Перспективы изучения ядра клетки

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 06.11.2024

Вторая четверть нашего столетия характеризуется развитием экспериментальной цитологии и значительным расширением арсенала цитологических исследований.

В то же время современный период характеризуется тесной взаимосвязью цитологии и физиологии, с одной стороны, цитологии и физико-химических наук, с другой стороны. Для историка науки характеристика этого периода — дело нелегкое, и не только потому, что нет еще исторической перспективы. Само количество исследований, их многообразие в последнее время возрастает, как лавина. Если уже в конце прошлого столетия подчас нелегко определить долю участия того или другого ученого в определенном открытии, то сделать это теперь особенно трудно. Поэтому эта глава будет отличаться неизбежной неполнотой и фрагментарностью.

Тканевые культуры явились одним из первых экспериментальных методов, сыгравших большую роль в познании клетки. Харьковский профессор И. П. Скворцов еще в 1885 г. создал условия для переживания клеток крови, но в качестве настоящей культуры этот опыт рассматривать нельзя, так как размножения клеток не происходило. Лео Лёб (Leo Loeb, 1869—1959) впервые (1897, 1902), использовав в качестве культуральной среды свернувшуюся кровь и лимфу, наблюдал выселение в среду отдельных клеток и их деление. Точных условий опыта он не опубликовал. Создателем методики культур явился американский биолог Гаррисон (Ross Granville Harrison, 1870—1959), приготовивший в 1907 г. настоящую тканевую культуру в свернувшейся лнмфе и указавший принципы культур in vitro. Его сотрудник Берроус (М. Т. Berrows) в 1910 г. применил вместо лимфы плазму крови. Эпоху в развитии метода культур in vitro составили опыты американского хирурга Карреля (Alexis Carrel, 1873—1944), начатые с 1911 г. Каррель показал способ длительного культивирования клеток с помощью пересадок и смены среды. Исследования отечественных гистологов А. А. Максимова (1874—1928), А. А. Кронтовского (1885— 1933), А. В. Румянцева (1889—1947), Н. Г. Хлопина (1897— 1961), А. Д. Тимофеевского, а из иностранных исследователей, в первую очередь, супругов Льюис (Warren Н. and Margaret R. Lewis), Стрэнджуэйса (T. Strangeways), Фишера (Albert Fischer, 1891 —1956), Леви (Giuseppe Levi), Мёллендорфа (W. v. Mollendorff, 1887—1943) и др. во многом обогатили учение о клетке. Метод культур позволил прижизненно исследовать размножение клеток, процесс их роста и дифференцировки, влияние условий среды на жизнедеятельность клеток. Сводки А. Фишера (1930), А. В. Румянцева (1932) ,и Н. Г. Хлопина (1940) отражают применение этого метода во второй четверти нашего века. Блестящие успехи принесло соединение культур с цейтраферной съемкой, осуществленное впервые в Англии Канти (R. G. Canti). Последним шедевром в этом отношении является фильм, снятый польскими исследователями супругами Байер (A. Bajer, J. Mole-Bajer), где на растительных клетках при фазовом контрасте с поразительной ясностью показан ход митоза. Новые возможности для цитологии открыл метод трипсинизированных культур, разработанный в 50-е годы и позволивший получать культуры из единичных клеток, что раньше считалось невозможным.

Еще в прошлом веке делались попытки операций на клетках, преимущественно на протистах (так называемая меротомия). С изобретением микроманипуляторов Чемберсом (Robert Chambers, 1881 —1957) в 1912 г. и Петерфи (Tibor Peterfi, 1883—1953) в 1922 г. стали осуществимы операции над тканевыми клетками. Появились возможности экспериментального изучения физических свойств клетки, извлечения из клеток и перемещения ее отдельных компонентов, и ряд других воздействий на клетку.

Новые экспериментальные возможности открыло применение витальных красителей. Одно направление такой методики основывалось на изучении отложения взвешенных частиц красителя при его витальном введении. Этим методом было выяснено распространение макрофагов и их значение, что привело к развитию учения о ретикуло-эндотелиальной системе (L. Aschoff, 1922; Н. Н. Аничков, 1930). От исследований Н. А. Хржонщевского (1836—1907) и А. О. Ковалевского идет другое направление: изучение выделительной функции клеток путем введения кислых красителей. Для цитологии наибольшее значение получил метод использования основных красителей, восходящий к (работам П. Эрлиха (1885). В цитологических целях этот метод успешно использовал Н. Г. Хлопни (1927), открывший с его помощью так называемую криному — белоксодержащие частицы, появляющиеся в результате сегрегации в клетках витального красителя. Это направление у нас весьма успешно развивается Б. В. Кедровским. Применение основных витальных красителей широко использовали Д. Н. Насонов и В. Я. Александров (1940), создавшие с помощью этой методики учение о паранекрозе — неспецифическом повреждении клетки, которое наступает вначале при действии различных агентов. Реакцию клеши на внешние воздействия они объяснили на основе денатуранионной теории повреждения, которая продолжает успешно разрабатываться учениками Д. Н. Насонова.

Охарактеризованные направления относятся к физиологической цитологии, которая в наше время представляет собою один из активно разрабатываемых разделов цитологии. От простого наблюдения и описания строения клетки цитологи перешли к экспериментальному изучению разных сторон жизнедеятельности клеток. Подробно изучается физиология митоза: влияние среды на ход деления, действие гормональных факторов и нервной системы, суточный ритм.

Продолжается исследование физических свойств клетки, вязкости протоплазмы, реакции клеток на внешние воздействия, изучение кортикального слоя клеток, и т. п. В последние годы широкую дискуссию вызвала проблема клеточной проницаемости; здесь развернулась борьба между приверженцами старой мембранной теории и новой сорбционной теории (Д. Н. Насонов и его школа). Если прежде основным направлением цитологии было морфологическое исследование, то в наше время в центре внимания цитологов все более становятся цитофизические и цитохимические проблемы. От упрощенного коллоидно-химического представления о протоплазме (протоплазма — многофазный коллоид с мицеллами, взвешенными в дисперсионной среде) снова возникает идея о структурности протоплазмы, на этот раз субмикроскопической. Применение поляризационного микроскопа (W. J. Schmidt, 1938), применение рентгеновского метода исследования набухания, вязкости, проницаемости, абсорбции и механических свойств протоплазмы (A. Frey-Wyssling, 1948) создало новое представление о протоплазме как трехмерной сети нитевидных белковых молекул, соединенных готовыми к реакции боковыми цепями; в пространствах этой сети находятся липиды, углеводы, с которыми реагируют боковые цепи протеинового остова. Однако, как замечает Баргман (W. Bargmann, 1960), «мечтой биолога была очная ставка с картинами этого структурного мира, а не только конструирование структурных схем». Эта мечта становится реальностью с введением электронного микроскопа.

Отдельные цитохимические методы начали внедряться в цитологию давно, но лишь к 40-м годам нашего столетия оформляются задачи и методы цитохимических исследований. Вначале цитохимия еще остается в неразрывной связи с гистохимией, но в дальнейшем эмансипируется в самостоятельную область исследования. Характерно, что монография Лизана (L. Lison) в 1-м издании (1936) называлась «Животная цитохимия», а во 2-м издании (1953) появилось название «Животная гистохимия и цитохимия». Прекрасная сводка Брате (Jean Braehet, 1957.) характеризует состояние и задачи этой новой области учения о клетке.

Кроме того направления цитохимии, которое идет от цитологии, наметилась и другая ветвь, идущая от биохимии: суммарное биохимическое исследование изолированных клеточных структур. В 1932 г. Беренс (М. Behrens) выделил клеточные ядра в такой массе, которая позволяла их химическое исследование. Бенсли и Херр в 1934 г. выделили из лиофилизированного (материала митохондрии, а Лазаров (A. Lazarnw) и Клод (A. Claude, 1943) разработали способ дифференцированного центрифугирования гомогенизированных тканей.

Успехи цитологии в последние десятилетия неразрывно связаны с новыми методами микроскопического исследования. Открылись новые возможности использования светового микроскопа. Большие услуги оказал метод фазового контраста, расширивший прижизненное изучение клетки. Принцип фазового контраста разработан в 1934 г. (F. Zernike), но сначала не нашел применения. Его использование в цитологии началось после работ Кёлера и Лооса (A. Kohler, W. Loos, 1941). Разновидностью этого метода является аноптральная микроскопия (A. Wilska, 1953). Недавно оригинальную конструкцию аноптрального микроскопа предложил у нас М. А. Пешков (1955).

В 1908 г. Кёлер и Зидентопф (Siedentopf) сконструировали люминесцентный микроскоп, значительно улучшенный и упрощенный Леманом (Н. Lehmann, 1913). Основанный на использовании естественной люминесценции объекта, этот микроскоп вначале нашел ограниченное применение. Позже нашли способ пропитывания биологических объектов люминесцирующими красителями (флуорохромами) и в последние десятилетия применение люминесцентного микроскопа значительно расширилось. Особенно широко в наших лабораториях применяется сконструированный Е. М. Брумбергом и С. А. Гиршгориным люминесцентный микроскоп с опак-иллюминатором. Для цитологических целей весьма успешно применил люминесцентную микроскопию М. Н. Мейсель, возглавивший у нас это направление исследования.

Все большее применение находит ультрафиолетовая микроскопия в ее разных вариантах. Прогресс здесь был достигнут введением отражательного объектива (Е. М. Брумберг и С. А. Гиршгорин, 1943). Позже Е. М. Брумберг (4954) разработал аппаратуру для ультрафиолетовой флуоресцентной микроскопии.

Но, конечно, новую эру (в учении о клетке создал электронный микроскоп. Его открытие подготовлялось исподволь, и трудно указать, кто является его изобретателем, так как вначале дело шло о физических исследованиях катодных лучей, безотносительно к возможности практического их использования в микроскопии. Лишь в 1928 г. была найдена методика управления электронным лучом и возникла идея электронного микроскопа (Н. Rusca, Knoll, Borries). Но первые электронные микроскопы были непригодны для цитологических исследований. Электронные микрофотографии были получены в начале 30-х годов. В 1933 г. Руока превысил в электронном микроскопе предельное увеличение светового микроскопа. Все же до начала 50-х годов цитологическое применение электронного микроскопа было ограниченным, так как не умели изготовлять достаточно тонких срезов. В 1949 г. была предложена заливка в метакрилат (S. В. Newman, Е. Borysko, М. Swerdlow), а в 1952 г. Палад (G. Е. Palade) ввел в употребление фиксацию материала для электронной микроскопии с помощью забуференной осмиевой кислоты. Наконец, созданием ультрамикротомов, первая конструкция которых появилась в 1948 г., а затем была усовершенствована в 1953—1954 гг., было преодолено затруднение в изготовлении достаточно тонких срезов. Современные ультрамикротомы позволяют получать срезы толщиной до 50 Å. Разрешающая способность электронных микроскопов доведена до 10 Å. Если предельное увеличение светового микроскопа доходит примерно до 2000, то теперешние электронные микроскопы позволяют получать увеличение в 800 000—1 200 000 раз. Скачок поистине гигантский!

С помощью электронного микроскопа за последние десять лет получены факты, заставляющие во многом пересмотреть представления о строении клетки, создавшиеся в начале нашего века. Нет возможности перечислить эту массу новых фактов. Наиболее поразительные результаты получены в отношении строения цитоплазмы. Палад (1953) и Шёстранд (F. S. Sjostrand, 1953) показали сложную мембранную структуру митохондрий. В дальнейшем мембранная структура оказалась универсальным типом строения внутриклеточных структур. Шёстранд и Ганзон (V. Hanzon, 1954) открыли мембранную структуру аппарата Гольджи, а в 1955 г. Шёстранд в гиалоплазме, которая считалась гомогенной и оптически пустой, открыл систему цитомембран, совокупность которых «получила название эргастоплазмы. На этих цитомембранах Палад (1955) установил наличие гранул, содержащих рибонуклеиновую кислоту (рибосомы). Стал раскрываться тот внутриклеточный аппарат, который связан с интимными процессами клеточного метаболизма. Открытие мембранной структуры — одно из самых поразительных достижений электронной микроскопии. Но и различные фибриллярные образования при изучении в электронном микроскопе приобрели совсем новый смысл и оказались разложенными на протофибриллы разного типа, о которых ранее мы ничего не знали.

Однако насколько широко раздвинула электронная микроскопия наше познание строения цитоплазмы и ее органоидов, настолько сравнительно мало дал этот метод в отношении строения ядра. Здесь пока примат остается за световым микроскопом, хотя нет сомнения в том, что развитие методики электронной микроскопии позволит в дальнейшем и в ядре открыть не менее поразительные факты, чем те, какими мы уже располагаем в отношении цитоплазмы.

Надо отметить, что электронная микроскопия еще более упрочила ряд основных положений клеточной теории. Соответствие общего строения клеточных структур животных и растений оказалось более глубоким, чем это ранее показал световой микроскоп. В ряде случаев там, где ранее предполагалась неклеточная структура, электронно-микроскопическое исследование выявило клеточное строение.

Перспективы исследований старения клеток

В заключение рассмотрим перспективы возможных исследований старения клеток. Дополнительные данные помогут выяснить многое из того, что еще не ясно.

Влияние температуры на млекопитающих

Чрезвычайно важно установить, зависит ли скорость старения гомойотермных животных от изменений температуры тела, подобно тому как это имеет место у пойкилотермных. Большой интерес представляют методы создания гипо — и гипертермии. Одним из возможных подходов к решению данной проблемы было бы сопоставление средней температуры тела в семьях с высокой и низкой продолжительностью жизни. Заслуживает внимания изучение механизмов терморегуляции у гомойотермных животных. Следует экспериментально проверить предположение, что в основе этого механизма лежит смена фаз каких-то липидов, температура плавления которых соответствует нормальной температуре тела изучаемых животных. Эти исследования надо связать с изучением действия на данный механизм таких факторов, как содержание в пищевом рационе ненасыщенных жиров.

Способность к регенерации

Хотя мы знаем, что некоторые виды животных обладают выраженной способностью к восстановлению утраченных органов или конечностей, нам до сих пор не известно, в какой степени это свойство распространено среди млекопитающих, и в частности в какой мере оно свойственно людям. Не знаем мы также, какие внешние раздражители способствуют развитию способности к регенерации, не присуща ли человеку (в скрытой форме) способность к регенерации, способность к замещению клеток и росту органов и не могут ли эти потенции проявиться при соответствующих химических воздействиях. Не известно, зависит ли регенерация у млекопитающих от присутствия резерва недифференцированных клеток или же она складывается из процессов дедифференцировки, нового роста и новой дифференцировки? Все это кардинальные вопросы, которые ждут решения.

Регуляция синтеза и распад лизосом

Поскольку установлена морфологическая связь появляющихся с возрастом пигментных включений с мезосомами, а также ввиду того что процесс отмирания, резорбции и атрофии клеток, возможно, обусловлен нарушением систем, регулирующих функцию лизосом, чрезвычайно важно провести специальные исследования по изучению факторов — как общих (например, гормоны), так и внутриклеточных, — регулирующих синтез и распад лизосом.

Регуляция синтеза и распада компонентов клеток

В более общем смысле регуляция синтеза всех компонентов клеток, в том числе субклеточных частиц — лизосом, митохондрий, микросом и т. д., представляет собой чрезвычайно интересную область исследований.

Биохимия гибели клеток

О точной последовательности процессов, ведущих к гибели клетки, известно очень мало. Соответствующей моделью, пожалуй, может служить такая ткань, как кожа, в которой гибели клеток предшествует кератинизация. Необходимо также подвергнуть исследованию гибель клеток в культурах тканей при неблагоприятных значениях pH, недостатке кислорода и т. д., с тем чтобы установить, нет ли какого-нибудь общего явления, с которым можно было бы связать растворение содержимого клеток. Для клеток определенного типа это может быть просто анаэробиоз, даже весьма кратковременный. Для других клеток это может быть какой-нибудь совершенно иной фактор. Пристального изучения заслуживают как морфологические последствия, так и биохимические процессы.

Продолжительность жизни субклеточных структур

Использование меченых атомов в сочетании с выделением отдельных компонентов клетки в различные моменты после введения метки позволит получить основные данные о скорости обновления субклеточных структур. Эти данные необходимы для правильной оценки ряда теорий старения и гибели клеток. Не следует ограничиваться изучением гомогенатов тканей; необходимо попытаться количественно определить продолжительность жизни субклеточных структур в разных типах клеток. Видимо, лучше всего это можно сделать с помощью веществ, меченных тритием или N 15 с последующей радиоавтографией.

Факторы, регулирующие рост клеток

Большое значение имеет изучение факторов, которые в нормальных условиях ограничивают клеточное деление Metazoa; такое изучение поможет понять механизмы регуляции, регенерации размеров, а также решить многие другие второстепенные вопросы, связанные со старением.

Изменение иммунологических свойств

Необходимо исследовать изменение иммунологических свойств животных в процессе старения; особенное внимание следует обратить на возможность проявления с возрастом аутоиммунных реакций. Необходимо изучить также возможность появления иммунологической толерантности взрослых животных; правда, сначала надо разобраться в механизме этого явления. Большой интерес представляет изучение методов трансплантации тканей и органов у взрослых животных, а также способов культивирования in vitro органов и тканей с последующим использованием их для пересадки старым животным. Наконец, надо продолжить работы по изучению устойчивости различных химических веществ в условиях, близких к тем, которые характерны для тканей. Это касается в особенности таких компонентов, которые, судя по опытам с мечеными атомами и по данным радиоавтографии, характеризуются чрезвычайно медленным обновлением.

Трудно надеяться, что все эти вопросы будут решены в ближайшие несколько лет. Очевидно лишь то, что, если мы не приложим максимум усилий, чтобы расширить исследование явлений, связанных со старением клеток, пройдет еще много лет, прежде чем нам удастся оценить возможности терапевтических мероприятий, направленных на замедление процесса старения.

В стремлении быстрейшего исследования этого биологического рубежа надо помнить по меньшей мере о трех предпосылках. Во-первых, надо, чтобы биологи, биохимики и биофизики, которые в конечном счете разрешат эту проблему, ясно сознавали всю ее сложность и представляли себе все рогатки и ловушки, которые они встретят на своем пути. Лишь при этом условии можно надеяться на привлечение инициативных и творческих исследователей.

Второй предпосылкой является поддержка (моральная, финансовая и административная) исследований, рассчитанных на длительный срок. Слишком долго эта область исследований существовала на правах пасынка.

Цель, которую поставил перед собой автор книги, состоит в том, чтобы достаточно полно охарактеризовать проблему старения, познакомить читателя как с фактами, так и с предложенными для их объяснения теориями. Сама широта этой проблемы, обилие источников возможной информации, необходимость привлечения многих наук для полноты охвата и трудности оценки значимости опубликованных работ — все это привело к тому, что некоторые вопросы нам так и не удалось осветить. Там, где отсутствовали фактические данные, мы пытались привести более или менее подходящие (по нашему разумению) теоретические формулировки. Многие из них, без сомнения, ошибочны, однако, как отметил Вейсман: «Гипотезы ни в коем случае не бесполезны. Они являют собой первые и часто необходимые шаги, неизбежные на нашем пути к пониманию сложных явлений. Они образуют основу того, на чем постепенно вырастут реальные теории. Более того, они создают импульс к тщательному исследованию тех явлений, которые они стремятся объяснить».

Открытие клеточного ядра. Шлейден и его теория цитогенеза

Уже неоднократно мы упоминали, что тот или другой из перечисленных исследователей замечал в клетках ядра.

Так как в работе Шлейдена, к которой мы далее перейдем, ядру придается особое значение, то, отступая от хронологического изложения, рассмотрим здесь историю открытия этой важнейшей части клетки. Именно ядро помогло Шванну провести сравнение клеток животных и растений, и поэтому открытие ядра знаменует собою важнейший этап в развитии учения о клетке.

Ядра впервые увидел в эритроцитах рыб Лёвенгук в 1700 г. и изобразил их на рисунке. Позднее на том же объекте — эритроцитах многих позвоночных и беспозвоночных — зарисовал ядра Хьюсон (Hewson, 1777). Значение этого образования в тот ранний период зарождения микроскопии, конечно, не могло быть оценено ни самими авторами, ни их современниками. Фонтана в исследовании о яде гадюки, изображая эпителиальные клетки эпидермиса и эритроциты, рисует в клетках ядра и бегло упоминает о «их в тексте; но и в то время (работа Фонтана вышла в 1781 г.), когда только начиналось микроскопическое исследование животных тканей, открытие Фонтана не могло быть понято.

Тогда же некоторые исследователи наблюдали ядра в яйцеклетках. Каволини (Filippo Cavolini, 1756—1810) видел ядра в икре рыб (1787); а Поли (Poli, 1791) заметил ядра в яйцах моллюсков. Их наблюдения прошли бесследно, не обратив на себя внимания.

В исследовании о яйце птиц (1825) Пуркине описывал «зародышевый пузырек» (vesicula germinativa). Это было ядро яйцеклетки птиц. По описанию Пуркине, это «сжатый сферический пузырек, одетый тончайшей оболочкой. Он содержит свою собственную лимфу, включен в белый сосковидный бугорок и преисполнен производящей силой, отчего я и назвал его «зародышевый пузырек». Пуркине придавал открытому им образованию большое значение; вслед за ним последующие исследователи уже не обходили вниманием этот загадочный «пузырек». Открытие Пуркине, таким образом, не прошло бесследно, как наблюдения Каволини и Поли, но значение «зародышевого пузырька» долго оставалось неясным, так как в понимании частей яйца, с точки зрения представления о «клетке, правильный путь был намечен лишь после исследований Шванна.

У растений первое изображение клеточного ядра сделал Бауэр (Bauer) в 1802 г., но опубликован этот рисунок только в 1830 г. (J. Baker, 1949). Мейен (1830) на одном рисунке показывает ядро. В исследовании о маршанции Мирбель (1831—1832) также изображает ядро, давая ему название шарика; видел его и французский ботаник Броньяр (Adolphe Brogniart, 1801—1876). Но эти первые наблюдения ядер в растительных клетках не были оценены самими наблюдателями и также не привлекли к себе внимания.

Признание ядра в качестве обязательной части растительной клетки является заслугой английского ботаника Роберта Броуна (Robert Brown, 1773—1858).

Начав свои ботанические работы с описания сборов, сделанных во время путешествия по Австралии, Броун переходит затем к изучению анатомического строения растений. Он не ставил чисто морфологических задач в своей работе; анатомические исследования для него являются пособием для изучения систематики растений, но в этих работах Броун делает выдающиеся ботанические открытия относительно размножения у растений. В 1833 г. выходит работа Броуна «Об органах и способе оплодотворения у орхидных» (доложена в Линнеевском обществе в Лондоне еще в ноябре 1831 г.). Броун пишет в этой статье, что в каждой клетке эпидермиса он наблюдал «одиночную округлую ареолу, обычно более темную, чем оболочка клетки. Эта ареола более или менее зернистая, слегка выпуклая, и хотя она кажется лежащей на поверхности, в действительности она покрыта наружной пластинкой клетки. Положение ее в клетке не постоянно; часто, однако, в центре или близ него» (стр. 710). Эта ареола, или ядро (nucleus) клетки, как иначе обозначает это образование Броун, наблюдалось им не только в клетках эпидермиса; он видел ядро в паренхиме, во внутренних клетках частей растений, «особенно, когда они свободны от зернистого вещества». Броун, правда осторожно, высказывает предположение, что ядро является обычной составной частью клетки. У него нет категорического утверждения о том, что ядро есть обязательный органоид клетки; равным образом Броун не дает в своей работе изображений клеточных ядер. Тем не менее в исследованиях Броуна впервые ядро упоминается не как случайное образование в клетке, а фигурирует как какая-то существенная часть, имеющая значение для жизни клетки.

Мейен, автор «Фитотомии» — сочинения, о котором была речь уже ранее,— в более позднем руководстве «Новая система физиологии растений» (1837—1839) упоминает ядро как постоянную часть клетки, значение которой остается загадочным. Собственно лишь работа Негели (С. Nageli, 1844) доказала всеобщее распространение клеточных ядер не только у цветковых растений, но и в клетках водорослей, грибов, мхов и других низших растений.

Отчетливое описание и изображение ядер в клетках эпителия дал Генле (1837). Бэйкер (1949) верно отмечает, что работами Валентина и Генле начинается эпоха ядерных клеток в гистологии животных.

В 1838 г. в Muller’s Archiv появляется статья молодого ботаника Шлейдена под заглавием «Материалы к фитогенезу» (Beitrage zur Phytogenesis). Эта работа по традиции считается важнейшим этапом в развитии клеточного учения, и ее автор признается вместе со Шванном творцом клеточной теории. Значение Шлейдена в истории клеточного учения бесспорно, но в учебной, популярной, а подчас и в исторической литературе это значение освещается поверхностно и неверно. Шлейдену приписывают порой чуть не открытие растительных клеток, поэтому. необходимо разобрать, в чем же действительно значение этого ученого в истории клеточного учения, где правда в той легенде, которая сложилась вокруг его работы и по традиции переходит из учебника в учебник.

Маттиас Шлейден (Matthias Jacob Schleiden, 1804—1881) является крупнейшим представителем немецкой ботаники середины Прошлого столетия. Первоначально он окончил юридический факультет и занимался адвокатурой. Не имея в этой деятельности успеха, Шлейден в 1831 г. бросает юриспруденцию и приступает к изучению медицины и естественных наук. С 1840 г. он профессор ботаники в Иене, где остается до 1862 г. Это основной период творческой деятельности Шлейдена. В 1842 г. выходит его капитальное сочинение «Основы научной ботаники», сыгравшее большую роль в направлении дальнейших ботанических исследований. Вместо натурфилософских рассуждений Шлейден требует внедрения в ботанику точных методов исследования строения и функции растений; особенно подчеркивал он необходимость внимания к истории развития, в которой видел ключ для решения многих спорных проблем. Философские позиции Шлейдена, изложенные им в его сочинениях, не отличаются оригинальностью и обнаруживают отпечаток кантовской философии. С 1862 г. по 1864 г. Шлейден — профессор антропологии в Дерпте (ныне Тарту, Эст. ССР), в 1864 г. он оставляет Дерпт из-за столкновения с церковными кругами и вместе с тем прекращает педагогическую деятельность. Будучи автором не только ряда научных работ, но и многих популярных сочинений, Шлейден пользовался широкой известностью.

«Материалы к фитогенезу» — вторая работа Шлейдена, который был тогда еще начинающим ботаникам. Она представляет собой статью, размером около 40 страниц, к которой приложены две таблицы. Общий основной закон человеческого разума, — так начинает Шлейден свою работу, — закон, обусловливающий непреодолимое стремление его к единству в познании и установлению как вообще в науке, так и в области организмов аналогии для обоих больших отделов — царства животных и растений, — побуждал многократно заниматься этим предметом. Столько людей ума занимались им, но — этого нельзя отрицать — все до сих пор произведенные в этом отношении попытки не удавались и были заблуждениями. Причина лежит в том, что понятие индивидуума в том смысле, как оно применяется в животной природе, в мире растений не имеет никакого применения. Самое большое можно говорить об индивидууме в этом смысле у наиболее низших растений, некоторых водорослей и грибов, состоящих только из одной клетки. Но каждое более высоко развитое растение есть агрегат совершенно индивидуализированных замкнутых отдельностей…, являющихся клетками» (стр. 137). Мы нарочно привели эту длинную цитату, являющуюся началом статьи Шлейдена, чтобы показать, насколько чужда была ему мысль об единстве микроскопической структуры животных и растений, выражающемся в клеточном строении. А между тем именно эта мысль является краеугольным камнем клеточной теории, одним из соавторов которой обычно считают Шлейдена.

Для правильной оценки работы Шлейдена нужно вспомнить положение клеточного учения в ботанике к 1837 г., когда Шлейден закончил свою работу. Совершенно неверно распространенное представление, будто Шлейден доказал всеобщее распространение клеток у растений, или даже открыл клетки у растений. Это искажение действительного исторического развития науки. К началу тридцатых годов прошлого века в ботанике создается законченное представление о клетке как элементарной структуре растительного мира; Шлейден в своей работе берет это положение в качестве незыблемо установленного вывода. Даже такие, казалось раньше, неклеточные части растений, как водоносные сосуды древесины, к этому времени рассматриваются как видоизмененные, своеобразно дифференцированные и слившиеся клетки. Шлейдену не надо было устанавливать всеобщее распространение клеток у растений: установление этого положения явилось, как мы видели, коллективным успехом целого ряда работ многочисленной плеяды ботаников первой четверти прошлого века.

К. А. Тимирязев (1920) по поводу выражения «открытие клетки» справедливо писал: «Но дело в том, что клеточку никто не открывал» (стр. 79), подчеркивая этим, что «открытие» клетки не есть заслуга какого-то определенного ученого. Неверно и то, что Шлейден, как пишет Ашофф (Aschoff, 1938), развил учение «о всеобъемлющем построении из клеток всех растений» (стр. 177). И в этом отношении прав К. А. Тимирязев, который писал: «Шлейдена вообще принято считать творцом этого учения о клеточке, оказавшегося столь богатым самыми плодотворными обобщениями. Но это едва ли справедливо… Шлейден красноречивый, страстный противник рутины и застоя, мог бы по праву сказать о себе, как некогда Бэкон, что он трубач, герольд, buccinator, возвещавший о появлении этого учения, но фактические данные, его обосновывавшие, уже существовали ранее…» (стр. 75). Характерно, что Унгер (Unger, 1846) в своих основах ботаники, излагая положение о клетке как о всеобщей элементарной структуре организмов, в литературной ссылке указывает Шванна и Кёлликера, не упоминая даже в этом аспекте о Шлейдене.

Самое понятие о клетке у Шлейдена не отличается от представлений, оформившихся ранее и нашедших отражение в учебнике Мейена (1830) еще до того, как Шлейден вообще начал заниматься ботаникой. В уровень с этими представлениями Шлейден принимал клетку за пузырек или камеру, отграниченную оболочкой, внутри которой может находиться содержимое. Это «содержимое» клетки (будущая протоплазма!) привлекало еще внимание Мейена, посвятившего ему большое исследование, но не уяснившего значения этой основной составной части клеток. Видел протоплазму растительных клеток и Шлейден, но и он не понял значения «содержимого» клетки. Для него это — камедь (Gummi) или студень (Gallerte). Часть протоплазмы Шлейден относил к клеточной стенке. Последняя, по его мнению, состоит из двух слоев, между ними находится клеточное ядро — «дитобласт», который никогда не лежит внутри клетки, а всегда заключен в клеточную стенку «таким образом, что стенка клетки расщепляется на две пластинки, из которых одна проходит снаружи, а другая изнутри цитобласта. Та, которая проходит с внутренней стороны, обычно нежнее и более студневидная» (стр. 142). Из рисунков Шлейдена очевидно, что за «внутренний слой клеточной стенки» он принимал пристеночный слой протоплазмы растительных клеток.

Какую же задачу ставил Шлейден в своей работе? «Каждая клетка, — пишет он, — ведет двойную жизнь: вполне самостоятельную, связанную только с ее собственным развитием, и другую зависимую, поскольку она является составной частью растения. Однако легко видеть, что как для физиологии растений, так и для сравнительной физиологии жизненные процессы отдельных клеток должны быть в общем на первом месте, должны представлять собою неизбежную основу, и при этом в первую очередь выдвигается вопрос: как собственно происходит этот своеобразный маленький организм, клетка?» (стр. 138). Эта задача—генезис клетки — основа статьи Шлейдена. Генетический момент в таком смысле выдвигался и ранее, но нельзя отрицать, что Шлейден, соответственно своему времени, поставил эту проблему отчетливее, чем его предшественники.

Отвечая на поставленный вопрос, Шлейден развивает свою теорию клеткообразования. В этой теории центральная роль в процессе развития новых клеток отводится ядру. Как мы видели, оно было открыто задолго до работы Шлейдена, «о не получило никакого определенного толкования. По Шлейдену, ядро есть «цитобласт» — образователь клетки. Теория клеткообразования, развиваемая Шлейденом, кратко может быть охарактеризована следующим образом.

В камеди, прилегающей изнутри к стенкам ранее существовавших клеток, образуются зернышки; Шлейден называет их слизью и считает, что эти зернышки, путем конденсации, образуют ядрышки, а затем формируется ядро, возникающее, в виде зернистого осадка вокруг ядрышка. На поверхности ядра, с одной стороны, снова из «слизи» образуется оболочка; она отграничивает цитобласт, и таким образом возникает отграниченное стенками пространство, где в толще стенки заключено ядро. Это пространство и есть новая клетка. Следовательно, по Шлейдену, дочерние клетки возникают внутри материнских клеток. Количество новых клеток, которые могут развиваться в одной материнской клетке, а равно и судьба этой материнской образовательной клетки, Шлейденом не обсуждается.

Такова сущность теории клеткообразования, сущность «превосходных исследований Шлейдена, которые пролили на эту область так много света», — характеристика работы Шлейдена, данная Теодором Шванном. Как вскоре было показано, теория Шлейдена основана на ложно истолкованных наблюдениях. Именно эту неверную теорию клеткообразования воспринял от Шлейдена его друг Шванн и она явилась наиболее слабым пунктом учения Шванна. Сакс в своей истории ботаники характеризует теорию Шлейдена следующими резкими словами: «Шлейденовская теория клеткообразования возникла из трудно постижимого слияния неясных наблюдений и предвзятых мнений, больше того, она сильно напоминает в основном старые теории Шпренгеля и Тревирануса» (стр. 76). Сам Шлейден упорно отстаивал свою теорию цитогенеза и приводил ее даже в 4-м изд. «Основ научной ботаники» (1861).

В своей статье Шлейден, кроме рассмотренной теории клеткообразования, занимается вопросом о развитии утолщений на стенках спиральных сосудов и развивает теоретические рассуждения о работе растений. Принципиально нового в данном разделе работа Шлейдена не содержит, и, так как эта часть статьи прямого отношения к нашей теме не имеет, останавливаться на ней нет необходимости.

Какую же оценку нужно дать в историческом аспекте роли Шлейдена в развитии клеточного учения? Мартин Гейденгайн (М. Heidenhain, 1899) еще в конце прошлого столетия отметил неправильность представления о равноценном значении в истории клеточной теории Шлейдена и Шванна. Позже этот вопрос со всей решительностью был поставлен вновь на основании критического разбора литературы чешским гистологом Студничкой (1933) — большим знатоком истории клеточного учения. Действительно, традиционное сопоставление имен Шлейдена и Шванна, выдвигаемых обычно в качестве «соавторов» клеточной теории, не оправдывается при внимательном изучении источников. Шлейден не был соавтором клеточной теории; ему, как мы видели, была совершенно чужда основная мысль этой теории — единство микроскопической элементарной структуры животных и растений; он не является и создателем клеточного учения в области ботаники, так как основные положения этого учения были развиты до него. Это нужно подчеркнуть, так как в литературе, и иностранной и нашей, вокруг имени Шлейдена создалась «легенда», которых так много в истории науки вследствие недостаточного знакомства с оригиналами. Студничка в цитируемой выше статье о Шлейдене привел выписки из нескольких десятков иностранных руководств по гистологии и биологии и даже из специальных статей по истории клеточного учения, где совершенно превратно освещается роль Шлейдена и повторяется легенда о том, что Шлейдену наука обязана открытием клеточного строения у растений, что Шлейден и Шванн создали клеточную теорию и т. п. К тому списку неоправданных, а порой просто нелепых утверждений о роли Шлейдена, который привел Студничка, можно, к сожалению, добавить немалый список цитат из более новых учебников и даже специальных работ, в том числе сочинений, претендующих на значение исторических работ как в нашей, так и в зарубежной литературе. Историческая роль работы Шлейдена несомненна, но эта роль иная, чем ее обычно освещают. Шлейдену принадлежит заслуга внедрения генетического подхода в учение о тканях и клетке. Попытки подобного подхода делались и до Шлейдена (Вольф, Мирбель, Шпренгель, Тревиранус; в гистологии животных — Валентин), но в то время они не могли быть столь эффективными, как работа Шлейдена, появившаяся тогда, когда представление о клетке как об основной структуре растений было уже общепринятым. Без генетического подхода Шванн не мог бы создать стройную клеточную теорию, обоснованную убедительными для того времени данными. Только обратившись к истории развития тканей и клеток, Шванн смог показать «соответствие» различных элементарных структур, мог доказать их гомологию. В направлении мысли Шванна на подобный путь исследования работа Шлейдена сыграла, конечно, существенную роль.

Но это не все. Для того чтобы, обратившись к истории развития элементарных структур, можно было убедительно показать их гомологию, нужно было найти руководящий признак и, взяв его в качестве ведущего звена, распутывать клубок сложных взаимоотношений элементарных структур в животных тканях. Этот руководящий признак Шванн почерпнул у Шлейдена. Это — ядро. Клетки в различных тканях могут быть внешне очень не похожи друг на друга, но сходство ядер бросается в глаза, помогает гомологизировать внешне несходные образования. Ядро было известно и в клетках растений и в животных структурах до Шлейдена. Но только в его работе ядро приобрело значение основного признака развивающейся клетки. Этот признак послужил для Шванна рычагом, ухватившись за который он смог создать клеточную теорию.

Таким представляется значение Шлейдена в истории клеточного учения. Его нельзя ставить рядом со Шванном, он не был соавтором клеточной теории, но его работа была необходимым звеном в цепи исследований, подготовивших материал, без которого гений Шванна, возможно, оказался бы бессильным сделать обобщения, сформулированные им в виде клеточной теории. Вирхов (1859) правильно выразил это, указав, что Шванн стоял «на плечах» Шлейдена.

Перспективы изучения ядра клетки

На сегодняшний день строение клеточного ядра и механизмы ядерного транспорта представляют собой две наиболее активно исследуемых области биологии клетки. Во взглядах на существование и функционирование опорных структур ядра господствует неопределенность. Содержатся ли в ядре скелетные структуры, которые играют роль, сходную с ролью цитоскелета в организации цитоплазмы и во внутриклеточном транспорте?

При исчерпывающей экстракции ядер остаются короткие филаменты, частично организованные в нерастворимую сеть. Однако как они организованы в ядре живой клетки? Прикрепляются ли машины репликации в опорным ядерным структурам? Если да, то тогда ДНК, на которой работают эти машины, должна находиться в движении, а сами машины должны быть фиксированы. Существуют ли аналогичные фабрики транскрипции?

Методами иммуногистохимии уже идентифицировано много ядерных субкомпартментов или телец, и ожидается, что это количество будет еще увеличиваться. Как построены эти тельца; какие белки они содержат; и что определяет их белковый состав и условия формирования? Хотя некоторые из этих компартментов, вероятно, функционируют как хранилища факторов, необходимых для процессинга, мы не знаем механизмов поступления макромолекул и их комплексов в эти структуры и выхода из них.

Может быть, окажется возможным получить очищенные или обогащенные препараты этих субъядерных компартментов и использовать протеомные методы для определения их состава, подобно тому, как сделано для ядрышек и ядерных спеклов. Такие подходы могут дать ключ к выяснению функций субкомпартментов, и помочь сформулировать представления относительно их возможной роли.

Мы также не знаем, каким образом происходит позиционирование белков на внутренней и внешней мембранах ядра. По-видимому, для некоторых белков внутренней ядерной мембраны частью механизма адресования является транслокация в ЭПР. Эти белки мигрируют с внешней ядерной мембраны на внутреннюю через изгиб мембраны поблизости от ЯПК. Пересекают ли некоторые белки внутренней ядерной мембраны перинуклеарное пространство?

ЯПК по размеру в 40 раз превышает рибосому, однако из-за симметричной структуры она содержит меньше различных полипептидов, по сравнению с рибосомой. В митозе, при распаде ядерной оболочки, ЯПК пропадают. Это не означает полного их исчезновения, и полагают, что нуклеопорины остаются в виде субкомплексов. Каков механизм сборки пор при повторном формировании ядерной оболочки? В течение интерфазы происходит удвоение количества ЯПК Образуются ли новые поры по тому же механизму, по которому они собираются по окончании митоза?

Сравнительно низкое относительное содержание нуклеопоринов придает этому вопросу особую остроту.

Клетка HeLa, представляющая собой клетку карциномы шейки матки,
обладает ядром, хорошо видимым в световом микроскопе.

Как построен ЯПК? Можно ли решить этот вопрос с помощью рентгеноструктурного анализа? Необходимо принимать во внимание несколько факторов, сильно усложняющих проблему. Во-первых, для получения кристаллов необходимо большое количество очищенного материала, а ЯПК трудно выделяются в очищенном виде, даже если в качестве исходного материала используются перфорированные ламеллы цитоплазмы, не содержащие ядерной ламины. Во-вторых, для поддержания трехмерной нативной структуры ЯПК может оказаться необходимой связь комплекса с ядерной оболочкой.

Хотя современное состояние экспериментальной базы позволило установить строение некоторых мембранных белков, исследование структуры ЯПК представляет собой гораздо более сложную задачу, чем для растворимых или небольших мембранных белков. Поскольку каждый ЯПК обычно окружен ядерной мембраной, получение кристаллов, для формирования которых необходима ассоциация с мембраной, может оказаться вообще невозможным. В дополнение ко всему, ЯПК представляют собой очень большие по размеру структуры; правда, оказалось возможным получить данные по строению вирусных частиц примерно таких же размеров. В настоящее время предпринимаются попытки использовать для исследования деталей структуры ЯПК новые методические подходы, такие как электронную микроскопию высокого разрешения и масс-спектрометрический анализ.

Для дальнейших исследований ЯПК, вероятно, необходима комбинация различных экспериментальных подходов, включая очистку субкомплексов и установление их строения с помощью рентгеноструктурного анализа, сборку субкомплексов in vitro, и подходы к исследованию их организации in vivo, например, с использованием эффекта флуоресцентного резонансного переноса энергии. Вместе все эти подходы должны привести к установлению полной белковой карты ЯПК.

Хотя за последние десять лет в исследованиях ядерного транспорта был достигнут существенный прогресс, остается неясным, каким образом в действительности макромолекулы продвигаются через ЯПК Сколько контактов при прохождении через пору должен образовать комплекс кариоферин-карго? Что обеспечивает диссоциацию комплекса ЯПК-кариоферин-карго? Для объяснения механизма транслокации белка через канал поры предложено несколько моделей, причем каждая подтверждена экспериментально.

Согласно представлениям одной из моделей, по мере продвижения по каналу к месту конечной локализации белка, комплексы кариоферин-транспортируемый белок находятся в области постепенного увеличения сродства к нуклеопоринам. Другая модель предполагает, что за счет повторов, содержащих фенилаланин и глицин, образуется гидрофобный барьер, который преодолевается кариоферинами, что обеспечивает им возможность переносить транспортируемый белок через ЯПК Мы не знаем, насколько состав окружения в канале ЯПК отличается от состава нуклеоплазмы и цитоплазмы, и как это влияет на транспорт. Для исследования транспорта отдельных молекул используются перспективные биофизические методы, которые позволяют получать ценную информацию.

Хотя для большинства кариоферинов были идентифицированы карго, мы не знаем, какие сигналы импорта они должны узнавать. Всегда ли эти сигналы представляют собой первичные последовательности, или являются структурами, иногда узнаваемыми, как при узнавании тРНК экспортином-t. В данном случае подход с использованием методов протеомики мог бы помочь определить полный набор карго для каждого кариоферина. В большинстве случаев транспорт регулируется путем модификации или изменения доступности карго. Возможна ли вообще регулировка транспорта на уровне рецепторов, и если да, то в каких случаях это происходит?

Например, у многоклеточных больше распространены кариоферины, включающие несколько отдельных, но близко родственных кариоферинов а. В клетках S. cerevisiae присутствует только один кариоферин а. Играют ли различные кариоферины а специфическую роль в развитии, дифференцировке, или в реализации тканевых функций? В делящихся клетках дрожжей S. pombe обнаружены два импортина а, но клеткам необходим только один из них. Это позволяет предполагать, что они выполняют различные роли.

Транспорт иРНК и субъединиц рибосом происходит более сложным образом, чем транспорт белков и тРНК. Идентифицированы факторы, участвующие в экспорте некоторых иРНК и субъединиц рибосом, однако функции других остаются невыясненными. Некоторые белки, экспортирующиеся вместе с иРНК, в процессе транскрипции связываются с РНК-полимеразой, и переносятся на иРНК. У многоклеточных, по крайней мере 20 белков способны связываться с иРНК в ядре, хотя возможно, что не все эти белки связываются с определенной иРНК. Считается, что они определяют места процессинга и упаковки иРНК для экспорта. Какова общая структура, которую обеспечивают эти белки для иРНП?

Насколько специфично они связываются с иРНК? Какими дополнительными белками и как регулируется связывание этих белков с РНК? Существуют ли еще какие-либо белки, способные до начала экспорта связываться с белками уже находящимися на РНК? Какие функции они выполняют?

Каким изменениям подвергаются иРНП в процессе синтеза и экспорта? В экспериментах in vitro подробно изучены процессы транскрипции, 5'-кэпирования, сплайсинга и З'-процессинга иРНК. Однако in vivo все эти процессы связаны не только между собой, но и с экспортом иРНК. Каким образом достигается их скоординированность? Что обеспечивает полноту и точность процессинга иРНК? Каким образом дифференцируются ядерные РНК, подлежащие деградации, от тех, которые должны экспортироваться? Одна из возможностей заключается в том, что ассоциация с аппаратом сплайсинга физически ограничивает движение иРНП до момента завершения процессинга с участием сплайсосомы. В данном случае может действовать механизм некой кинетической сверки, при которой ядерные экзонуклеазы разрушают любую иРНК, в течение определенного времени не освободившуюся от сплайсосомы. Хотя нет данных, указывающих на непосредственное участие любого кариоферина и Ran-ГТФазы в экспорте иРНП, мы не можем с уверенностью утверждать, что они не участвуют в этом процессе.

В отношении экспорта субъединиц рибосом, мы не знаем, чем обеспечивается их готовность выйти из ядрышек, и каков механизм их миграции в ЯПК? В экспорте рибосомальных субъединиц определенную роль играет экспортин 1. Однако эти субъединицы по размерам гораздо крупнее, чем обычные белки карго кариоферинов, и их продвижение по каналу ЯПК, вероятно, осуществляется гораздо более сложным образом, и с участием большего количества факторов, чем транспорт полипептидов.

События ядерного транспорта играют важную роль в проникновении в ядро многих вирусов. Слишком крупные вирусы перед прохождением через ЯПК подвергаются частичной разборке, однако более мелкие проникают в ядро в интактном состоянии. Что направляет вирусы в ядро? Узнаются ли некоторые типы вирусных частиц растворимыми рецепторами или другими факторами? Аденовирусы, например, слишком велики, чтобы интактными проникнуть в ядро. Вероятно, попадание в ядро вирусной ДНК обеспечивается формированием тесного контакта между вирусом и ЯПК с цитоплазматической стороны. Важно отметить, что вирус и ЯПК должны содержать определенные детерминанты, обеспечивающие такое взаимодействие. Характерна ли такая стратегия для большинства крупных вирусов или только для некоторых?

Поступают ли геном и белки вируса в цитоплазму после прохождения через ЯПК? Возможно ли разработать противовирусные препараты, которые воздействуют на миграцию вируса в ядро, не влияя на другие процессы клеточного транспорта?

Небольшие по размеру молекулы и макромолекулы менее 40 кДа диффундируют через ЯПК, однако для транспорта больших макромолекул необходимо наличие специфических сигналов. Большинство процессов ядерного транспорта происходит с участием группы близких по структуре белков, называемых кариоферинами, узнающих специфические сигналы и взаимодействующих с ЯПК В ядро импортируется много белков, а некоторые челночные белки могут также из него экспортироваться.

Для того чтобы обеспечить транспорт белков только в необходимом направлении, в клетке находится ГТФаза, которая называется Ran. Ran-ГТФ присутствует в ядре, а Ran-ГДФ в основном в цитоплазме. Ran-ГТФ взаимодействует с рецепторами импорта, что приводит к диссоциации белка, транспортированного в ядро. Он кооперативно связывается с рецепторами экспорта и челночными белками, обеспечивая образование экспортного комплекса. После доставки белка по назначению, рецепторы возвращаются в исходные компартмен-ты, некоторые в качестве карго для других рецепторов, а некоторые в качестве тех же рецепторов.

Ядерный транспорт является важнейшим механизмом, посредством которого клетка контролирует экспрессию генов и другие процессы. Многие факторы транскрипции транспортируются в ядро только при поступлении в клетку специфического сигнала или другого импульса. В основе регулируемого транспорта лежит много механизмов. Это модификации транскрипционных факторов или других белков (фосфорилирование или дефосфорилирование), происходящие в ответ на получение клеткой сигнала, после чего они могут узнаваться транспортными рецепторами. Иногда белки находятся в цитоплазме как часть комплекса. В некоторых случаях фосфорилирование других компонентов комплекса приводит к высвобождению транскрипционного фактора, который затем может транспортироваться в ядро.

Почти все РНК, образующиеся в ядре, функционируют в цитоплазме и поэтому должны из него экспортироваться. Экспорт не начинается до тех пор, пока не завершатся все этапы процессинга РНК в ядре. тРНК и микроРНК экспортируются с участием рецепторов, относящихся к семейству кариоферинов, и напоминающих рецепторы, которые транспортируют белки. Субъединицы рибосом собираются в ядрышке и экспортируются при участии нескольких дополнительных факторов. После завершения процессинга пре-иРНК происходит экспорт иРНК в виде РНК-белковых комплексов. Транскрипция, процессинг пре-иРНК и экспорт иРНК представляют собой согласованные процессы. Важные для процессинга и экспорта факторы в момент транскрипции связаны с РНК-полимеразой II, и некоторые остаются с иРНК до момента экспорта. Экспорт также требует участия многочисленных специфических факторов. Чтобы убедиться, что в цитоплазму экспортируются РНК, которые прошли полный и безошибочный процессинг, в ядре существует эффективная система проверки.

Сборка субъединиц рибосом из рРНК и импортированных рибосомных белков происходит в ядрышке.
После этого субъединицы экспортируются при участии Crml экспортина.
Процесс зависит от Ran. Связыванию Crml с большой субъединицей способствует Nmd3.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Читайте также: