Регуляция клеточного деления и скорости роста клеток

Существует понятие о клеточном цикле — последовательности событий от одного деления клетки до другого. Клеточный цикл прокариотической и эукариотической клеток различается весьма существенно. Учитывая большую сложность организации клеток эукариот, проще начать с рассмотрения механизмов регуляции процессов клеточного деления и роста клеток прокариот, тем более что в биотехнологических процессах все большее распространение получает культивирование эукариотических клеток (даже растительных и животных) с использование подходов, применяемых для культивирования одноклеточных прокариот.

Последовательность событий в процессе деления клетки

Процесс клеточного деления у прокариот (а в значительной степени и у эукариот) включает следующие события в определенной очередности:

  • 1) накопление «критической» клеточной массы (объема);
  • 2) репликация ДНК генома;
  • 3) построение новой клеточной оболочки (клеточной стенки и цитоплазматической мембраны);
  • 4) построение клеточной перегородки (перетяжки);
  • 5) расхождение дочерних клеток.

Некоторые из этих событий протекают одновременно, другие строго последовательно или вообще могут отсутствовать (как, например, построение клеточной стенки у микоплазм или расхождение клеток у сарцин и стрептококков).

Регуляция клеточного деления складывается из регуляции каждого из этих событий и организации их взаимодействия, при котором в клеточном делении устанавливается последовательность процессов (например, в норме репликация ДНК должна завершиться до построения клеточной перегородки) и вырабатываются сигналы для инициации следующего по порядку процесса.

Накопление критической клеточной массы и репликация ДНК

Это необходимые подготовительные этапы собственно клеточного деления. Следует отметить, что размер клеток каждого микроорганизма, растущего сбалансированно в стандартных условиях, является достаточно постоянной величиной, чтобы служить одним из таксономических признаков. В.Д.Донаши даже ввел понятие элементарной клетки, т. е. наименьшей, возможной для данного микроорганизма. Таким образом, существуют механизмы, включающие процесс деления клетки при накоплении ее пороговой массы. Наличие такой связи (положительного и отрицательного контроля) мы уже обсуждали при рассмотрении регуляции репликации в гл. 11.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >