23 июня 2011

Обратимое метилирование ДНК

Б. Ф. Ванюшин рассматривает обратимое метилирование ДНК как обязательный начальный этап активации генома, который коррелирует с функциональной активностью нейронов.

Следовательно, оно скорее отражает увеличение активности генома вообще, чем его специфическое участие в процессах обучения и памяти. Поэтому представляется неясным, какова же общая доля функционирующей ДНК в нейроне? Известно лишь, что она выше в нейронах, чем в глиальной ткани [Inoue N. et al., 1976] или в других органах и тканях [Brown I. R. et al., 1977].

В свете этих фактов В. В. Дергачев (1977) полагает, что основная часть функционирующей в нейронах ДНК связана с сателлитной ДНК ядрышек, содержащей в повторяющихся последовательностях ряд нуклеотидов и составляющей значительную часть общего количества транскрибируемой ДНК Однако S. Ohno еще в 1973 г. высказал предположение, что данный класс ДНК представлен нетранскрибируемыми последовательностями оснований, способными лишь поддерживать структурную целостность хроматина.

Необходимость определения функционирующей ДНК в нейроне очевидна, если предположить, что при обучении и запоминании изменяется лишь количество синтезирующейся ДНК. Только J. Gaito считает, что в молекуле ДНК существуют участки, ответственные за хранение информации, активация которых реализует уже существующую программу поведенческого акта. Но его мнению, это обеспечивается путем связывания гистонов, находящихся в комплексе с ДНК, нейромедиаторными веществами (например, ГАМК); дерепрессии локуса ДНК и синтеза специфических типов РНК (в частности, синаптосомальной РНК) и белка.

При этом гистоны осуществляют общую репрессию ДНК. Следовательно, синтез специфических типов РНК и белка невозможен. Однако вполне реально, что этот механизм участвует в неспецифической активации синтеза ДНК в нейроне под влиянием поступающих к нему импульсов. Особенностью генома нервных клеток является увеличение экспрессии уникальных последовательностей ДНК с возрастом животных, наиболее выраженное у человека [Крылов О. А., 1979].

Это свидетельствует об увеличивающейся специализации и дифференциации нейронов. У взрослых животных синтез ДНК, по-видимому, не играет непосредственной роли в процессах обучения ввиду отсутствия митотической активности в нейронах. Экспериментально доказано, что цитозинарабиноза, блокирующая синтез ДНК, при непосредственном введении ее в мозг золотых рыбок, не нарушает формирования долговременной памяти.

Таким образом, роль ДНК в процессах обучения и памяти, по-видимому, ограничивается лишь общим участием в синтезе других информационных макромолекул (РНК, белков), которые в большей степени характеризуют специфические функциональные свойства нервной ткани или участвуют в процессах, связанных с формированием нейронного ансамбля, синаптических соединений и изменением биоэлектрических свойств мембраны нейронов. В любом случае [Hyden H., 1978] в конце обучения развиваются устойчивые изменения синаптических белков и белков плазматических мембран, обусловливающие стойкое изменение синаптической передачи.


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



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…

Образование новых белков

Основной вопрос, который возникает при изучении роли низкомолекулярных пептидов в формировании и хранении специфических типов поведения — образуются ли в этом случае совершенно новые белки или они имеются и до обучения, но в количествах, недостаточных для проявления специфической функции данного пептида? Некоторые придерживаются именно последней точки зрения [Дергачев В. В., 1977; Shashoua V. E., 1977]….