23 июня 2011

Среднее количество ДНК в диплоидном ядре

Среднее количество ДНК в диплоидном ядре во всех клетках, включая и мозговую ткань, является постоянным. Различия в уровне ДНК по структурам мозга крайне незначительны, однако в мозжечке различных животных количество ДНК в 6 раз превышает ее содержание в коре больших полушарий [Friede H., 1966]. Обычно ядра нейронов имеют диплоидный набор, тогда как при определенных условиях в глиальных клетках можно обнаружить полиплоидные, в частности окта или тетраплоидные, ядра [Mcllwain D. L. et al., 1976].

Однако и в нейронах иногда обнаруживается полиплоидия ядер. Больше всего полиплоидных ядер было найдено в нейронах коры больших полушарий, мозжечка, гиппокампа и спинного мозга, причем их количество было непостоянным. По мнению В. В. Дергачева (1977) и О. А. Крылова (1979), увеличение числа полиплоидных ядер в нейронах этих структур связано со значительной интенсификацией их функций.

Действительно, прямые доказательства активации генетического аппарата нейронов в ответ на внешний сигнал были получены в экспериментах С. D. Cone с сотр. (1976) на спинном мозге кур. Было показано, что в культуре зрелых нейронов при длительной деполяризации, вызванной добавлением в питательную среду уабаина, вератридина или грамицидина, происходят истинная репликация ДНК и значительное повышение ее синтеза. Авторы предположили, что уровень внутриклеточных катионов, определяющий состояние трансмембранного потенциала нейрона, определяет и функциональную активность ДНК нейрона.

Не исключено, что и в условиях in vivo уровень активности нейрона также определяется активностью его генетического аппарата. Это предположение подтверждается результатами изучения включения 3Нтимидина в ядерную ДНК гранулярных нейронов гиппокампа у крыс в раннем постнатальном периоде.

Данные получены на крысах, находившихся в условиях сенсорной депривации и ограничения двигательной активности, и на крысах, содержащихся в обычных условиях. Оказалось, что у крыс 45дневного возраста, содержащихся в обычных условиях, включение 3Нтимидина в ДНК происходило в 6 раз интенсивнее, чем у изолированных животных [Крылов О. А., 1979]. Интересно, что систематическая электростимуляция увеличивала степень полиплоидии ДНК даже в крупных пирамидных нейронах коры головного мозга.

Поэтому некоторые полагают, что геном нейрона может принимать непосредственное участие и в механизмах формирования индивидуально приобретенных навыков [Ванюшин Б. Ф. и др., 1974]. В качестве доказательства приводятся данные об усилении метилирования ДНК в нейронах коры больших полушарий и гиппокампа крыс в процессе выработки у них стойкого условного рефлекса и накопления, в частности 5-метилцитозина. По данным Л. В. Гуськовой и др. (1978), увеличение уровня метилирования ДНК в коре и гиппокампе крыс наблюдается при диссоциированном обучении.

Обратимые изменения структуры ДНК мозга крыс наблюдались рядом авторов в процессе формирования пищевых условных рефлексов. Уровень метилирования ДНК коры головного мозга, гиппокампа и мозжечка у животных возрастал в процессе выработки условного рефлекса, однако по мере его закрепления он снижался до исходного. Кроме того, отмечено, что метилирование, предшествующее транскрипции и последующему синтезу белка, наблюдается и при других процессах (дифференцировка клеток, старение), не связанных с запоминанием информации.

По-видимому, в данном случае речь идет о пострепликативном метилировании ДНК, относящимся к ее повторяющимся последовательностям. Оно, как правило, обратимо и наблюдается в регуляторных участках генома, причем его скорость коррелирует со скоростью накопления гормонрецепторных комплексов в ядре и хроматине, с кинетикой транскрипции и индуцированного белкового синтеза.


«Нейрохимические и функциональные основы долговременной памяти»,
Ю.С. Бродкин, Ю.В. Зайцев



Белки головного мозга в соответствии с их функциями подразделяют на структурные, регуляторные (ферменты, гормоны) и рецепторные, локализующиеся преимущественно в области синаптических мембран. Такое деление в известной степени условно, поскольку один и тот же белок может участвовать в различных процессах. Основные данные о структуре и функциях нейроспецифических белков головного мозга были получены в течение последних 15—18…

Полагают [Moore B. W., 1973], что S-100 синтезируется преимущественно в астроцитах, олигодендроцитах. Однако некоторые исследователи обнаруживают его и в нейронах, где он присутствует главным образом в мембраносвязанной форме. В настоящее время довольно подробно изучена динамика накопления S100 в онтогенезе в мозге разных животных. Так, у новорожденных морских свинок его уровень чрезвычайно высок, а его распределение…

Изменения синтеза белка S-100, которые происходят при сенсорной стимуляции и запоминании вырабатываемых навыков, описаны Н. Hyden [Hyden H., 1977, 1979]. Так, при обучении крыс получать пищу непредпочитаемой лапой он наблюдал избирательное накопление белка в гиппокампе через 4 дня после обучения, причем этот процесс сопровождался нарастанием уровня ионов Са++. Параллельно отмечалось повышение включения 14С-лейцина в высокомолекулярные…

В отличие от S-100 и других кислых белков, белок 14-3-2, выделенный впервые из мозга быка [Grasso A. et al, 1969], локализуется исключительно в нейронах. Его относительная молекулярная масса составляет 46 000—50 000. Интересно, что он обнаружен в мозге всех млекопитающих. Предполагается, что этот белок является основным компонентом растворимых белков в синаптосомах (Grasso A. et al.,…

Чрезвычайно важным, по мнению G. Ungar, является соблюдение временного интервала между инъекцией мозгового экстракта доноров и проверкой навыка у реципиента, между временем последнего сеанса обучения и получением мозгового экстракта, которое должно составлять, по мнению автора, соответственно не менее 10 и 6 дней. Характерно, что химический перенос вырабатываемого навыка наблюдался и в том случае, когда животных-реципиентов…