Изучение биохимических процессов в культивируемых клетках, а также влияния различных стадий клеточного роста на вирусную инфекцию и трансформацию существенно упрощается, если циклы деления всех клеток в культуре синхронизированы. Предложено большое число методов, дающих частичную синхронизацию: химическая синхронизация с использованием соединений, обратимо влияющих на синтез ДНК или на митоз, избирательное отделение митотических клеток, а также разделение клеток по плотности с помощью седиментации.

Для необратимой остановки всех клеток на стадии метафазы можно использовать колхицин или винбластин; колцемид вызывает такой же эффект, но его действие обратимо при отмывании культуры. В основу наименее повреждающего и наиболее эффективного метода синхронизации для клеток, растущих в монослоях, положен тот факт, что клетки в метафазе округлены и неплотно прикреплены к поверхности стекла. Такие клетки удаляют из монослоя неделящихся клеток путем мягкого отмывания, и через много часов у потомков этих клеток обнаруживается значительная синхронность. Однако выход клеток низок, так как в любое данное время лишь небольшой процент клеток в культуре проходит стадию митоза.

Выход можно существенно повысить, сочетая приведенный выше метод получения митоти-ческих клеток с синхронизацией их путем добавления в культуру высоких концентраций тимидина, подавляющего синтез ДНК (Зёрос, 1962). Инкубацию с тимидином (2 мМ) проводят достаточно долго (24 ч), с тем чтобы все клетки подошли к S-фазе, затем блок снимают, в результате чего все клетки заканчивают синтез ДНК и переходят в фазу G2. Через 8 ч снова добавляют избыток тимидина, и за это время все клетки накапливаются в начале S-фазы (Пак, 1964). При сочетании этого метода с отмыванием митотических клеток в культуре можно синхронизировать до 95% клеток.

Синхронизированные популяции суспензионных культур можно получить, наслаивая клетки на столбик среды. Более крупные клетки (в S- и G2-фазах) опускаются через слой среды быстрее; практически все клетки, остающиеся в нескольких верхних миллилитрах, находятся в фазе G1. Эти клетки можно легко собрать; в течение одного или двух поколений их рост синхронен (Шел и Мак-Клеланд, 1971).

Биохимия живых клеток

Биохимические исследования вирусов животных посвящены в основном двум проблемам: во-первых, каким образом попадание в клетку нуклеиновой кислоты цитоцидных вирусов приводит к синтезу вирусных нуклеиновых кислот и белков и как эти продукты собираются в частицы вирусного потомства и, во-вторых, каким образом заражение опухолеродными вирусами вызывает злокачественные изменения в поведении клетки. Хотя эти проблемы все еще очень далеки от разрешения, за прошедшие несколько лет наши знания по обоим вопросам значительно расширились.
Такой прогресс стал возможен благодаря достижениям молекулярной биологии.

По молекулярной биологии прокариотов имеется прекрасное руководство Уотсона (1970), а в этой статье мы кратко опишем механизм выражения генов, т. е. механизм процесса, посредством которого информация, закодированная в хромосомной ДНК, приводит к образованию белка в клетках высших организмов.

Последовательность аминокислот в любом белке определяется последовательностью нуклеотидов в соответствующем участке ДНК. Эта зависимость называется генетическим кодом, который, судя по всему, един для всех организмов. Перенос генетической информации от ДНК к белку осуществляется при участии информационной РНК (матричной РНК, мРНК). Нуклеотидная последовательность транскрибируется с образованием мРНК, которая поступает в цитоплазму, где присоединяется к рибосомам — месту синтеза белка.

Группы из трех нуклеотидов (кодоны) читаются в направлении от 5'-к 3'-концу мРНК молекулами транспортной РНК, несущими аминокислоты. Белки синтезируются от N-конца к С-концу, так что аминокислоты добавляются к свободной карбоксильной группе растущей полипептидной цепи. На конце информационной последовательности РНК рибосомы встречают один или более специальных кодонов — сигналов терминации цепи. Вновь синтезированные полипептидные цепи высвобождаются и принимают правильную трехмерную конфигурацию. Эти принципы, лежащие в основе механизма синтеза белка, очень сходны у всех живых существ.

- Читать далее "Строение хромосом. Структура хромосом"