Характеристика ядра клетки
Ядро – наиболее важная структура клетки, в нем сосредоточена основная масса ДНК, являющаяся носителем генетической информации. Кроме того, ядро регулирует всю «повседневную» жизнедеятельность клетки.
Содержимое ядра:
1. Хромосомы, в которые входит фактически вся ДНК ядра, видны как дискретные тела, когда клетка находится на стадии активного деления. В состоянии покоя в периоды между делениями клетки (интерфаза) хромосомы могут быть не видны.
2. Ядрышко – особое тельце, в котором сосредоточена большая часть РНК в покоящемся или интерфазном ядре.
3. Ядерная плазма (кариоплазма) – это жидкость, содержащая соли и белки, но не содержащая нуклеиновых кислот.
Ядро ограничено ядерной мембраной (кариолеммой), состоящей из двух липопротеидных слоев. Наружная мембрана связана с рибосомами, а к внутренней – тесно прилежит хроматин кариоплазмы. Наружная и внутренняя мембраны сливаются в области ядерных пор, через которые осуществляется транспорт белков и РНК. Поры ядерной мембраны заполнены белковым конгломератом, который изолирует кариоплазму от цитоплазмы, поэтому состав кариоплазмы, в том числе по содержанию ионов, отличается от состава цитоплазмы.
Ген – это участок ДНК, содержащий программу построения только одного определенного белка по формуле «Один ген – один белок». Информация, содержащаяся в гене, передается в цитоплазму посредством матричной, или информационной РНК. Если контакт ядра с цитоплазмой прекращается, то скорость всех реакций в клетке постепенно замедляется, и она погибает. В период деления происходит «ремонт», воспроизведение и удвоение молекул ДНК, что позволяет передать дочерним клеткам одинаковый в количественном и качественном отношении объем генетической информации.
Инициация костномозгового Мононуклеара
Miller E ., Miller J . (1966): предложили модель онкогенеза, в последствие названную, как «теория молекулярно-генетических механизмов многостадийного канцерогенеза». Процесс происходит в две стадии: инициации и промоции.
Мы считаем, что предложенная «теория молекулярно-генетических механизмов многостадийного канцерогенеза» в действительности является только частью периода «зарождения» первичной стволовой злокачественной клетки. Тогда как модель онкогенеза включает в себя более широкое толкование, о чем будет изложено ниже.
1-я стадия (инициации от лат. initium – начало) периода «зарождения» стволовой злокачественной клетки: под канцерогенным воздействием (ионизирующее излучение, эндо- и экзоканцерогены, вирусы) наряду с относительно нейтральными повреждениями генома, могут происходить значимые мутации в онкогенах и антионкогенах. При этом возникает характерный спектр нарушений на генном, хромосомном и геномном уровнях: амплификации (увеличение копийности генов), делеции, инсерции, транслокации, микромутации (точковые замены, микроделеции, микроинсерции) и др.
Важными положениями 1-ой стадии (инициации) являются:
1. Воздействие инициатора первично.
2. Доза инициатора влияет на частоту «зарождения» злокачественной клетки.
3. Инициация необратима.
4. Инициатор может быть применен однократно и кратковременно.
5. Инициатор воздействует самостоятельно.
Известно, что генотипические изменения ядерной ДНК наиболее часто возникают в процессе митоза в зоне активной пролиферации. В организме человека наиболее интенсивная пролиферация происходит в красном костном мозге, и здесь сохранился наиболее недифференцированный состав стволовых клеток, приближенных к эмбриональным.
Интенсивность пролиферации в красном костном мозге может значительно возрастать при хроническом воспалении. Это увеличение отмечается в костном мозге, периферической крови, селезенке, лимфатических узлах, перитонеальных полостях. При ускоренной пролиферации образование клеток Моноцитарной серии может происходить на любом этапе дифференциации от полипотентной стволовой кроветворной клетки до Промиелоцита. Отличаются ли друг от друга Моноциты и Макрофаги, образовавшиеся из различных субпопуляций клеток-предшественников и каковы их специфические функции – не известно.
Генотипические изменения ядерной ДНК
Boveri T . (1914): в основе малигнизации лежит мутация, возникающая под влиянием эндогенных и экзогенных канцерогенных веществ и облучения.
Во время усиленной пролиферации при стимулированном гемопоэзе, под канцерогенным воздействием (ионизирующее излучение, эндо- и экзоканцерогены, вирусы), в клетке во время митоза может проявиться свойство «геномной нестабильности».
Наряду с относительно нейтральными повреждениями генома, могут происходить значимые мутации в онкогенах и антионкогенах. При этом возникает инициированная клетка, имеющая характерный спектр нарушений на генном, хромосомном и геномном уровнях: амплификации (увеличение копийности генов), делеции, инсерции, транслокации, микромутации (точковые замены, микроделеции, микроинсерции) и др.
Генотипические изменения могут возникнуть на различной стадии гемопоэза и чем выше согласно схеме кроветворения, тем большей потентностью будет обладать стволовая злокачественная клетка. Поэтому важно знать не только какие возникли генотипические изменения ядерной ДНК, но и на каком уровне гемопоэза они возникли, т.е. важен не только характер генотипических изменений (спектр нарушения) ядерной ДНК, но и уровень генотипических изменений (класс по схеме кроветворения).
Как было сказано выше, все стадии гемопоэза подразделяют на шесть основных классов.В каждом конкретном случае при канцерогенном воздействии возникают различные генотипические изменения ядерной ДНК, но только на одном из вышеуказанных классов гемопоэза. Для «зарождения» стволовой злокачественной клетки солидных опухолей наиболее вероятными являются следующие уровни потентности:
1. II класс – полипотентная клетка-предшественница родоначальница миелопоэза, общая для 4 ростков (КОЕ-ГЭММег) с последующим развитием в направлении Моноцитарного ростка.
2. III класс – унипотентная клетка-предшественница родоначальница Моноцитов (КОЕ-М).
Необходимо подчеркнуть, что генотипические изменения ядерной ДНК, происходят по рецессивному признаку, поэтому в красном костном мозге эти изменения никоим образом себя не проявляют. В процессе дифференцировки, генотипические изменения закладываются в генетическом аппарате будущего Промоноцита и Моноцита, которые морфологически не отличается от нормального костномозгового Мононуклеара.
Существует еще генетический или наследственный путь передачи генотипических изменений ДНК ядра клетки, когда «кровным» родственникам в 1–15% случаев передается предрасположенность к развитию злокачественного заболевания. В этом случае генотипические изменения ядерной ДНК костномозгового Мононуклеара уже имеются и канцерогенное воздействие не обязательно или является пусковым механизмом для их реализации.
Приобретение генотипических изменений ядерной ДНК для Мононуклеара не является решающим в возможности трансформации в стволовую злокачественную клетку. Генотипически измененный Мононуклеар может делиться (митоз), созревать, дифференцироваться, преобразовываться в клетки микроокружения, трансформироваться в Макрофаг. И хотя необратимые генотипические изменения Мононуклеара являются абсолютной необходимостью, для трансформации в стволовую злокачественную клетку этого совершенно недостаточно.
Генотипические изменения ДНК ядра Мононуклеара будут терпеливо ждать до тех пор, пока не возникнут оптимальные условия для их проявления и тогда «зародившиеся» потомки – стволовые злокачественные клетки, будут властвовать в организме-носителе. Но для «зарождения» стволовой злокачественной клетки, еще необходимы эпигенетические изменения, которые могут происходить, только если клетка окажется в определенном микроокружении, характеризующимся, как «суперусловия».
Таким образом, в красном костном мозге при канцерогенном воздействии во время ускоренного гемопоэза может возникнуть инициированная клетка, имеющая различные генотипические изменения ядерной ДНК.
8-09-2015, 20:08