Анализ деятельности аппарата Гольджи в клетке

Некоторые не участвующие в метаболизме структуры тела, в частности раковины, жемчужины или минеральная основа костей, образованы не клетками, а продуктами их секреции. Другие, например древесина, кора, рога, волосы и наружный слой кожи, - не секреторного происхождения, а образованы из мертвых клеток.

Мелкие организмы, такие, как коловратки, состоят всего из нескольких сотен клеток. Для сравнения: в человеческом организме насчитывается ок. 1014 клеток, в нем каждую секунду погибают и замещаются новыми 3 млн. эритроцитов, и это всего одна десятимиллионная часть от общего количества клеток тела.

Обычно размеры растительных и животных клеток колеблются в пределах от 5 до 20 мкм в поперечнике. Типичная бактериальная клетка значительно меньше - ок. 2 мкм, а наименьшая из известных - 0,2 мкм.

Некоторые свободноживущие клетки, например такие простейшие, как фораминиферы, могут достигать нескольких сантиметров; они всегда имеют много ядер. Клетки тонких растительных волокон достигают в длину одного метра, а отростки нервных клеток достигают у крупных животных нескольких метров. При такой длине объем этих клеток небольшой, а поверхность очень велика.

Самые крупные клетки - это неоплодотворенные яйца птиц, заполненные желтком. Наибольшее яйцо (и, следовательно, наибольшая клетка) принадлежало вымершей громадной птице - эпиорнису (Aepyornis). Предположительно его желток весил ок. 3,5 кг. Самое крупное яйцо у ныне живущих видов принадлежит страусу, его желток весит ок. 0,5 кг.

Как правило, клетки крупных животных и растений лишь немногим больше клеток мелких организмов. Слон больше мыши не потому, что его клетки крупнее, а в основном потому, что самих клеток значительно больше. Существуют группы животных, например коловратки и нематоды, у которых количество клеток в организме остается постоянным. Таким образом, хотя крупные виды нематод имеют большее количество клеток, чем мелкие, основное различие в размерах обусловлено в этом случае все же большими размерами клеток.

В пределах данного типа клеток их размеры обычно зависят от плоидности, т.е. от числа наборов хромосом, присутствующих в ядре. Тетраплоидные клетки (с четырьмя наборами хромосом) в 2 раза больше по объему, чем диплоидные клетки (с двойным набором хромосом). Плоидность растения можно увеличить путем введения в него растительного препарата колхицина. Поскольку подвергнутые такому воздействию растения имеют более крупные клетки, они и сами крупнее. Однако это явление можно наблюдать только на полиплоидах недавнего происхождения. У эволюционно древних полиплоидных растений размеры клеток подвержены «обратной регуляции» в сторону нормальных величин несмотря на увеличение числа хромосом.

Мембраны Гольджи взаимодействуют также со множеством двигательных белков и белков, включая, спектрин , а также анкирин , облегчающий пространственное управление Гольджи мембранным транспортом, а также, вероятно, способный координировать сигнальные механизмы.

Каким образом могла бы быть организована и регулируема такая база? В течение нескольких лет было известно, что мембранный скелет , чьи компоненты включают актинсвязывающие белки спектрин и анкирин, ассоциирован с цитоплазматической поверхностью Гольджи. Структура этих "лесов" в совокупности с другими ассоциированными с Гольджи периферическими белками (включая многие из вышеупомянутых сигнальных молекул) сильно нарушается при обработке BFA . Это позволяет предположить, что их ассоциация с Гольджи либо непосредственно зависит от ARF1-ГТФ, либо находится в зависимости от комплексов, чья сборка инициируется активностью ARF-1. Недавно было показано, что активность ARF1 вызывает возрастание уровня содержания PIP2 в Гольджи посредством встраивания PI4K бета в мембраны Гольджи Поскольку генерирование PIP2 приводит к сборке актина и спектрина на мембране Гольджи, другие белки могут ассоциироваться и стабилизироваться в этой области, вероятно, ввиду возрастания эффективности сообщения между другими сигнальными молекулами и микротрубочками.

Таким образом, произведенный с помощью ARF1 PIP2 мог бы исполнять множество сходных сигнальных функций посредством встраивания молекул в мембрану, модулирования активности регуляторных молекул ARF, а также в качестве кофактора PLD.

Усилия исследователей в области мембранного транспорта, цитоскелета и преобразования сигнала необходимо объединить для детальной разработки роли регуляторных молекул и Cdc42 и COPI, в процессах сортировки и сигнального механизма комплекса Гольджи.

Список литературы

1. Албертс Б., Брей Д., Льюс Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки, т. 1. М., 1994

2. Власова З.А. Биология. Справочник студента - М., 2001

3. Воронцов Н. Н., Сухорукова Л. Н. Эволюция органического мира - М., 2002

4. Грин Н. Биология - М., 2003

5. Де Робертис Э. Новинский В., Саэс Ф. Биология клетки. М., Мир, 2001

6. Зегнбуш П. Молекулярная и клеточная биология. М., Мир, т2004

7. Камлюк Л.В. Биология в вопросах и ответах - Минск, 1994

8. Краткий справочник по химии, под ред. О. Д. Куриленко, 4 изд.. К., 1974

9. Лемеза Н.А. Пособие по биологии - Минск, 1998

10. Мамонтов С.Г. Биология - М., 2004

11. Меншуткин Н. А., Очерк развития химических воззрений, СПБ, 1888

12. Некрасов Б. В. Основы общей химии. М., 2001

13. Неницеску К. Д. Общая химия. Пер. с рум./ Под ред. Аблова А. В. - М.: Мир, 1968.

14. Свенсон К., Уэбстер П. Клетка. М., Мир, 2000.

15. Сидоров Е.П. Общая биология - М., 2003

16. Соловьев Ю. И., Эволюция основных теоретических проблем химии, М., 1971

17. Справочник химика, под ред. Б. П. Никольского, 2 изд., т. 1-6, М. - Л., 1965

18. Химическая энциклопедия: в 5 т. /Глав. ред. Кнунянц И.Л., Зефиров Н.С. - М.: Советская энциклопедия, Большая Российская энциклопедия, 1988-1998.

19. Хэм А., Кормак Д. Гистология, т. 1. М., 1982

20. Ченцов Ю.С., Поляков В.Ю. Ультраструктура клеточного ядра. М., Наука, 2004

21. Ярыгин В.Н. Биология - М., 2001