Главная

• Аллергия
• Клиническая иммунология
• Антитела
• Реакция антиген-антитело
• Клетки иммунной системы
• История иммунологии
• Иммунохимия
• Продукты на страже иммунитета
• Вакцины
• Общие и частные проблемы иммунологии
• Основы иммунологии

Ускорение синтеза РНК

Хотя в покоящемся лимфоците, находящемся в фазе G₀ клеточного цикла, ДНК не синтезируется, тем не менее в нем с небольшой скоростью идет синтез РНК и белков. Новообразованная РНК оказывается гетерогенной по размеру, а ее синтез компенсирует деградацию. На электронных микрофотографиях видно, что одиночные рибосомы рассеяны по цитоплазме. Из всей РНК покоящегося лимфоцита 85% приходится на рибосомную (рРНК).

Увеличение синтеза РНК вызывается стимуляцией лимфоцитов из представителей многих видов с помощью разнообразных митогенов и, по-видимому, является универсальным звеном активационной программы. Чаще всего за ходом синтеза РНК следят по включению ³Н-уридина в кислотонерастворимую внутриклеточную фракцию за единицу времени. G помощью этого метода невозможно отличить усиление транспорта уридина (при котором количество меченой РНК может увеличиться за счет увеличения удельной радиоактивности пула предшественников) от повышения активности РНК-синтетаз. Кроме того, при этом не учитываются гетерогенность РНК и скорость ее деградации, и, следовательно, величина включения не может служить количественной характеристикой синтеза РНК. Однако ввиду простоты выполнения данный метод получил самое широкое распространение. Ускорение включения уридина становится заметным в первые 6 ч после контакта с митогеном — примерно на 2 дня раньше, чем ускоряется включение тимидина в ДНК (рис. 12.11).

Во время, указанное на графике, добавляли 5 мкКи ³Н-уридина или 2,5 мкКи ³Н-тими- дина. После трехчасовой инкубации определялась радиоактивность фракции, нерастворимой в трехуксусной кислоте. На графике белыми квадратиками обозначено включение уридина в ФГА-стимулированные клетки, черными квадратиками — включение уридина в нестимулированные клетки, белыми кружками — включение тимидина в ФГА-стимулированные клетки, черными кружками — включение тимидина в нестимулированные клетки.

Согласно последним данным, колацемид и колцихин, ингибиторы сборки микротрубочек, часто используемые для блокирования митоза в метафазе, по-видимому, воздействуют независимо друг от друга на плазматическую мембрану, ингибируя транспорт уридина и тимидина, что в свою очередь приводит к уменьшению синтеза РНК и ДНК. Влияние колихицина на транспорт обнаруживается также и в нестимулированных лимфоцитах.

Инкубация с ³Н-уридином в течение 5 мин через один час после добавления ФГА приводит к избирательному мечению гетерогенной популяции небольших молекул РНК, подобных тем, которые синтезируются в покоящихся лимфоцитах, однако даже на данной ранней стадии скорость мечения этих РНК оказывается значительно увеличенной. Более быстрое мечение на перьом часу полностью объясняется повышенным транспортом уридина и как следствие этого более быстрым увеличением концентрации метки в цитоплазматическом и ядерном пулах нуклеозидов (оно регистрируется уже через 20 мин), а не возрастанием скорости синтеза РНК. Эта фаза синтеза РНК особенно чувствительна к ингибированию кордицепином (З'-дезоксиаденозином), препятствующим процессингу мРНК, что объясняется его включением в полиадениловый хвост.

Через час после добавления ФГА регистрируется увеличение транспорта метальных групп от метионина на гуаниловые основания транспортной РНК, достигающее максимума к 12-му часу. Это изменение сопровождается амино- ацилированием тРНК и связыванием ее с рибосомой; оно препятствует увеличению скорости синтеза транспортных РНК, наблюдаемому к 24-му часу. Между 6 и 12 ч также становится заметным повышенное включение метки в 45Э-ядерную РНК, которая, как представляется, содержит новотранскрибируемые последовательности, превращающиеся впоследствии в новые молекулы матричных РНК. Это наблюдаемое увеличение синтеза РНК может подавляться актиномицином D (50 нг/мл), но не кордицепином. Высокая нормальная скорость деградации 18S-pPHK уменьшается, что вызывает увеличение отношения 18S-PHK/28S-PHK. Это дает в руки исследователей новый показатель активации, независимый от весьма трудно измеряемого изменения размеров нуклеозидного пула. Хотя общая тенденция заключается в увеличении синтеза и содержания мРНК, некоторые виды матричных РНК, существующие в покоящихся клетках, исчезают при активации.

ФГА также повышает активность поли(АБР-рибоза)-полимеразы, что обнаруживается к 48-му часу. При этом максимум синтеза РНК достигается к 60-му часу, а синтеза ДНК— к 72 часу. Никотинамид ингибирует действие этого фермента, предотвращая в результате трансформацию и пролиферацию клетки. Циклический аденозин-3',5'-монофосфат в концентрации 10^-5—10^-4 М может также увеличивать транскрипцию РНК, усиливая включение ³Н-уридина на 50% между 24 и 48 часами. Действительно, позднее увеличение концентрации сАМР может обусловливать повышение скорости синтеза РНК в ФГА-стимулированных лимфоцитах. Однако сАМР не индуцирует увеличения транспорта уридина и уменьшения деградации РНК и поэтому не может быть причиной всех особенностей метаболизма РНК, индуцируемых добавлением ФГА.

Превращение одиночных рибосом в полирибосомы и инициация синтеза белка становятся заметными в первые 20 ч после начала стимуляции с помощью ФГА; при этом после первых четырех часов соотношение между рРНК и мРНК несколько изменяется. К 48-му часу содержание РНК в лимфоцитах человека удваивается, а к 96-му часу — удваивается еще раз. Тем не менее отношение количества РНК к сухой массе клетки едва ли меняется, поскольку в течение этого времени происходит общее увеличение массы клетки.

Традиционной точке зрения, согласно которой митогены необходимы только для взаимодействия с поверхностными рецепторами, лежащими в основе инициации активационной программы, противоречат следующие данные. Через 1 ч после добавления ФГА к выделенным ядрам лимфоцитов увеличивается ДНК-направляемый синтез 45S-PHK. Более того, в живых клетках, обработанных радиоактивно меченным ФГА, радиоактивность, согласно данным, полученным с помощью метода радиоавтографии, обнаруживалась в ядре. Хотя до сих пор нет убедительных данных о том, что эта метка существует в виде интактных митогенных молекул, было бы преждевременным отбрасывать возможность того, что проникший внутрь митоген может вносить вклад в активацию, отличный от вклада, вносимого им при связывании с поверхностными рецепторами.