12345
Programowana śmierć komórki - regulacja rozwoju i... nadzieja
Janina Kaczanowska
Wydział Biologii Uniwersytetu Warszawskiego
Andrzej Kaczanowski
Wydział Biologii Uniwersytetu Warszawskiego
 

Organizmy wielokomórkowe - czy to rośliny, czy też zwierzęta - rozwijają się w sposób zaprogramowany, zgodnie z informacją genetyczną, zakodowaną w ich genomie. Po okresie embriogenezy i rozwoju formy młodocianej zwykle nastaje okres dojrzałości płciowej, która wyraża się wytwarzaniem gamet. Po zlaniu się dwóch gamet pochodzących na ogół od dwóch partnerów w procesie zapłodnienia powstaje zygota, z której rozwija się nowy organizm. A tymczasem organizmy rodzicielskie starzeją się i w końcu giną. Życie i śmierć jednostkowych bytów osobniczych składają się zatem na ciąg kolejnych pokoleń. Tak toczy się nasz świat żywych organizmów. To jednak refleksja ogólna i nie będziemy tego wątku tu dalej rozwijać.

Naszą uwagę natomiast skupimy teraz na tym, co dzieje się w pojedynczym osobniku, czyli w trakcie jego ontogenezy. W czasie rozwoju i trwania osobnika zachodzi bowiem z jednej strony ciągły przyrost liczby komórek, a z drugiej stopniowa, bezobjawowa eliminacja pewnych komórek - jak się domyślamy - już „zużytych” lub uszkodzonych. Takie zjawiska występują również w naszym ludzkim (zupełnie zdrowym!) organizmie: co kilka dni odbywa się całkowita wymiana nabłonka jelita cienkiego, nieustannie zachodzi trochę wolniejsza wymiana składników komórkowych krwi i trudno dostrzegalna, powolna wymiana wszystkich pozostałych komórek - nawet najbardziej stabilnych komórek nerwowych. Eliminacja pewnych komórek, jak się wydaje, wpisana jest także w normalny program rozwoju osobniczego. Przykładem tego zjawiska może być powszechnie znany proces stopniowej utraty ogona przez kijankę w okresie jej przeobrażania się w żabkę. Komórki różnych tkanek ogona kijanki powoli giną wraz z jego stopniowym skracaniem się i „marnieniem”.

Możemy wobec tego zapytać, czy los poszczególnych komórek w organizmie jest prawidłowością statystyczną, a zatem - skoro liczba podziałów oznacza przyrost masy danego osobnika - czy mechanizmy kontrolne działają na całość organizmu poprzez eliminację nadmiernej liczby komórek z ewentualną regionalizacją tego procesu na przykład w części ogonowej kijanki? Rozumowanie to jest zasadne, bo przecież redukcję masy ciała obserwujemy w warunkach braku dostępnego pokarmu u organizmów niedożywionych w przypadku tak zwanej dystrofii głodowej. Takie zjawiska nie pomagają nam jednak w odpowiedzi na pytanie o genezę regionalnej utraty ogona kijanki w określonej fazie rozwoju w optymalnych warunkach odżywiania. Może zatem śmierć komórek jest w jakiś specjalny sposób zapisana w genomie i dotyczy określonych komórek w odpowiednim stadium rozwoju?

Nasze pytanie więc brzmi: czy śmierć poszczególnych komórek organizmu jest zjawiskiem z góry genetycznie zaprogramowanym? A jeśli tak, to w jaki sposób program rozwoju, uwzględniający programowaną śmierć poszczególnych komórek, jest zapisywany i odczytywany w materiale genetycznym (DNA) danego osobnika?

Strategia badań nad programowaną śmiercią komórki

Dwaj Brytyjczycy Sydney Brenner i John E. Sulston na przełomie lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych XX wieku postanowili zbadać, jak przebiegają kolejne podziały komórek w trakcie rozwoju małego wolnożyjącego organizmu. Uznali, że do przeprowadzenia takich badań należy wybrać zwierzątko niewielkie i przezroczyste, aby pod mikroskopem można było zaobserwować wszystkie kolejne podziały komórek. Chcieli zarazem znaleźć obiekt charakteryzujący się wyraźnymi, łatwo uchwytnymi stadiami rozwoju oraz składający się ze stałej liczby komórek po osiągnięciu dojrzałości płciowej. Zależało im również na tym, by był to organizm rozdzielnopłciowy, aby można było prowadzić badania genetyczne drogą krzyżówek. A także, aby był on stosunkowo łatwy w hodowli oraz cechował się szybkim rozwojem i silną rozrodczością, co pozwoliłoby na uzyskiwanie szybko powtarzalnych rezultatów. Okazało się, że wszystkie te kryteria spełnia mały, milimetrowej długości, wolno żyjący nicień Caenorhabditis elegans.

12345
powrót na górę strony
Wykład
Programowana śmierć komórki - regulacja rozwoju i... nadzieja
Strona
1/5
Autorzy
Wydział Biologii Uniwersytetu Warszawskiego
Wydział Biologii Uniwersytetu Warszawskiego
Kliknij nazwisko autora, aby zobaczyć notkę biograficzną w serwisie Nauka Polska