Андрей Шляхов - Генетика для начинающих

Всех поименно мы вспоминать не станем, познакомимся поближе только с главным, если можно так выразиться, – геном апоптоза по имени «TP53» (читается «ти-пи пятьдесят три»), который расположен на семнадцатой хромосоме. Ген ТР53 кодирует синтез белка под названием р53 («пи пятьдесят три» или «пэ пятьдесят три»), состоящего из трехсот девяносто трех аминокислотных остатков. В нормальном состоянии, то есть пока все хорошо, белок p53 находится в клетке в неактивной форме. Он активируется в ответ на повреждения клеточной ДНК, вызванные различными факторами, начиная с облучения и заканчивая проникновением вируса. Активированный белок p53 управляет процессом репарации («починки») ДНК. Если же повреждение ДНК настолько масштабно, что ликвидировать его невозможно, белок p53 запускает транскрипцию нескольких генов – активаторов апоптоза и принимает меры, которые приводят к стимуляции рецепторов клеточной смерти. Не стимулирует их непосредственно, а принимает меры – активирует один белок, который блокирует действие белка, блокирующего рецепторный белок… Без поллитры, как говорится, в действиях этой цепочки белков-посредников может разобраться только тот, кто ее создал. Нам с вами достаточно знать, что, кроме запуска транскрипции генов-активаторов, белок p53 также обеспечивает стимуляцию рецепторов клеточной смерти, то есть «включает» апоптоз двояким образом. Так надежнее.

Хрен редьки, как известно, не слаще. Поступил сигнал извне или изнутри, итог один – пора умирать. Следом за сигнальной фазой следует эффекторная. Специальные ферменты начинают разрушать все клеточные структуры. Ядро тоже разрушается на отдельные фрагменты, окруженные ядерной оболочкой. Можно сказать, что ядро распадается на несколько маленьких «ядрышек». Выхода хроматина в цитоплазму при апоптозе не происходит.

Если при некрозе, одновременно с разрушением прочих клеточных структур, разрушается и мембрана клетки, что приводит к выходу продуктов распада в межклеточное пространство и вызывает воспалительную реакцию, то при апоптозе мембрана остается целой. Цитоплазма уменьшается в объеме, в результате чего в клеточной мембране образуются «впячивания». Разделенные впячиваниями участки цитоплазмы обособляются – в процессе апоптоза умирающая клетка распадается на отдельные фрагменты, которые называются апоптотическими тельцами. Тельца эти ограничены мембраной. В межклеточное пространство из умирающей клетки ничего не «выливается». Все биологические отходы пакуются в виде апоптотических телец – происходит цивилизованная утилизация. Тельце может содержать фрагмент клеточного ядра, а может и не содержать. Содержимое тельца определяется произвольно.

Распад клетки на апоптотические тельца происходит в третью, заключительную фазу апоптоза – фазу деградации.

Апоптотические тельца практически сразу же поглощаются макрофагами – клетками иммунной системы, поедающими и переваривающими все ненужное или опасное (например, бактерии). Вместо макрофагов тельца могут поедать обычные соседние клетки, которым всегда пригодится «стройматериал».

Была клетка – и нет ее. Грустно, конечно. Любая утрата навевает грусть… Но сильно убиваться не стоит, ведь, помимо апоптоза, в организме происходит пролиферация – процесс размножения клеток. Одна клетка умрет – другая родится, все в дело годится.

Отдадим должное героизму генов, запускающих процесс апоптоза. Они знают, что сами тоже погибнут, вместе со всей клеткой, но тем не менее делают свое дело. Приказы не обсуждаются! Если вам интересно, что происходит с ДНК при апоптозе, то знайте, что ДНК и РНК разрезаются ферментами-нуклеазами на фрагменты. Сначала – на крупные, затем – на мелкие (примерно в двести пар нуклеотидов). Дальнейшая утилизация фрагментов нуклеиновых кислот происходит в тех клетках, которые поглотили апоптотические тельца.

Благодаря апоптозу в многоклеточных организмах поддерживается клеточный гомеостаз – постоянство клеточного состава. Это раз.

Благодаря апоптозу обеспечивается правильное протекание различных физиологических процессов в организме, начиная с эмбрионального развития и заканчивая менструальным циклом. Это два.

Благодаря апоптозу уничтожаются потенциально опасные и генетически дефектные клетки. Механизм апоптоза является составной частью ряда жизненно важных функций иммунной системы. Это три.

Апоптоз – естественный процесс, а все естественные процессы протекают сбалансированно. Апоптоза (как и всего другого) должно быть ровно столько, сколько нужно. Не надо думать, что замедление темпов программируемой гибели клеток может пойти на пользу организму. Как в случае усиления, так и в случае подавления апоптоза в организме развиваются болезненные (или как говорят медики – патологические) процессы.