий быстрый рост и деление клеток на ранней стадии развития эмбриона. В дальнейшем, после завершения стадии быстрого роста, этот ген перестает активно работать. Но под влиянием канцерогена изменяется последовательность нуклеотидов, управляющая работой этого гена, и ген включается на всю мощность вновь. Он вырабатывает большое количество «эмбрионального» белка, который стимулирует быстрое неконтролируемое размножение клеток.

А как же быть с онкогенными вирусами? Опять они оказались не у дел! Этот вопрос сейчас, пожалуй, самый запутанный во всей истории. Может быть, при некоторых видах рака вирусы играют роль канцерогенов и,встраиваясь,включают работу онкогенов. В некоторых случаях они заведомо несут в себе онкоген, но при этом они, как правило, уже оказываются заранее встроенными в ДНК клетки. Говард Темин считает, что онкогенные вирусы вовсе не какие-то паразиты клетки, а нормальные участники раннего эмбрионального развития.

Но вообще вирусы как таковые отошли сейчас на второй план. Важно, что существует онкоген, доставшийся клетке по наследству или привнесенный в нее вирусом. Сейчас главная проблема не в том, откуда он взялся, а в том, что он делает, как превращает здоровую клетку в раковую.

Итак, обнаружен и выделен ген рака. Значит, существует, хотя еще и не охарактеризован как следует, «раковый белок». Начинается новый этап в борьбе с болезнью. Ведь после того, как белок будет выделен и детально изучено, что он делает, наверняка удастся придумать, как этот белок выводить из строя. Конечно, самым радикальным средством было бы испортить или «починить» сам онкоген. Но избирательно портить гены внутри клеток пока никто не умеет. Так что главные надежды возлагают сейчас на порчу белка, например, с помощью антител к нему.

Те, кто работает с онкогеном, а такие работы идут уже полным ходом в десятках лабораторий, настроены весьма оптимистично. «Похоже, что конец пути уже виден», — сказал недавно М. Виглер, один из участников этих исследований. М. Виглер работает в лаборатории Колд Спринг Харбор (США), возникшей на базе фаговой группы и возглавлявшейся долгое время Дельбрюком. Уже много лет этой лабораторией руководит Дж. Уотсон, который сделал главным направлением исследований изучение природы рака на уровне ДНК.

Обычно подобные оптимистические высказывания воспринимаются скептически. Слишком много раз казалось, что природу рака вот-вот удастся понять, а затем наступало горькое разочарование. Но, несомненно, сейчас оснований для оптимизма больше, чем когда-либо. И причина этому в том, что изучение проблемы рака прочно перешло на уровень ДНК.

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

Аденин, химическая группировка, входящая в состав ДНК и РНК-Одно из четырех оснований нуклеиновых кислот. Сокращенное обозначение — А.

Аллель, один из двух генон, ответственных за один и тот же признак.

Один аллель поступает от одного родителя, другой — от другого. Аллергия, чрезмерная реакция иммунной системы. Аминокислота, химическое соединение вида H2N—CHR—СООН, где

R — любой радикал. Является исходным продуктом для синтеза

белка.

Аминокислотный остаток, химическая группировка строения —HN—CHR—СО—, являющаяся мономерным звеном белковой цепи. То, что остается от аминокислоты, когда она встраивается в белковую цепь.

Антибиотик, органическое вещество, подавляющее размвожение бактерий, но не являющееся ядом для человека или животного. Первым антибиотиком был пенициллин, выделенный Александром Флемингом из плесени в 1929 г. Открытие антибиотиков произвело революцию в лечении многих заразных болезней, против которых медицина ранее была практически бессильна, таких, как воспаление легких, туберкулез и т. д. Однако широкое и бесконтрольное применение антибиотиков привело к «привыканию» бактерий к ним. В результате традиционные антибиотики теперь гораздо менее эффективны, чем были в первые десятилетия их использования. Антибиотики совершенно бесполезны в борьбе с вирусными заболеваниями.

Антиген, чужеродное вещество, вызывающее иммунную реакцию организма.

Антитело, белок, вырабатываемый иммунной системой в ответ на проникновение в организм чужеродного вещества —антигена. Синоним иммуноглобулина.

АТФ, сокращенное название аденозиитрифосфорной кислоты. Является универсальным аккумулятором энергии в клетке. Энергия запасается в трифосфатном «хвосте» молекулы. «Разрядка» происходит в результате отщепления одной фосфатной группы. «Зарядка» производится в митохондрии.

Бактериофаг, вирус, убивающий бактерию. Состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), помещенной в белковую оболочку. Заражение бактерии происходит тогда, когда бактериофаг, присоединившись к оболочке, впрыскивает внутрь бактерии свою нуклеиновую кислоту. Вскоре после этого ресурсы бактерии переключаются на синтез вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков. Минут через двадцать после заражения бактериальная оболочка лопается и из нее вываливается сотня готовых вирусных частиц, являющихся точной копией исходного бактериофага.

Бактерия, одноклеточный микроорганизм. Мир бактерий чрезвычайно многообразен и играет огромную роль в обеспечении существования других живых существ на Земле. Многие бактерии живут в самых примитивных условиях, требуя для своего размножения лишь прогтеймтие молекулы, содержащие химические элементы, входящие в со-ciaB биологических молекул. Так, для удовлетворения потребности в углероде некоторым бактериям достаточно нефтн; азот и кислород они берут из воздуха. Бактерии окружают нас повсюду, вызывая скисание молока или бульона, они находятся в нас самих, помогая нам переваривать пищу (кишечная палочка). Бактерии вызывают многие заразные болезни.

Белок, важнейший компонент живой клетки. Представляет собой поли аминокислотную цепь, образующую весьма сложную пространственную структуру. Природные белки — это гетерополимеры, состоящие из аминокислотных остатков 20 сортов. Один белок отличается от другого последоват

страница 29
< 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

Скачать книгу "Самая главная молекула" (2.26Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(17.09.2019)