Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе Макурина Ольга Николаевна

Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе
<
Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Макурина Ольга Николаевна. Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе : ил РГБ ОД 61:85-3/393

Содержание к диссертации

Введение

1. Обзор литературы

1.1. Строение цитоплазматических и мембранных белков 9 - 22

1.2. Онтогенетическая изменчивость белков мозга и печени 22 - 33

2. Методика исследования

2.1. Объект исследования 34

2.2. Выделение цитоплазматических белков и фракции микросом 34 - 35

2.3. Контроль чистоты мембранных фракций 35-42

2.4. Экстракция микросомальных белков 42-44

2.5. Количественное определение белка 44-50

2.6. Фракционирование цитоплазматических белков методом гель-хроматографии 50-53

2.7. Электрофорез белков в полиакриламидном геле 53 - 57

2.8. Изучение метаболизма цитоплазматических и микросомальных белков 57

2.9. Аминокислотный анализ белков 58-59

2.10. Статистическая обработка результатов 59

3. Результаты исследования

3.1. Белки мозга и печени кур в онтогенезе 60 - 94

3.2. Периферические белки микросом мозга кур в онтогенезе 95 - 106

3.3. Интегральные тритон-растворимые белки микросом мозга кур в онтогенезе 106 - 115

3.4. Интегральные ДЦС-растворимые- белки микросом: мозга кур в онтогенезе 116 - 124

3.5. Периферические белки микросом печени кур в онтогенезе 124 - 135

3.6. Интегральные тритон-растворимые белки микросом печени кур в онтогенезе 136 - 145

3.7. Интегральные ДЦС-растворимые белки микросом печени кур в онтогенезе 145 - 153

Литература 178 - 193

Приложения 194 - 226

Введение к работе

Актуальность работы. Проблема индивидуального развития организма имеет важное теоретическое и практическое значение. Успехи: ее разработки определяют решение важнейших биологических и медицинских проблем - продление жизни человека, управ -ление процессами развития сельскохозяйственных животных и др. В области исследования биохимических изменений, происходящих в процессе онтогенеза, достигнуты определенные успехи [ Бу-ланкин, Ларина, 1962; Нагорный-и др., 1963; Боннер, 1967; Па -рина, 1967; Палладии, Велик, 1970; Нейфах, Тимофеева, 1977 ; Парина, Калиман, 1978 ] . Вместе с тем, несмотря на столь большую значимость, проблема индивидуального развития еще далека от своего полного решения, и в первую очередь это каса -ется изучения онтогенетического развития биохимических систем, определяющих специфическую направленность и изменчивость об -менных процессов в онтогенезе.

В морфогенезе, развитии и старении большинства органов и тканей животного организма существенную, а часто и определяющую роль играют белки. Исследования, проведенные к настоящему времени, показали, что изменчивость свойств белков в течение большей части онтогенеза имеет приспособительное значение , при этом такие изменения в значительной степени детерминированы генотипом развивающегося организма [Дэвидсон, 1972; Гер -дон , 1977 ] .

Среди различных функциональных систем клетки особое место занимает цитоплазма, играющая активную роль в обеспечении адаптации организма к условиям внешней среды на различных стадиях онтогенеза [ Шмальгаузен, 1968 J. Характер и интенсив-

ность метаболических процессов в цитоплазме на разных стадиях индивидуального развития определяют белки, являющиеся основ -ным компонентом цитоплазмы.

По своим физико-химическим свойствам водорастворимые белки цитоплазмы существенно отличаются от мембранных белков. В настоящее время, согласно существующей концепции структур -ной организации биологических мембран, мембранные белки по степени ассоциации с мембраной классифицируют на перифери -ческие; и интегральные Г singer , 1977 J . С биологическими мембранами связано выполнение функций, определяющих направленность метаболических процессов в клетке: обеспечение построения мультиферментных комплексов, осуществление клеточной рецепции, поддержание клеточного гомеостазиса, преобразование трансмембранной разности потенциалов в химическую энергию макроэргов и др. Изучение структурных аспектов функционирования клеточных мембран ведется в двух направлениях: одно из них имеет целью выяснить структурную организацию мембран, второе-обнаружить структурные изменения в мембране, связанные с вы -полнением той или иной мембранной функции. До сих пор, при исследовании биологических мембран основное внимание обраща -лось на изучение их физико-химических свойств и структуры. В то же время, вопросы исследования изменения молекулярной ор -ганизации биомембран в процессах морфогенеза, развития и старения животного организма еще в должной мере не исследованы и в отечественной и зарубежной литературе отсутствуют систематические данные о возрастных особенностях обмена периферических и интегральных белков.

Цель и задачи исследования. Данная работа проводилась с

целью сопоставления возрастных изменений цитоплазматических и мембранных /периферических и интегральных/ белков микросом мозга и печени кур. Для этого были поставлены задачи исследовать в период эмбрионального и постэмбрионального развития :

I/ содержание цитоплазматических, периферических и интег -ральных белков;

2/ фракционный состав цитоплазматических, периферических и интегральных белков;

3/ аминокислотный состав цитоплазматических, периферических и интегральных белков;

4/ метаболизм цитоплазматических, периферических и интег -ральных белков.

Научная новизна. В работе впервые исследованы количест -венные изменения содержания белков в цитоплазме, а также периферических и интегральных белков в мембранах микросом мозга и печени кур в эмбриональном и постэмбриональном развитии.

Установлены закономерности изменения состава цитоплазма -тических и микросомальных белков в процессе онтогенеза.

Исследован аминокислотный состав цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе, что позволило выявить особенности изменения состава белков в онтогенезе и охарактеризовать различия в аминокислотном составе цито -плазматических, периферических и интегральных белков.

Показаны различия в изменении биосинтеза цитоплазматических, периферических и интегральных белков мозга и печени кур в онтогенезе.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные результаты могут служить теоретической базой для проведения

дальнейших исследований возрастных особенностей обмена ве -ществ у птиц.

Выявленные закономерности возрастных изменений метаболизма, количественного и качественного состава цитоплазматичес-ких и микросомальных белков мозга и печени мясных кур могут быть использованы при разработке научно-обоснованной периодизации индивидуального развития, а, следовательно, и при разработке прогрессивной технологии выращивания и кормления кур. Данные по аминокислотному составу белков могут быть исполь -зованы при разработке рационов кормления кур.

Разработанные в диссертации методические приемы выделения цитоплазматических и мембранных белков, методы их фракционирования используются в учебном процессе и для научно -исследовательской работы.

Строение цитоплазматических и мембранных белков

Среди органических соединений, встречающихся в клетке, важное место занимают белки - на их долю приходится не ме -нее 50% сухого веса. Вся система биохимических процессов в клетке и организме действует при обязательном участии бел -ков. Поведение молекулы белка определяется свойствами полипептидной цепи как целого, электронно-конформационными взаимодействиями и конкретными особенностями первичной структуры - информационными характеристиками, кодируемыми на гене -тическом уровне.

Белки - высокомолекулярные соединения со строго упорядоченным химическим строением и молекулярным весом. Молекула белка состоит из одной или нескольких полипептидных цепей , образовавшихся в результате поликонденсации 20 различных аминокислот. В работах Птицына О.Б. _ Птицын, 1969, 1970; Пти-цын, Финкелыптейн, I970J на основании статистического анализа аминокислотного состава и последовательности участков по -липептидной цепи с различной вторичной структурой были пред -ложены классификация аминокислот и метод предсказания вторичной, структуры глобулярных белков по их первичной структуре . Оказалось возможным приписать каждой аминокислоте некоторую индивидуальную способность встраиваться в те или иные глобу -лярные структуры, в первом приближении не зависящую от ее соседей в цепи. Положительный " Л -спиральный потенциал" можно приписать аланину, лейцину, метионину, отрицательный - аспа -рагиновой кислоте, цистеину, серину, тирозину, треонину и глицину, нулевой - остальным аминокислотам. Аминокислотам с массивными углеводородными боковыми привесками /изолейцину , лейцину, фенилаланину/ можно приписать большой положительный " В -структурный потенциал", аминокислотам с заряженными бо -ковыми группами /аспарагиновой кислоте, глутаминовой кислоте, аргинину, гистидину, лизину, пролину/ - большой отрицательный " 6 -структурный потенциал". Остальным гидрофобным остаткам приписывается малый положительный " Ь -потенциал", полярным и глицину - малый отрицательный " А -потенциал".

В работах В.И.Лима [ 1972, 1974 J анализ распределения аминокислотных остатков в водорастворимых белках основывался на том положении, что глобула состоит из гидрофобного ядра и полярной оболочки. Целиком гидрофильные участки не могут об -разовать более одного витка спирали, т.к. спирализация пре -пятствует взаимодействию с водой. Спирализуются лишь те гидрофильные участки, которые примыкают к спирали, "скрепленной" с ядром. Образование длинных спиралей возможно лишь из участков, содержащих гидрофобные боковые группы, которые входят в ядро. Смешанные участки спиральны, если гидрофильные остатки расположены на поверхности глобулы, а гидрофобные - внутри ее. Исходя из этих соображений, В.Й.Лим подразделил эти остатки на малые /глицин, аланин/, средние гидрофобные /цистеин, ва -лин, метионин, лейцин, изолейцин, пролин/, большие гидрофоб -ные:/фенилаланин, тирозин, триптофан/, малые гидрофильные /аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, серии, треонин/, большие гидрофильные /лизин, аргинин, гистидин/. - -спирали и j3 -формы представляют собой элементы пространственной структуры белковой молекулы, которые могут присутствовать в любой части белковой цепи.

Наибольшее значение имеет Л -спираль, которая характеризуется поворотом вокруг оси на 100 и перемещением вдоль оси на 1,5 Я на каждую пептидную единицу. На основе наблюдений по распределению гидрофобных боковых групп на поверхности спиральных участков в глобулярных белках Schiffer , Ed -mrnidson [ 1967 ] , Pcrutz et al. [ 1965J пришли к выводу, что поверхность спирали должна четко делиться на две взаимно пересекающиеся зоны - гидрофобную и гидрофильную, если смотреть на спираль с торца, а этому требованию могут удов-летворять спиральные участки лишь с определенной первичной структурой. Таким образом, первичная структура определяет характер вторичной структуры, элементы которой лишь при этих условиях способны упаковаться в компактную третичную структуру.

Другие конформации с максимальным насыщением водородных связей - параллельная и антипараллельная ft -формы, й -форма может реализоваться и в отдельной полипептидной цепи в результате ее систематических изгибов. Характерной особенностью крупных цитоплазматических белков является наличие; четко вы -раженной р -структуры в центральной части молекулы. Для ряда крупных белков, например, глицеральдегидфосфатдегидрогеназы , характерно присутствие четко различимых доменов /двух или бо -лее/, соединенных друг с другом "шарнирными" участками [ Buch -пег et al.,I974] Существенная особенность полипептидной цепи цитоплазмати-ческого глобулярного белка состоит в стабилизации выделенной конформации в растворе водородными связями. Отбор одного рота-мера обычной макромолекулы происходит в кристаллическом по -лимере-, содержащем множество макромолекул. В этом смысле спираль и А -форма подобны кристаллам - соответственно од -номерному и двумерному [ Волькенштейн, 1975 J . Третичная структура глобулярных белков представляет собой топологически сложную укладку (к -спиральных и р -складчатых областей, соединенных аморфными участками полипептидной цепи. Вследствие; полифункциональности аминокислотных остатков в образовании глобулы участвуют разнообразные силы. Несом - ненно, что особенности белковой глобулы лишь частично отражаются- моделью гомогенной цепи ввиду определяющего значения разнородности звеньев и взаимодействий. Глобула формируется с помощью слабых взаимодействий -сил ван-дер-ваальса, водородных связей, электростатических притяжений противоположно заряженных ионогенных групп /солевых связей/ и гидрофобных взаимодействий. Солевые связи в ци-топлазматических белках также стабилизируются водным окружением, т.к. при их образовании освобождаются ориентированные молекулы воды, окружающие заряженные группы. Тем самым, появление: солевой связи сопровождается: увеличением энтропии воды. Этот выигрыш в свободной энергии более значителен, чем ее выигрыш, определяемый кулоновым взаимодействием зарядов Г Воль -кенштейн, 1975 J . Однако воздействие воды на солевую связь отличается от гидрофобного взаимодействия - солевые: связи уси -ливаются, а гидрофобные ослабляются при добавлении неводных растворителей Птицын, 1967J .

Количественное определение белка

Количество аминокислот с оксигруппой /серии, треонин/ у 8-дневных эмбрионов составляет соответственно 5,40 М% и 5,07 Ш, Затем их содержание уменьшается и на 30-й день становится минимальным. На 490-й день постэмбрионального развития содержание треонина и серина становится максимальным.

В процессе, развития кур количество пролина также изменяется. Так у 8-дневных эмбрионов оно является максимальным /5,81 Ш/, а к. 10-у дню постэмбриогенеза количество пролина уменьшается и достигает своего минимума,который равен 3,38Щ6. В процессе дальнейшего постэмбрионального периода отмечается увеличение содержания пролина.

Содержание глицина в эмбриогенезе /на 12-й день/ является минимальным и составляет 4,21 Ш. Однако на 30-й день постнатального периода количество глицина увеличивается и становится максимальным /5,76 Ш/. В дальнейшем происходит незначительное уменьшение содержания глицина.

Содеркание ароматических аминокислот является минимальным на 20-й день пренатального развития. С возрастом происходит увеличение количества тирозина и фенилаланина, достигая максимальных значений на 30-й и 10-й дни постэмбриогенеза соответственно. В дальнейшем с возрастом содержание как той, так и другой аминокислоты уменьшается.

Содержание кислых аминокислот в процессе индивидуального развития куфретерпевает определенные изменения. Так на 8-й день эмбриогенеза количество аспарагиновой и глутаминовой кислоты достаточно велико и- составляет соответственно 11,55 М и 15,22 М%. Однако к 30-у дню постнатального периода со -держание аспарагиновой кислоты уменьшается и становится минимальным, а глутаминовой кислоты, наоборот, увеличивается и является максимальным на 30-й день постэмбриогенеза. В дальнейшем содержание аспарагиновой кислоты несколько увеличивается, а глутаминовой - уменьшается.

Количество основных аминокислот в процессе развития животного характеризуется определенными изменениями. Так,максимальное, содержание аргинина отмечается на 8-й день эмбриогенеза и составляет 8,71 Ш, а лизина - на 16-й день пренатального развития и составляет 7,81 М%. Количество гистидина в процессе эмбриогенеза существенных изменений не претерпевает. На 10-й день постнатального развития отмечается увеличение содержания гистидина до 2,57 М%, которое является максималь -ным для данной аминокислоты. Минимальное количество основных аминокислот отмечено на 30-й день постэмбриогенеза и составляет для лизина - 5,99 Ш, гистидина - 1,92 Ш9 аргинина - 7,31

Содержание аланина, валина, изолейцина и лейцина /аминокислот с алкильными боковыми цепями/ в процессе развития мозга кур также претерпевает определенные изменения. Содержание ва -лина и лейцина является максимальным на 16-й день эмбриональ -ного развития. Однако на 16-й день пренатального периода количество изолейцина является минимальным. На 10-й день пост -эмбриогенеза наблюдается наименьшее содержание аланина и наи большее количество изолейцина. С возрастом происходит уменьшение содеркания валина и лейцина. Так количество лейцина становится наименьшим на 240-й день постэмбриогенеза, а валина - на 490-й день.

В результате проведенных нами исследований было выявлено /таблицы 5, б/ высокое: содержание глутаминовой и аспарагино-вой кислот, относительно высокое содержание лизина и аргинина. Эти данные свидетельствуют о том, что цитоплазматические белки при всех условиях являются полиэлектролитами, т.к. по мнению Richards ]_ 1974J цитоплазматические белки содержат большое количествоионизируемых групп. В ионизации участвуют главным образом боковые, цепи глутаминовой и аспарагиновой кислот, лизин, аргинин, тирозин. В эмбриональный период развития кур нами отмечено более высокое содержание лизина и аргинина по. сравнению с периодами постнатального развития.

Исследованиями ряда авторов было установлено высокое содержание кислых аминокислот в цитоплазматических белках I Глебов, Крыжановский, 1978 J . Этим белки мозга существенно отли-чаются от белков других тканей. Аминокислоты глутаминовой группы принимают участие в устранении и образовании аммиака. В головном мозге обнаружены многочисленные аминотрансферази основных, кислых, нейтральных и ароматических аминокислот [ Benuck et al#, 1972 J . При участии этих многочисленных ферментов аминогруппы различных аминокислот оказываются в конечном счете, -аминокислотами глутаминовой кислоты. Последние, переаминируются со щавелевоуксусной кислотой при участии аспартатаминотрансферазы с образованием аспартата. Аспартат играет большую роль в процессах образования аммиака в нервной ткани Г Benuck et al., 1972 1 .

Белки мозга и печени кур в онтогенезе

Возрастная направленность обмена белков в печени кур и других видов птиц, в общих чертах, свойственна установленной закономерности для других видов животных /крыс, кроликов , морских свинок/, но со своими специфическими особенностями , которые раскрыты далеко не полно. К тому же у птиц, особенно у кур, изменения обмена белков печени с возрастом определяются физиологическим состоянием организма, которое у кур весьма динамично и зависит не только от возраста, но и от половой активности /яйцекладки, полового покоя, смены оперения, сезона года, кормления, типа содержания, породы/.

Нами установлено, что скорость включения лизина-С 4 в суммарные белки цитоплазмы печени также существенно изменяется в процессе развития кур /таблица 10/. В опытах с 2-часовой продолжительностью включения лизина-С в цитоплазматические белки в молодом организме выше, чем во взрослом, Можно ви -деть, что несмотря на значительное увеличение содержания цито-плазматических белков печени к 30-у дню /таблица II/, удель -ная радиоактивность белков в опытах с 2-часовой экспозицией ниже, чем у суточных цыплят. Но спустя 12 и 24 часа после начала опыта удельная радиоактивность цитоплазматических белков 30-дневных цыплят оказывается выше, чем у однодневных, что свидетельствует о различном уровне интенсивности синтеза цитоплазматических белков. Отмеченные отличия в удельной радиоактивности белков с разной экспозицией у животных различного возраста свидетельствуют о том, что с возрастом увеличивается гетерогенность белков при одновременном снижении уровня бел -кового синтеза.

Для цитоплазматических белков мозга характерно преобла -дание медленнообменивающихся белков, а для аналогичных белков печени - быстрообменивающихся. Возможно, низкий уровень метки в мозге через 2 часа после введения радиолизина обусловлен не столько низкой синтетической способностью исследуемых белков, сколько медленным поступлением меченного предшественника в метаболические фонды.мозга через гематоэнцефалический барьер.

Выявленные изменения содержания и метаболизма цитоплаз-матических белков мозга и печени связаны с качественными изменениями популяций белковых молекул цитоплазмы, синтезируе -мых клетками. Из представленных электрофореграмм /рис. II/ цитоплазматических белков мозга видно, что на каждом этапе онтогенеза популяции белковых молекул находятся в широком диапазоне электрофоретической подвижности, указывающим на значительные различия по заряду и молекулярной массе. Тот факт, что в период с 16-го по 20-й день эмбриогенеза и с 1-го по 30-й день постэмбрионального периода Кэ с для белков мозга принимает минимальные значения /таблица 4/, дает основание считать, что процессы биохимической дифференцировки белков головного мозга наиболее интенсивно протекают в указанные периоды.

Эти данные свидетельствуют о том, что в раннем онтогенезе изменения белкового состава протекают наиболее быстро и резко /особенно в эмбриогенезе и раннем постэмбриональном периоде/. Из представленных электрофореграмм /рис. 19/ можно сделать вывод о нестатичности макромолекулярной структуры цитоплазмы печени в онтогенезе. Можно видеть, что определенные этапы онтогенеза характеризуются изменениями фракционного состава белков, протекающих с различной скоростью/таблица 4/ . В эмбриогенезе наиболее значительные изменения в белковом компоненте- цитоплазмы наблюдаются в плодный период с 16-го по 20-й дни. В постэмбриональном периоде развития наиболее су -щественные изменения белкового комонента отмечены с 60-го по 120-й день.

При изучении фракционного состава белков в первую оче -редь обращает на себя внимание значительная изменчивость белкового компонента. В процессе индивидуального развития кур отмечается исчезновение одних белков и появление новых. Но на -ряду с этим, на разных стадиях развития организма можно выя -вить наличие белков, обладающих сходной электрофоретической подвижностью.

Существенные изменения качественного состава белков в плодный период развития и на ранних этапах постэмбрионального развития могут быть объяснены тем фактом, что в процессе развития эмбриона и в ранний постэмбриональный период, по мере морфологической и функциональной дифференциации, происходит и весьма интенсивная биохимическая дифференциация. Возникают новые, специфические для органов и отдельных стадий развития тканей белки. Например, установлено превращение эмбриональ -ных "предшественников" коллагена в коллаген взрослых животных; фетального гемоглобина HbF - в гемоглобин взрослого организма - НЬА ; эмбриональных фракций сывороточных белков эмбриона, преимущественно липопротеидного типа - в сывороточный альбумин и глобулины взрослых и т.д. [Никитин, 1967] .

Периферические белки микросом печени кур в онтогенезе

Полученные результаты достаточно четко демонстрируют , что способ учета различных групп аминокислот за счет использования классификации аминокислот по их тенденции встраиваться в ту или иную структуру, может быть использован для ана -лиза изменчивости белков в процессе индивидуального разви -тия. При таком анализе основное внимание сосредотачивается не на особенностях изолированных молекул, а берутся все белки как целое, с учетом всех особенностей изменения в онтоге -незе. В соответствии с принципом моделирования глобулярной структуры I Волькенштейн, I975J можно представить, что генетическая детерминированность пространственной организации белковых молекул будет достигаться и в том случае, если допустить возможность "относительного" кодирования, при котором передается не детальная информация о строении молекул и их изменении в онтогенезе, а лишь то, в каком соотношении должны находиться те или иные группы аминокислот. Можно предположить, что в известной мере наблюдаемое "пластическое" коди -рование повышает "помехоустойчивость" и жизнеспособность в процессе онтогенеза. Очевидно, существует сильное "давление" в процессе индивидуального развития, направленное на то, чтобы свести к минимуму радикальные изменения структуры макромолекул белков.

Совокупность полученных данных позволяет предположить , что на каждом этапе онтогенеза генерируются белковые молекулы, образующие динамическую структуру цитоплазмы, способствующую выживанию и воспроизведению организма при данных условиях окружающей среды. При этом в основе клеточной дифференцировки и изменения обмена веществ цитоплазмы лежит изменение содер -жания и физико-химических свойств белков, закономерно изме -няющихся в процессе индивидуального развития. На каждом этапе развития, соответствующему определенному уровню физиологических процессов возникает пространственно-временная струк -турная упорядоченность макромолекул белков в гомогенной системе цитоплазмы клетки. По-видимому, фазы индивидуального развития определяются кооперативным взаимодействием метаболических процессов и структурных компартментов клетки, в том числе цитоплазмы. Статистический характер биологических процессов в онтогенезе при всей их строгой детерминированности в пространстве и во времени выражается, в частности, в том , что здесь индивидуальными аказываются популяции макромолекул одного вида. Можно видеть, что изменение белков цитоплазмы в онтогенезе предполагает непрерывность структурных и функциональных перестроек. Наблюдаемые переходы белкового компонента в малой системе, каковой является цитоплазма клетки, можно трактовать как переходы между двумя макроскопическими состояниями в конечном временном интервале. При этом перест -ройхка сложной макромолекулярной системы цитоплазмы может быть детерминирована за счет множества элементарных перест -роек цитоплазматических белков. Можно предположить, что белки цитоплазмы мозга и печени кур отличаются высокой коопера -тивностыо внутримолекулярных изменений и претерпевают пере -ходы в относительно маловременном интервале в процессе индивидуального развития.

В литературе тлеются данные, указывающие на структурные перестройки мембран клетки в процессе индивидуального развития организма Гймре Ж.-Надь, 1982 J . Полученные наїли данные по изучению содержания, состава и метаболизма мембранных белков микросом мозга и печени кур также свидетельствуют об изменчивости структуры биомембран в процессе эмбрионального и постэмбрионального развития организма.

Как известно, дифференцировка тканей связана с качест -венными изменениями популяций белковых молекул, синтезируемых клетками этих тканей. Поскольку структура белковых молекул строго генетически детерминирована, то можно предположить , что наблюдаемые изменения мембранных белков являются следст -вием дифференциальной активности генов в онтогенезе, а изме -нение биомембран в процессе индивидуального развития организма является сложным пространственно-временным процессом и осуществляется за счет интеграции двух процессов. Первый заключается в возрастішх изменениях интенсивности обмена белков, приводящих к изменениям содержания периферических и интегральных белков в мембранах. Ко второму относятся изменения в структурообразовании мембран как за счет синтеза различных белков в результате дифференциальной активности генов, так и вследствие изменения комплексообразования мембранных белков друг с другом и с липидами. Очевидно, суммарный эффект этих процессов приводит к формированию на каждом этапе онтогенеза надмолекулярной структуры биомембран, удовлетворяющей термо -динамическому принципу минимума свободной энергии. Поскольку мембраны являются динамической биогетерогенной системой, а биосинтез и конформационная изменчивость макромолекул белков хронологически детерминирована в соответствии с требованиями поддержания структурной целостности мембран в течение прост -ранственно-временного процесса развития организма, то генетически заданной оказывается и структурная организация биомембран и ее изменение в онтогенезе.

Очевидно, регистрируемые изменения цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в процессе онтоге -неза следует рассматривать как закономерное преобразование состава и структуры белков, имеющее характер целостных и притом безусловно приспособительных преобразований, в значи -тельной степени детерминированных генотипом развивающегося организма.

Похожие диссертации на Изменение цитоплазматических и микросомальных белков мозга и печени кур в онтогенезе