Cтраница 3
Митчисон предложили теорию, представляющую собой компромисс между теорией контрак-тильного кольца, по которой митотический аппарат вовсе не участвует в делении тела клетки, и теорией Дана, согласно которой он играет в нем главную роль. Сванн и Митчисон полагают, что борозда дробления образуется вследствие активного увеличения остальной поверхности клетки, увеличения, представляющего собой результат разворачивания молекул, которые до этого были свернуты и потому занимали меньше места. Эти авторы считают, что митотический аппарат может определять положение борозды и втягивать ее внутрь, как это полагает и Дан. [31]
Белок митотического аппарата сходен с актином. Такой белок выделен из митотического [194] и мейотического [195] веретен некоторых насекомых. Добавление АТФ вызывает медленное удлинение митотического аппарата. Пока не ясна непосредственная связь митотических движений с АТФ-азной активностью, и механизм работы митотического аппарата загадочен. [32]
Казалось бы, логика требовала испытать более мягкие детергенты, но, к счастью, вместо этого мы занялись изучением условий, при которых детергент повышает растворимость данного объекта. Наши исследования могут служить примером того, какое большое значение имеет в научной работе опирающееся на факты предположение. Во-первых, мы предположили, что митотический аппарат состоит из белков, хотя надежных оснований для такого предположения у нас, по правде говоря, было мало. Однако клетка обычно использует белки для построения различных структур, и в особенности структур волокнистых. Как образуются белковые волокна и каковы их свойства. Один из механизмов построения волокна состоит в образовании так называемых дисуль-фидных мостиков ( S-S) между молекулами. Если у двух соседних молекул белка атомы водорода удаляются ( другими словами, если происходит окисление), то атомы серы этих двух молекул могут соединиться дисульфидным мостиком. Так может возникнуть фибриллярная структура. [33]
Дана о расположении плоскости деления клетки. В общем эти данные подтверждают представления, полученные гистологами ранее, но картина представляется здесь более четкой, не говоря уже о том, что устраняется такой неблагоприятный фактор, как жесткие методы умерщвления и окраски тканей. Самый интересный факт, обнаруженный при изучении изолированного митотического аппарата, состоит в том, что этот последний вообще удалось изолировать. Это означает, что все части митотического аппарата химически отличны от всех остальных частей делящейся или покоящейся клетки. [34]
Для объяснения деления самого клеточного тела, в частности в тех случаях, когда образуется перетяжка или борозда дробления, были предложены различные гипотезы. Одна из них носит название гипотезы кон-трактильного ( сократительного) кольца. Согласно этой гипотезе, в момент деления полоска вокруг экватора митотического аппарата действительно сокращается и перешнуровывает клетку надвое. [35]
Было также доказано, что SH реактив - р-хлорбензоат ртути оказывает стерилизующее действие на личинок A. Мазиа [164] доказал, что сульфгидрильные соединения необходимы для образования митотического аппарата. [36]
Дан и автор данной статьи начали совместную работу в Калифорнийском университете над разрешением этих вопросов. Для этого нужно было выделить в чистом виде и в достаточном количестве митотический аппарат из делящихся клеток и изучить его химический состав и строение. [37]
Введение больших доз тиоТЭФ в профазе или метафазе приводит к слипанию хромосом и повреждению клеток. По-видимому, между профазой и метафазой существует период особой чувствительности к химикату. Этот эффект может быть следствием реакции с тиоловыми соединениями, поскольку богатый сульфгидрилом митотический аппарат формируется на этих этапах деления клетки, которые особенно чувствительны к химикату. Связывание тиоловых соединений тиоТЭФ или его метаболитом - ТЭФ может удлинить метафазу, препятствуя формированию или функционированию митотического аппарата. [38]
Изолированный таким способом митотический аппарат несомненно более близок к своему естественному состоянию. Строение его сохраняется до малейших деталей. Преимущество нового метода заключается в том, что здесь сохраняются хромосомы, которые было трудно увидеть в митотических аппаратах, выделявшихся старым методом. Но правильно ли предположение, которое привело нас к успешному выделению митотического аппарата. Если оно правильно, то выделенный этим новым способом митотический аппарат должен был иметь еще меньше S-S - групп и еще лучше растворяться втио-гликолате, нежели аппарат, выделенный с помощью старого метода. [39]
Некоторые из хемостерилизаторов обладают заметной специфичностью в отношении разных видов насекомых или даже отдельных фаз сперматогенеза. Токсичность каждого соединения должна оцениваться исходя из конкретной зависимости между дозой и реакцией. Однако имеются веские основания учитывать изменения в ДНК или РНК в связи с действием некоторых соединений и учитывать нарушение митотического аппарата другими соединениями. Поскольку это нежелательные изменения, важно выяснить, нельзя ли влиять на фертиль-ность самцов, не затрагивая нуклеиновых кислот или не разрушая митотического веретена. Было бы крайне важно установить, нет ли в процессе размножения насекомых каких-либо особенностей, которые позволили бы найти совершенно новый подход к их стерилизации. Хотя физиология насекомых, видимо, сходна с физиологией млекопитающих во многих отношениях [96], известны и заметные расхождения, как, например, наличие линьки и значение половых аттрак-тантов у насекомых. Если существует что-либо уникальное в - фертильностн самцов насекомых, то было бы возможно влиять на процесс химикатами, обладающими незначительной токсичностью для млекопитающих. [40]
Насколько же оправдалось наше предположение о том, что митотический аппарат образуется путем соединения молекул белка сульфидными мостиками. Рассуждая логически, для проверки этого предположения следует направить процесс в обратную сторону. Если предположение верно ( а успех опыта сам по себе еще ничего не доказывает), то детергент должен растворять митотический аппарат, когда дисульфидные мостики этого последнего восстановлены в свободные сульфгид-рильные группы. [41]
Митоз происходит обычно быстро. Во многих клетках весь процесс заканчивается за 30 минут и редко он длится более нескольких часов. Больше всего времени занимают подготовительные стадии. Когда митотический аппарат сформирован, собственно деление может занять всего несколько минут. [42]
Хотя выделение митотического аппарата с помощью перекиси водорода и дюпонола дало много ценных сведений, все же этот метод чрезмерно жесткий. Перекись водорода - слишком сильный реагент для биохимических исследований, а процесс выделения вызывает образование дисульфидных мостиков, которых не было в живой клетке. Развивая логически ту же мысль, но уже опираясь на данные опыта, мы могли теперь упростить вопрос. Если живой митотический аппарат содержит относительно мало дисульфидных мостиков, то нельзя ли найти такой детергент, который был бы достаточно сильным для растворения остальных частей клетки и достаточно слабым, чтобы оставить нетронутым сам митотический аппарат. Найдя такой детергент, мы могли бы отказаться от такого реактива, как перекись, и все воздействие в целом было бы значительно более мягким. После нескольких испытаний нужный детергент был найден. Это природный детергент - дигитонин, получаемый из растения наперстянки. [43]
Видимо, поэтому митотический аппарат, лежащий в клетке, даже опытным специалистам по электронной микроскопии представляется бесструктурным. Однако в изолированном митотическом аппарате структуру можно различить хорошо. [44]
Дана о расположении плоскости деления клетки. В общем эти данные подтверждают представления, полученные гистологами ранее, но картина представляется здесь более четкой, не говоря уже о том, что устраняется такой неблагоприятный фактор, как жесткие методы умерщвления и окраски тканей. Самый интересный факт, обнаруженный при изучении изолированного митотического аппарата, состоит в том, что этот последний вообще удалось изолировать. Это означает, что все части митотического аппарата химически отличны от всех остальных частей делящейся или покоящейся клетки. [45]