Ознакомительная версия. Доступно 11 страниц из 57
знают, что сами тоже погибнут, вместе со всей клеткой, но тем не менее делают свое дело. Приказы не обсуждаются! Если вам интересно, что происходит с ДНК при апоптозе, то знайте, что ДНК и РНК разрезаются ферментами-нуклеазами на фрагменты. Сначала – на крупные, затем – на мелкие (примерно в двести пар нуклеотидов). Дальнейшая утилизация фрагментов нуклеиновых кислот происходит в тех клетках, которые поглотили апоптотические тельца.Благодаря апоптозу в многоклеточных организмах поддерживается клеточный гомеостаз – постоянство клеточного состава. Это раз.
Благодаря апоптозу обеспечивается правильное протекание различных физиологических процессов в организме, начиная с эмбрионального развития и заканчивая менструальным циклом. Это два.
Благодаря апоптозу уничтожаются потенциально опасные и генетически дефектные клетки. Механизм апоптоза является составной частью ряда жизненно важных функций иммунной системы. Это три.
Апоптоз – естественный процесс, а все естественные процессы протекают сбалансированно. Апоптоза (как и всего другого) должно быть ровно столько, сколько нужно. Не надо думать, что замедление темпов программируемой гибели клеток может пойти на пользу организму. Как в случае усиления, так и в случае подавления апоптоза в организме развиваются болезненные (или как говорят медики – патологические) процессы.
И здесь невозможно сказать, что лучше, то есть менее опасно для организма, а что хуже – ослабление апоптоза или его усиление.
Если апоптоз заблокирован вирусами (а у них есть такая возможность), то инфицированные клетки не погибают, а активно производят вирусы. Как вирусам удается блокировать апоптоз? Вариантов несколько – они производят белки, связывающиеся с рецепторами клеточной гибели или с ферментами, осуществляющими разрушение клеточных структур. В результате апоптоз блокируется. Обратите внимание на следующее, весьма интересное обстоятельство. Вирус, представляющий собой молекулу нуклеиновой кислоты, упакованную в защитную оболочку, и ничего более, не только «настраивает» клетку на синтез собственной нуклеиновой кислоты, но и заставляет ее синтезировать белки, нужные для нормального функционирования вируса в клетке. И вся эта вредоносная деятельность, вместе с самовоспроизведением, «закодирована» всего в одной ДНК или РНК! Когда смотришь на строение вируса, то думаешь: как просто, когда оценишь то, что вирус способен натворить, начинаешь думать иначе: как сложно!
Кстати говоря, есть авторитетное научное мнение, согласно которому изначально апоптоз появился в ходе эволюции у одноклеточных безъядерных клеток (прокариот) как способ защиты популяций от поражения вирусами. До появления апоптоза несчастные инфицированные прокариоты погибали вследствие некроза, создавая тем самым крупные проблемы соседям (представьте, что кто-то из ваших соседей начал выбрасывать мусор прямо на лестничную площадку, и посочувствуйте клеткам). Апоптоз же позволил клеткам гибнуть «культурно», то есть – не нанося вреда популяции. Эту гипотезу вряд ли получится когда-либо доказать, но согласитесь, что звучит она весьма логично.
У некоторых особо вдумчивых читателей может возникнуть вот такой вопрос: а не заражаются ли другие клетки, «поедая» апоптотические тельца, образовавшиеся в результате самоубийства инфицированной вирусом клетки? Ведь тельца могут содержать вирусную нуклеиновую кислоту…
Не могут!
Не заражаются!
В процессе апоптоза ферменты-полимеразы нарезают на фрагменты не только свои нуклеиновые кислоты, но и вирусные. Так что клетка, «проглотившая» апоптотическое тельце, получает не «заразу», а всего лишь набор полезных материалов для синтеза нужных ей веществ.
Давайте сделаем небольшое отступление для того, чтобы хотя бы в общих чертах ознакомиться с клеточным «каннибализмом». Надо же иметь представление о том, как клетки поедают друг друга.
Помимо прочих своих функций, клеточная мембрана участвует в процессах фагоцитоза, пиноцитоза и экзоцитоза.
Фагоцитоз представляет собой поглощение целых клеток или крупных частиц, а пиноцитоз – это поглощение капель жидкости или макромолекул. Проще говоря, посредством фагоцитоза клетка «ест», а посредством пиноцитоза – «пьет».
Суть обоих процессов едина – поглощаемые вещества окружаются впячивающейся клеточной мембраной с образованием вакуоли – ограниченного мембраной пузырька. Затем вакуоль перемещается в глубь цитоплазмы клетки, где может храниться в неизмененном виде, или же ее содержимое смешивается с цитоплазмой после разрушения вакуольной мембраны.
Экзоцитоз представляет собой процесс, обратный фагоцитозу и пиноцитозу – вывод ненужных веществ за пределы клетки. «Мусор» аккуратно упаковывается в вакуоль, которая передвигается к клеточной мембране и «выплескивает» свое содержимое наружу, в межклеточное пространство.
А теперь вернемся к апоптозу.
Ослабление апоптоза, вызванное мутациями генов, ответственных за этот процесс[50], может приводить к развитию опухолевых заболеваний. Подавление программируемой клеточной гибели приводит к бесконтрольному размножению клеток.
Аутоимунные заболевания, при которых организм начинает вырабатывать антитела против собственных «нормальных» белков, то есть – борется с самим собой, тоже могут развиваться вследствие ослабления апоптоза. Дефектные клетки иммунной системы, как и любые дефектные клетки, должны самоуничтожаться, чтобы не нарушать нормальной жизнедеятельности организма. Если самоуничтожение замедляется или останавливается, то дефектные T-лимфоциты (разновидность иммунных клеток) вызывают аутоиммунный процесс. Приставка «ауто-» означает «сам». При аутоиммунных заболеваниях организм «бьет» сам себя.
Если апоптоз ослабляется на стадии эмбрионального развития организма (которая является самой важной частью процесса развития), то возникают различные дефекты и уродства.
Усиление апоптоза тоже приводит к плохим последствиям – анемиям, гипоксиям, инфарктам миокарда, болезни Альцгеймера, мышечным дистрофиям… Комментарии тут, как говорится, излишни – если баланс смещается в сторону гибели клеток, то это всегда плохо.
Обратите внимание на следующую особенность апоптоза. Большинство протекающих в клетке процессов подвергается коррекции в ходе течения – процесс можно ускорить, замедлить, остановить, а затем возобновить. В клетке присутствует генетическая программа, определяющая все происходящие в ней процессы. Но в ходе апоптоза эта генетическая программа разрушается и любые вмешательства в процесс становятся невозможными. Да, какое-то время продолжается транскрипция генов на фрагментах ДНК, нарезанных полимеразами, но этот процесс постепенно угасает. То есть апоптоз «просчитывается» и планируется настолько тщательно, чтобы завершиться практически без «вышестоящего» генного контроля. Оцените изящество расчета и красоту всей игры в целом!
Интересная деталь – разные процессы в разных организмах протекают по-разному, то есть по разным генетическим программам, а вот программа апоптоза у всех эукариотических организмов схожа настолько, что этот процесс можно считать универсальным.
Почему так получилось? В процессе эволюции происходит множество изменений, а апоптоза эволюция практически не коснулась. Чем этот процесс заслужил такое «неуважение»?
Пословицу «лучшее – враг хорошего» все знают? А еще мастера говорят: «То, что хорошо работает, в починке не нуждается». Апоптоз еще на стадии одноклеточных организмов был отлажен эволюцией настолько хорошо, что в дальнейших доработках просто не было необходимости.
Ознакомительная версия. Доступно 11 страниц из 57
