Главная » 2014 » Август » 5 » Скачать Анализ распределения и диффузии калия в зиготе мыши. Аксиров, Аслан Мухаметханович бесплатно
5:45 AM
Скачать Анализ распределения и диффузии калия в зиготе мыши. Аксиров, Аслан Мухаметханович бесплатно
Анализ распределения и диффузии калия в зиготе мыши
Диссертация
Автор: Аксиров, Аслан Мухаметханович
Название: Анализ распределения и диффузии калия в зиготе мыши
Справка: Аксиров, Аслан Мухаметханович. Анализ распределения и диффузии калия в зиготе мыши : диссертация кандидата физико-математических наук : 03.00.02 Пущино, 2005 122 c. : 61 05-1/752
Объем: 122 стр.
Информация: Пущино, 2005
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы Цель и основные задачи исследований Научная новизна Практическая значимость Апробация работы Структура и объем диссертации Публикации
Глава
I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Регуляция калиевого гомеостаза клетки Особенности диффузии в цитоплазме Содержание актина в клетке Полимеризация и диссоциация F-актина АктиниАТФ Актин и действие физических факторов Актин и подвижность Вязкость актина Кинетика полимеризации актина Полимеризация актина, обусловленная ионом К
Глава
II МЕТОДЫ И ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ Физические принципы электронно-зондового микроанализа Основы метода freeze-drying Моделирование процесса переноса вещества в условиях влияния продуктов реакции на диффузионные свойства среды
Глава
III РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Изменение концентрации калия в зиготе мыши на фазах первого клеточного цикла (анализ цикличности изменения калия в цитоплазме зиготы) Расчет коэффициента диффузии калия в зиготе мыши Модель калий обусловленной полимеризации актина в цитоплазме зиготы мыши (полимеризация актина механизм диффузии связанного калия в зиготе) Модель гетерогенного распределения калия в зиготе мыши (формирование в клетке структуры, депонирзщ)П1;ей калий) Модель диффузии ионов К" в актиновом геле геля) Динамическая модель актинового геля Моделирование диффузии калия в зиготе мыши в условиях калий обусловленной полимеризации актина
ЗАКЛЮЧЕНИЕ (диффузия свободного иона К" и его роль в стабилизации ячеек актинового
ВЫВОДЫ ЦИТИРУЕМАЯ
ЛИТЕРАТУРА
Введение:
Актуальность темы. Из феноменологической теории следует, что митотическое деление клетки сопряжено с рядом условий: повышение внутриклеточной концентрации натрия; уменьшение по абсолютной величине мембранного потенциала, приобретение клеткой сферической формы (Cone, 1969; 1971). Одновременно было показано, что подготовка к митозу проходит на фоне трансформации калиевого гомеостаза клетки (Hempling, 1958; Shank et al., 1973). Этот процесс вызывает изменение концентрации калия во всей цитоплазме и поэтому, протекает относительно медленно, растягиваясь во времени на все фазы клеточного деления. Первый клеточный цикл эмбриональной клетки (зиготы) качественно отличается от митоза специализированной клетки. Зигота уникальное состояние, когда в пространственных рамках одной клетки осуществляется переход от мейотического к митотическому способу деления. В течение первого клеточного цикла одновременно реализуется две клеточные программы: завершение развития ооцита и начало дифференцировки. За этот период раннего эмбриогенеза полностью преобразуются функциональные свойства одноклеточного эмбриона. Именно на стадии подготовки зиготы к делению формируется тотипотентность бластомера и биологическая полифункциональность, которая, расщепляясь в процессе морфогенеза, трансформируется в множественность типов специализированных клеток. 4 Уникальность зиготы млекопитающих во многом определяют условия окружающей ее среды. Интригу вносит то, что развитие зародыша млекопитающих протекает при гипоксии (Newsholme, Leech, 1989; Macphee et al, 1994; Donnay, Leese, 1999; Sturmey, Leese, 2003). Однако для зиготы гипоксические условия представляют составляющую нормального развития, в то время как для специализированной клетки экстремальную ситуацию. Возможно, это является причиной того, что на начальной стадии доимплантационного развития у раннего зародыша редуцировано окислительное фосфорилирование эффективная система синтеза АТФ (Stem et al., 1971; Biggers, Borland, 1976; Drovak et al, 1985; Houghton et al., 1996). При этом Б полном объеме еще не сложился и комплекс ферментов, поддерживающий гликолиз более древний способ обеспечения клетки энергией (Gilbert, Colton, 1999). Указанные различия между специализированной и эмбриональной клетками, по-видимому, обусловлены тем, что гены многих белков (ферментов), участвзющих в энергетическом метаболизме и регуляции транспорта ионов, экспрессируются только после оплодотворения по мере созревания раннего зародыша (Harvey et al., 1995; Leese, 1995; Semenza, 1999, 2000; Wenger, Gassman, 1999; Wenger, 2000; Hamatani et al., 2004). В последней работе подчеркивается, что первый пик транскрипции ДНК de novo соотносится с активацией генома зиготы. Это может объяснить низкий уровень NaVK-АТФазы или Na/НГ обмена и, в результате, относительное закисление внутриклеточного рН (6.8) у раннего эмбриона (Baltz et al., 1991). Трансформация системы транспорта ионов продолжается весь предымлантационный период развития эмбриона. Например, у зиготы не показан механизмNa/lt обмена, который обязательно присутствует на мембране дифференцированной клетки (Baltz et al, 1990; Baltz et al., 1993). Вплоть до стадии ранней бластоцисты прогнозируется наличие внутриклеточного дефицита калия, обусловленного низким уровнем Na/KАТФазы (Powers, Tupper, 1977; Watson, Kidder, 1988; VanWikle, Campione, 1991; Baltz et al, 1997). Пока не ясно на стадии транскрипции, трансляции или модификации белков, встроенных в мембрану клетки, осуществляется комплектация ионтранспортирующеи системы в течение первого клеточного цикла. Изложенное выше позволяет предположить, что регуляция ионного гомеостаза зиготы осуществляется древними, эволюционно обусловленными системами, которые теряют свою активность после имплантации в процессе «кислородной» дифференцировки. Например, в эмбриональной клетке, на фоне дефицита калия, должен накапливаться натрий. В отличие от специализированной клетки этот феномен обусловлен не компенсацией клеточного ацидоза, а транспортом кальция из цитоплазмы эмбриональной клетки через обратный Na /Са обмен (DiPolo 1989; Crespo et al., 1990). Этот механизм использует градиент натрия на цитоплазматической мембране для 6 того, чтобы вывести один катион Са"*" в обмен на вход трех катионов Na (Rueter, Seitz, 1968; Baker et al,, 1969; Eisner, Lederer, 1985; Crespo et al, 1990). Рассматриваемый антипорт зависит от потенциала на цитоплазматической мембране и может быть обратим (Carroll, 2000). Специфическим для клетки раннего эмбриона является 240 pS К*" канал (Day etal, 1993; 1998; 2001). Особенность в обеспечении зиготы энергией, отсутствие у нее системы транспорта ионов, характерной для специализированной клетки, наличие специфических ионтранспортирующих систем предполагает формирование особого калиевого гомеостаза. Конкретику в прогноз об изменении содержания калия в одноклеточном эмбрионе вносит 240 pS К" канал. Эффективность и длительность активной фазы этого канала позволяют предположить колебания концентрации цитоплазматического калия в течение первого клеточного цикла. Учитывая свойства 240 pS К" канала, колебания должны быть синхронизированы с фазами развития зиготы и иметь амплитуду, достаточную для того, чтобы индуцировать молекулярногенетические изменения в эмбрионе. Несмотря на интерес к этой проблеме, исследование внутриклеточного калия в зиготе млекопитающих оставалось невозможным. Основной причиной было отсутствие прямого метода измерения концентрации элемента в отдельной клетке, таких малых размеров (80 мкм) как эмбрион. Развитие технология электронно-зондового микроанализа позволило 7