Grzybień biały
Z a le c o n o d o b ib lio te k n a u c z y c ie ls k ic h i lic e a ln y c h p is m e m M in is te r s tw a O ś w ia ty n r IV /O c-2734/47
T R E S C Z E S Z Y T U 5 (2091)
A l e k s a n d r o w i c z J ., W iz ja p r o f ila k t y k i z a w a łó w i n o w o tw o ró w . . 113
S r e b r o Z ., J a k r e g u lo w a n a je s t c z y n n o ść g e n ó w ... 115
M a ł e c k i J ., S k a ły m s z y w io ło w e z p o ls k ie g o m i o c e n u ... 118
K a b a s a T ., M i o d o w o d y ... 121
P a j o r W . J ., H o m o h o m in i lu p u s e s t, a lia s rz e c z o tr u c iz n a c h n a p r z e s tr z e n i w ie k ó w ...1 2 2 K a r p a M ., G rz y b ie n ie b ia łe i p o k r e w n e im r o ś l i n y ... 126
M a r k s A ., P r o g r a m n a u k o w y w y p r a w y „ A p o llo 14” ... 129
D ro b ia z g i p rz y ro d n ic z e Co n o w e g o z m a t e r i ą ją d r o w ą ? (B r. K u c h o w i c z ) ...130
F ito h e m o g lu ty n in y (Z. R a j k o w s k i ) ... 131
D o b ry p r z y k ła d r e g e n e r a c ji tr a u m a t y c z n e j (W . B u ła w a ) . . . . . 132
K ik u tn ic e (Cz. J u r a ) ...132
K r o n ik a n a u k o w a M a r ia n K o c z w a ra (1893— 1 9 7 0 ) ... 132
R o z m a ito śc i ... 133
R e c e n z je S. S k o w r o n : B io lo g ic z n a s z k o ła k r a k o w s k a (R. J . W o jtu s ia k ) . . 134
A . K i i m a j , St . R u t k o w i c z , F. S t a f f : A tla s r y b p ó łn o c n e g o A tla n t y k u (Z. G r o d z i ń s k i ) ... 135
J . D. E b e r t : B io lo g ia ro z w o ju (H . K r z a n o w s k a ) ... 135
A . V i l l i e r s : M o rz e K o ra lo w e (L . S a w ic k i) . . . . . . . 135
A . F . F r a s e r : R e p r o d u c tiv e b e h a v io u r i n u n g u la te s (J . B ib o rs k i) . 136 S p r a w o z d a n ia S p r a w o z d a n ie z d z ia ła ln o ś c i K a to w ic k ie g o O d d z ia łu P T P im . K o p e r n ik a 137 S p ra w o z d a n ie z d z ia ła ln o ś c i Ł ó d z k ie g o O d d z ia łu P T P im . K o p e rn ik a z a I I p ó łro c z e 1970 r ...137
S p ra w o z d a n ie z d z ia ła ln o ś c i B y d g o s k ie g o O d d z ia łu P T P im . K o p e r n ik a z a 1970 r ... 138
I I S e s ja N a u k o w a P r z y r o d n ik ó w Ś lą s k ic h p o ś w ię c o n a w a r u n k o m p r z y ro d n ic z y m G ó rn o ś lą s k ie g o O k rę g u P rz e m y s ło w e g o (B. Z y sk a ) . . . 138
S e k c ja F o to g r a f ii N a u k o w e j Z w ią z k u P o ls k ic h A r ty s tó w F o to g r a fik ó w (J . M i e r z e c k a ) ...139
S p i s p l a n s z
la . H I N C K S I N A CF. F L U S T R O I D E S (H in c k s). M s z y w io l z r z ę d u C h e ilo s to m a ta . F o t. J . M a łe c k i
Ib . S C H I Z O P O R E L L A U N I C O R N I S (J o h n s to n ) . M sz y w io ł z r z ę d u C h e ilo sto m a ta . F o t. J . M a łe c k i
II. F R A G M E N T W A P IE N IA M S Z Y W IO Ł O W E G O z b u d o w a n e g o z k o lo n ii n a le ż ą c y c h d o g a tu n k u F u n g e lla m u lti fi d a B u sk . P o w . 6 X . F o t. J . M a łe c k i
I l i a . K IK U T N IC A , P a n to p o d a O c e a n A tla n ty c k i. F o t. S. K u ja w a
I l l b . K IK U T N IC A , P a n to p o d a O. A tla n ty c k i. W y s tę p u je w ś r ó d g lo n ó w , s tu łb io p ła - w ó w , m sz y w io łó w . N ie k ie d y n a ic h d łu g ic h n o g a c h z n a jd u je m y k o k o n y p ija w e k m o r s k ic h . F o t. S. K u ja w a
IV a. Ż U R A W w g n ie ź d z ie . F o t. W . P u c h a ls k i IV b . P IS K L Ę T A Ż U R A W IA . F o t. W . P u c h a ls k i
O k ł a d k a : G R Z Y B IE Ń B IA Ł Y , N y m p h a e a a lb a L . R o ś lin a c h ro n io n a . F o t. Z. P n ie w s k i
P I S M O P R Z Y R O D N I C Z E
O R G A N P O L S K I E G O T O W A R Z Y S T W A P R Z Y R O D N I K Ó W IM. K O P E R N I K A
(R o k z a ło ż e n ia 1875)
M AJ 1971 ZESZYT 5 (2091)
J U L IA N A L E K S A N D R O W IC Z (K rak ó w )
W IZJA P R O F IL A K T Y K I Z A W A Ł Ó W I N O W O T W O R Ó W
Z daw na znane są różnice w częstości geo
graficznego rozmieszczenia chorób układu serco- wo-naczyniowego oraz nowotworów.
Zjawiska te w ystępują szczególnie w yraźnie w toku porów nyw ania m etodam i epidemiolo
gicznymi częstości zgonów z powodu tych cho
rób w różnych częściach świata, w różnych k ra
jach, w różnych naw et mniejszych obszarach geograficznych.
Z danych WHO w ynika, że w r. 1961 zmarło w Japonii na choroby serca na tle miażdżycy (a więc zawały i u d ary krw i do mózgu) zaledwie
2 2 ludzi na 1 0 0 0 0 0 mieszkańców w ciągu roku.
W tym sam ym czasie wskaźnik zgonów w Fin
landii był wysoki, bo aż 146,7, jeszcze wyższy w Danii — 211,0, a najwyższy — 274,6 w USA.
W tym sam ym roku wskaźnik zgonów z po
wodu nowotworów układu lim foretikularnego i krwiotwórczego by ł również w Japonii bardzo niski i wynosił 3,01, w Finlandii — 10,0 w Danii — 16,0, zaś w USA — 17,6.
Odnosi się w rażenie, że w niektórych krajach istnieje równoległość między wskaźnikam i um ieralności na choroby układu sercowo-naczy- niowego n atu ry miażdżycowej i n a choroby
układu lim foretikularnego i krwiotwórczego na
tu ry nowotworowej.
I tak np. w Wenezueli, Hiszpanii i Japonii wskaźniki um ieralności z powodu miażdżycy w ahają się od 22,0—23,6, a więc są najniższe w świecie. Podobnie też są tam najniższe wskaź
niki um ieralności na now otw ory układu limfo
retikularnego łącznie z białaczkami i w ahają się w granicach 3,6—5,3.
Dostrzeżenie różnic w rozprzestrzenianiu się chorób, których przyczyny nie są dotąd dosta
tecznie dobrze poznane, sugeruje istnienie związku ze środowiskiem n atu raln y m człowie
ka.
Wielu autorów wiąże różnice w zachorowal
ności z różnym składem m ikroelem entów w gle
bie i wodzie, k tó ry je st uw arunkow any stru k tu rą geologiczną lub działalnością człowieka, zmieniającego w toku procesu upraw y i chemi
zacji gleby natu raln y stosunek i zawartość mikroelementów.
W ielokrotnie spostrzegana równoległość w zachorowaniu n a obydwie — tak różne w swej istocie — grupy chorób, jak zawały i no
w otwory, sugeruje istnienie mechanizmów pa-
17
114
togenetycznych w zaburzonej równowadze n a turalnego środowiska człowieka.
Na konferencji w Houston 21. 11. 1970, H. I. S a u e r , C. J. M a r i e n f e l d i R. S, C a r t w r i g h t przedstaw ili geogra
ficzne rozmieszczenie chorób układu sercowo- naczyniowego n a tu ry miażdżycowej i now o
tw orów w USA.
Z ich badań w ynika, że istnieją stan y w USA, w których zaznaczają się wysokie w skaźniki um ieralności zarówno z powodu chorób nowo
tw orow ych, jak i układu sercowo-naczyniowego.
I tak np. zarejestrow ano na H awajach, w połud
niowej Georgii, płd. Luizjanie, w północnej i po
łudniowej K arolinie oraz Newadzie u białych mężczyzn w w ieku la t 4 5 - 64, w latach 1959 - -1961, najw yższe w skaźniki um ieralności z po
w odu chorób układu sercowo-naczyniowego, bo wynoszące 928,6 - 1258,9. Również na H aw ajach, w Luizjanie, wschodniej Florydzie, Newadzie stw ierdzono najw yższe w skaźniki dla nowo
tworów złośliwych wynoszące 314,9 - 409,1 u mężczyzn w w ieku lat 35 - 74.
W dążeniu do w yjaśnienia tych zjaw isk zw ró
cono uw agę na koncentrację m ikroelem entów w wodzie i glebie oraz w produktach spożyw
czych ja k jarzyn y i owoce.
Na sym pozjum pt. M inor M etals o f the Geo- chemical E nvironm ent — H ealth and Diseases, które odbyło się w Chicago 30 g rudnia 1970 r.
H. T. S h a c k l e t t e i H. I. S e u e r przed
staw ili różnice stru k tu ry geochemicznej istnie
jące w 2 przestrzeniach geograficznych stanu Georgia o w yraźnej różnicy w skaźnika zacho
rowalności n a m iażdżyce układu sercow o-naczy- niowego. W przestrzeni geograficznej, obejm u
jącej 11 powiatów, o w skaźniku w ynoszącym 1151 - 1446 (10 lat) 100 000 w porów naniu do przestrzeni, której w skaźnik w ynosił 560 - 682 w glebie i wodzie, stw ierdzono znaczne obniże
nie m ikroelem entów jak magnez, w apń, potas, mangan, żelazo, miedź, bor, glin, fosfor, ty tan , w anad, zaś w ysoką koncentrację cyrkonu.
Wielu badaczy stw ierdza również, że tereny o niskiej śm iertelności zaw ierają w odę tw ardą, a gleba dużą domieszkę m inerałów pochodzą
cych z erozji rozmaitego typ u skał. N atom iast teren y charakteryzujące się w ysoką śm iertel
nością posiadają glebę pochodzącą z osadów mórz i często są podmokłe, kw aśne i pozbawio
n e wielu chemicznych składników.
Godne uw agi je st też spostrzeżenie P ie rre D e 1 b e t z lat trzydziestych naszego stulecia, k tó ry w interesujących publikacjach udow ad
niał, że n a terenach F ran cji o podłożu dolomi
tow ym choroby now otw orowe są znacznie rzad
sze niż w departam entach o innych stru k tu rac h geologicznych.
Nasze zespołowe badania prow adzone wspól
nie z W yższą Szkołą Rolniczą, z k atedram i prof.
prof. L i t y ń s k i e g o i K o m o r n i c k i e g o dowodzą, że w środowiskach ch ara k tery zu ją
cych się częstym w ystępow aniem now otw orów u ludzi i białaczek u zwierząt, jak w stacji doświadczalnej WSR Okocim-Pomianowa, Lisz
ki, K rzywaczka, Załęże, M arglowice, zaw artość m agnezu w wodzie i glebie jest szczególnie
niska, podobnie jak niska je st zawartość Cu, Fe, a w ysoka SiC>2-
Nie można oprzeć się wrażeniu, że w tych środowiskach, w których m niejsza jest zaw ar
tość miedzi, powodowana przez stru k tu rę geo
logiczną lub działalność człowieka, szczególnie obficie rozrastają się grzyby i pleśniowce, które w yw ierają potężne działanie rakotwórcze, jak np. A spergillus flavus. M etabolit tego grzyba je st najsilniejszym ze znanych biologicznych czynników onkogennych dla św iata zwierząt, a w ięc zapewne też i dla ludzi.
Równoległość w częstości w ystępow ania cho
rób pochodzenia miażdżycowego oraz nowo
tw orów zwłaszcza układu lim foretikularnego dostrzegane w różnych częściach świata, róż
nych krajach i m ałych przestrzeniach geogra
ficznych, su geruje istnienie wpływów ekolo
gicznych, k tó re w arunkują arteriosklerozę i onkogenezę.
Spośród czynników ekologicznych zwraca się współcześnie uwagę na zespoły niektórych m ikroelem entów ja k Ca/Mg, zdające się mieć szczególne znaczenie w pow staw aniu obu tych chorób, choć tak różnych w swej istocie.
Za słusznością tej hipotezy przem aw iają fak
ty dowodzące, że na Dalekim Wschodzie zarów
no miażdżyca i zaw ały serca, ja k i białaczki lim fatyczne u ludzi i bydła są rzadkie, oraz że ludność tych krajów otrzym uje w ielokrotnie więcej Mg z pokarm am i niż populacje zamiesz
kujące teren y np. nadbałtyckie. A k raje nad
bałtyckie posiadają najwyższe w skaźniki za
chorowalności na zawały i białaczki limfatyczne u ludzi i bydła.
Zaw artość Mg w glebie i wodzie odbija się na jego zaw artości w świecie roślinnym i zwierzę
cym, a więc i n a diecie człowieka. Skład m ikro
elem entów zależny jest, jak wiemy, od stru k tu ry geologicznej gleby, a więc i mineralnego składu w ody. źródlanej oraz działalności czło
wieka, k tó ry nawożąc glebę NPK powoduje drogą znanego antageniam u chemicznego zubo
żenie jej w Mg, Cu, Fe itp.
Te spostrzeżenia epidemiologiczno-ekologicz- ne znalazły cenne potw ierdzenie w pracach doświadczalnych z dziedziny myokardiologii i leukozologii, jak ie prowadzone są dziś w p ra
cowniach naukow ych całego świata.
Kardiolodzy z M ontrealu H. A. H e g g t v e i t, P. H. T a n s e r i B. M. H u n t dowiedli, że niedobór Mg sprzyja niemiarowości i nasila zjawisko niedotlenienia m ięśnia serca. Ponadto stwierdzono, że niedobór tych jonów zaburza procesy m etaboliczne mięśnia serca, uszkadza m itochondria i doprowadza do m artw icy.
Stw ierdzono również, że średnia zawartość Mg w sercu zdrowego człowieka, który zm arł nagłą traum atyczną śmiercią, w ynosi 87,44 m Eq/kg, natom iast w sercu zmarłego z powodu zaw ału blisko o połowę m niej.
K anadyjscy uczeni sugerują przeto leczenie niedotlenienia m ięśnia serca roztw oram i m agne
zu.
F akt, że pierw iastek ten wchodzi w skład co najm niej 36 grup prostetycznych różnych en
zymów, że katalizuje reakcję ATP-ADP, której
przebieg w arunkuje m. in. syntezę białek, kwa
sów nukleinowych, glikolizę itd. może w pły
wać na każdą funkcję u stro ju a więc również i w arunkujące procesy nowotworowe i zaburze
nia metaboliczne mięśnia serca.
Obecnie wyzwala się już mięsaki limfatyczne dietą o niedoborze Mg, u samczyków szczurów ze szczepów opornych na choroby nowotworowe (jak to w ykazali P ierre B o i s z M ontrealu, B a t t i f o r a z K alifornii i S t a c h u r a z K ra
kowa). Jest to zrozumiałe, gdyż wiadomo już, że Mg jest „stabilizatorem ” chromosomów, jak wykazał Goldberg, a więc przeciwdziała dzia
łaniu czynników m utacyjnych i teratogennych w arunkujących m. in. leukogenezę. Niedobór
więc Mg sprzyja chorobom nowotworowym i zjawiskom m utacyjnym . Przyszłość pokaże czy w yniki tych badań stworzą możliwości sku
tecznej profilaktyki miażdżycy i białaczek lim- fatycznych dzięki uzupełnianiu niedoboru Mg, tak jak dziś skutecznie przeciwdziałamy ende- miom wola jodem czy próchnicy zębów fluorem.
Zespołowym wysiłkiem katedr Wyższej Szkoły Rolniczej w Krakowie, Stacji Chemii Rolnej, Wojewódzkiej Rady Narodowej oraz Kliniki Hematologicznej podjęto już pierwsze próby uzupełniającego nawożenia gleby dolo
mitem, zwłaszcza powiatów o wysokich wskaź
nikach białaczkowych.
115
Z B IG N IE W S R E B R O (K ra k ó w )
JAK R E G U L O W A N A JEST CZYNNOŚĆ G E N Ó W
D z isia j tr u iz m e m j e s t ju ż s tw ie rd z e n ie , że i n s t r u k c je d la c zy n n o ści ż y c io w y c h k o m ó rk i z a k o d o w a n e są w se k w e n c ji n u k le o ty d ó w k w a s u d e s o k s y ry b o n u k le in o - w eg o m a t e r i a łu d z ie d z ic z n e g o gen ó w . C zy n n o ść g en ó w s p r o w a d z a się d o p rz e p is y w a n ia te j in s tr u k c j i i tł u m a c z e n ia je j n a ję z y k k o le jn o ś c i a m in o k w a s ó w w s y n te ty z o w a n y c h w k o m ó rc e c z ą s te c z k a c h b ia łe k . R ó żn a s t r u k t u r a i f u n k c j a k o m ó r e k , d e te r m in o w a n a g e n e ty c z n ie , za le ż y w ię c o s ta te c z n ie o d ro d z a ju i ilo śc i p r o d u k o w a n y c h p rz e z n ią s p e c y fic z n y c h b ia łe k e n z y m a ty c z n y c h i s t r u k tu r a ln y c h . R ó ż n o ro d n o ść s t r u k tu r y i fu n k c ji, ja k o z a le ż n a o d o b e c n o śc i ja k o ś c io w o i ilo ś ciow o ró ż n y c h b ia łe k , m o że d o jś ć d o s k u tk u , g d y h e - te r o k a ta lity c z n a cz y n n o ść g e n ó w p o d le g a w y b ió rc z e j k o n tro li.
K o n tro la h e te r o k a ta lity c z n e j c zy n n o ści g en ó w z a c h o dzić m o że z a s a d n ic z o n a d w ó c h p o z io m a c h : t r a n s k r y p c ji i tr a n s la c ji.
P o d p o ję c ie m tr a n s k r y p c j i ro z u m ie m y p rz e p is y w a n ie in f o r m a c ji g e n e ty c z n e j z k w a s u d e s o k s y ry b o n u k le - in o w e g o (DNA ) n a k w a s ry b o n u k le in o w y (RNA).
T r a n s la c ja o z n a c z a s a m p ro c e s sy n te z y b ia łe k , w k tó ry m in f o r m a c ja w y ra ż o n a w k o le jn o ś c i n u k le o ty d ó w w R N A in f o rm a c y jn y m (i-R N A ) z o s ta je p r z e t łu m a czo n a n a o d p o w ie d n ią k o le jn o ś ć a m in o k w a s ó w w s y n te ty z o w a n e j c z ą ste c z c e b ia łk a .
H isto ry c z n ie rzecz b io rą c ró ż n e te o r ie o ra z b a d a n ia e k s p e r y m e n ta ln e m a ją c e n a c e lu w y ja ś n ie n ie m e c h a n iz m u p ro c e s u tr a n s k r y p c j i i je g o r e g u la c ji p o ja w iły się w c z e śn ie j n iż o d n o sz ą c e się d o tr a n s la c ji, a n a u k a w o s ta tn ic h d z ie s ię c io le c ia c h z a n o to w a ła b a rd z o duży p o s tę p n a ty m p o lu .
P o w s z e c h n ie p rz y ta c z a n y d z is ia j w p o d rę c z n ik a c h b io lo g ii o g ó ln ej i b io lo g ii m o le k u la r n e j m o d e l o p e ro n u je s t n a jp r o s ts z y m , a z a r a z e m n a jle p ie j tłu m a c z ą c y m re g u la c ję c zy n n o ści g en ó w . T rz e b a je d n a k od ra z u zaz n a c z y ć , że m o d e l te n s k o n s tr u o w a n y z o s ta ł d la b a k te r ii i ty lk o u o rg a n iz m ó w je d n o k o m ó rk o w y c h j e s t on p o w sz e c h n y m sp o s o b e m r e g u la c ji g e n e ty c z n e j. T e o ria o p e ro n u w o ry g in a ln e j w e r s ji J a c o b a i M o n o d a z a k ła d a is tn ie n ie w g e n o m ie b a k te r y jn y m ob o k g en ó w s t r u k tu r a ln y c h , z a w ie r a ją c y c h in f o r m a c ję d la u k ła d u
a m in o k w a s ó w w c z ą s te c z k a c h b ia łk a , ró w n ie ż g e n y słu ż ą c e d o w łą c z a n ia w z g lę d n ie w y łą c z a n ia W o d p o w ie d n im m o m e n c ie ty c h ż e g e n ó w . D o d a tk o w y m i g e n a m i, s łu ż ą c y m i do w łą c z a n ia i w y łą c z a n ia g e n ó w s t r u k tu r a ln y c h są: g e n o p e r a t o r i g en r e g u la c y jn y . G e n o p e r a t o r sp rz ę ż o n y je s t b e z p o ś re d n io z o d p o w ie d n im i g e n a m i s tr u k tu r a ln y m i (ryc. 1), z k tó r y m i w s p ó ln ie tw o rz y tz w . o p ero n . G e n o p e r a to r je s t ja k b y w łą c z n i
k ie m c a łe g o o p e ro n u . P o d le g a o n z k o le i r e g u la c ji p rz e z g e n r e g u la to r p o ś re d n io d z ię k i is tn ie n iu tzw . re p r e s o ró w , p ro d u k o w a n y c h n a m a try c y g e n u r e g u la to ra . G e n r e g u la to r p o p rz e z o d p o w ie d n i in f o r m a c y jn y - R N A w a r u n k u je s y n te z ę w c y to p la z m ie sp ecy fic z n e g o b ia łk o w e g o re p r e s o ra , m a ją c e g o p o w in o w a c tw o do o k re ś lo n e g o g e n u o p e r a to r a (ryc. 1). M o d el o p e ro n u tłu m a c z y z a ró w n o tzw . in d u k c ję , j a k i r e p r e s ję e n z y m a ty c z n ą .
Polim eraza R N A
u Cł" R- II_________________ I T T > c «" ° II ...
®%) i
N ieczynne jako represor (Represja) (Indukcja)
W " ' '
/ ' '©
w En rym a
R yc. 1. S c h e m a t re g u la c ji g e n e ty c z n e j w e d łu g te o r ii o p e ro n u . G e n r e g u la to r (R) w a r u n k u je s y n te z ę b ia łk o w eg o re p r e s o ra , k tó r y w y s tę p u je w fo rm ie czy n n e j lu b n ie c z y n n e j, z a le ż n ie od je g o k o n fig u ra c ji. W p r z y p a d k u r e p r e s ji e n z y m a ty c z n e j e f e k to r (k o re p re so r) z m ie n ia k o n fig u ra c ję r e p r e s o r a z n ie a k ty w n e j w a k ty w n ą . P r z y in d u k c ji e n z y m a ty c z n e j in d u k to r z m ie n ia k o n f ig u r a c ję r e p r e s o r a z a k ty w n e j w n ie a k ty w n ą . A k ty w n a fo r m a r e p r e s o r a m a p o w in o w a c tw o do g e n u o p e r a to r a O, sp rz ę ż o n e g o z g e n a m i s tr u k tu r a ln y m i (gen a, itd .). P o łą c z e n ie r e p r e s o r a z o p e ra to re m u n ie m o ż liw ia d z ia ła n ie p o lim e ra z y R N A , a ty m sa m y m p rz e p is y w a n ie c a łe g o o p e ro n u . H ip o te ty c z n ie r e p r e s o r d z ia ła ć m o że ró w n ie ż n a p o zio m ie tr a n s la c ji łą c z ą c się z in f o rm a c y jn y m R N A w ry b o s o m a c h (2) lu b jeszcze
w ją d r z e (3). (W ed łu g H a r tm a n a i S u s k in d a ) 17*
116
P r z y k ła d e m in d u k c ji e n z y m a ty c z n e j j e s t s y n te z a e n z y m ó w słu ż ą c y c h d o r o z k ła d u c u k r u m le c z n e g o u b a k te r ii E s c h e r ic h ia coli. D r o b n o u s tró j te n s y n t e ty z u je te e n z y m y ty lk o w ó w c z a s, g d y w p o d ło ż u z n a j d u je się c u k ie r m le c z n y . E n z y m y te s ą w ię c tz w . e n z y m a m i a d a p ta ty w n y m i, w p r z e c iw ie ń s tw ie d o e n z y m ó w k o n s ty tu ty w n y c h , s ta le o b e c n y c h w k o m ó rc e . G d y la k to z a p o ja w ia się w p o ż y w c e b a k te r ii, p r z e n i k a o n a d o w n ę tr z a k o m ó r k i, g d z ie w ią ż e s ię z r e p r e s o r e m d la o p e ro n u la k to z y . N a s k u te k z w ią z a n ia la k to z y k o n f ig u r a c ja r e p r e s o r a z m ie n ia się, a ty m s a m y m tr a c i o n s p e c y fic z n e s te re o c h e m ic z n e p o w in o w a c tw o d o o p e r a t o r a . O d b lo k o w a n y o p e r a t o r w łą c z a d z ia ła ln o ś ć c a łeg o o p e ro n u la k to z y , p ra w d o p o d o b n ie p o p rz e z u d o s tę p n ie n ie n ic i k o d o n o w e j D N A d la p o lim e r a z y R N A . G e n y s t r u k tu r a l n e o p e ro n u la k to z y s ą t e r a z „ c z y n n e ”, tz n . p rz e p is y w a n e s ą n a o d p o w ie d n ie in f o r m a c je R N A , a w c y to p la z m ie s y n te ty z o w a n e s ą e n z y m y s łu ż ą c e d o m e ta b o liz o w a n ia la k to z y .
W p e w n y m s e n s ie o d w r o tn ą s y t u a c ję m a m y w p r z y p a d k u tz w . r e p r e s ji e n z y m a ty c z n e j, w is to c ie j e d n a k z a c h o d z ą c e j n a z u p e łn ie p o d o b n e j z a s a d z ie . W w y p a d k u ty m k o ń c o w y p r o d u k t ła ń c u c h a r e a k c j i b io s y n - te ty c z n y c h d z ia ła o d w ro tn ie n iż n p . la k to z a w p o p r z e d n im p rz y k ła d z ie . M e ta b o lit t e n j e s t t u t a j tz w . e f e k to r e m czy li k o r e p r e s o r e m , k tó r y k o n ie c z n y j e s t d la u c z y n n i e n i a r e p r e s o r a . D o p ie ro r e p r e s o r łą c z n ie z k o r e p r e s o r e m (e f e k to re m ) m o ż e z a b lo k o w a ć o d p o w ie d n i g e n o p e r a to r , a ty m s a m y m c a ły o p e ro n s łu ż ą c y do. sy n te z y tegoż m e ta b o litu .
T e o r ia o p e ro n u d o s k o n a le tłu m a c z y r e g u la c ję c z y n n o śc i g e n ó w p o tr z e b n ą d la a d a p ta c ji e n z y m a ty c z n e j.
S p o só b t e n p o w s z e c h n y j e s t je d n a k ty l k o u o r g a n iz m ó w je d n o k o m ó rk o w y c h , g d z ie a d a p ta c ja e n z y m a ty c z n a o d g ry w a o lb r z y m ią r o lę , p o z w a la ją c n a c e lo w e i sz y b k ie p rz y s to s o w a n ie s ię b io c h e m ic z n e d o w a r u n k ó w ś ro d o w is k a .
M o d e l o p e ro n u n a p e w n o j e s t s łu s z n y ró w n ie ż w s t o s u n k u d o ty c h f u n k c j i n ie k tó r y c h t k a n e k o rg a n iz m ó w w ie lo k o m ó rk o w y c h , w k tó r y c h w y s t ę p u j e a d a p ta c ja e n z y m a ty c z n a . W ia d o m o n a p r z y k ła d , że w ą tr o b a m a zd o ln o ś ć do s y n te z y ró ż n y c h e n z y m ó w s łu ż ą c y c h m ię d zy in n y m i d o o d tr u w a n i a o rg a n iz m u . D łu g o tr w a łe p o d a w a n ie n ie k tó r y c h o rg a n ic z n y c h to k s y c z n y c h z w ią z k ó w c h e m ic z n y c h , m ię d z y in n y m i k a rc y n o g e n ó w , i n d u k u je w w ą tr o b i e s y n te z ę s p e c y f ic z n y c h e n z y m ó w r o z k ła d a ją c y c h te s u b s ta n c je . P o d w p ły w e m g lik o k o r ty k o - id ó w k o r y n a d n e r c z y w w ą tr o b ie w y tw a r z a n e s ą w d u ż e j ilo ś c i e n z y m y d la glukon eo g en ezy -.
Z a s a d n ic z y m p r o b le m e m r e g u l a c ji g e n e ty c z n e j w o r g a n iz m a c h w ie lo k o m ó rk o w y c h j e s t j e d n a k w y ja ś n ie n ie je j r o li w p ro c e s a c h r ó ż n ic o w a n ia się t k a n e k w c z a sie e m b rio g e n e z y . J a k w ie m y , z ró ż n ic o w a n ia są b a rd z o tr w a ł e , a o d w ra c a ln o ś ć z ró ż n ic o w a ń b y ła n i e d a w n o w ogóle k w e s tio n o w a n a .
P r o b le m e m g e n e ty c z n e j r e g u l a c ji p r o c e s u ró ż n ic o w a n ia z a jm o w a ł s ię ju ż A u g u s t W e i s s m a n n , tw ó r c a te o r ii s e g r e g a c ji d e te r m i n a n t g e n e ty c z n y c h . W e d łu g te j te o r ii, z r ó ż n ic o w a n ia w e m b r io g e n e z ie n a s t ę p u ją d la te g o , ż e w m i a r ę p o s tę p u ro z w o ju z a r o d k o w e g o ró ż n ic u ją c e się tk a n k a o tr z y m u ją c o ra z m n ie j d e te r m i n a n t, a ty m sa m y m ro z w ó j i c h z o s ta je c o ra z b a r d z ie j o g ra n ic z a n y i ro z w o jo w o c o ra z ś c iś le j z d e te r m in o w a n y . P o z a j e d n a k w c z e s n ą e m b r io g e n e z ą u n i e k tó r y c h r o b a k ó w i o w a d ó w , n ig d y n ie o b s e r w u je się u t r a t y m a t e r i a łu g e n e ty c z n e g o w p o s ta c i r e d u k c j i lic z b y c h ro m o so m ó w . D o k ła d n e b a d a n ia b io c h e m ic z n e
i c y to c h e m ic z n e ró w n ie ż w y k a z a ły , ż e ilo ś ć D N A w k o m ó r k a c h n ie z m n ie js z a się w m ia r ę p o s tę p o w a n ia ró ż n ic o w a n ia .
P o z o s ta je w ię c je d y n ie a lt e r n a t y w a , że ró ż n ic o w a n ie z a le ż n e j e s t o d r e g u la c ji c z y n n o śc i g e n ó w w to k u e m b rio g e n e z y .
P o n ie w a ż ró ż n e g e n y c z y n n e są w ró ż n y m czasie w e m b r io g e n e z ie , a cz y n n o ść n ie k tó r y c h w ogóle n ie u j a w n ia się w p e w n y c h tk a n k a c h , z a c h o d z i k o n ie c z n o ść w y b ió rc z e j r e g u la c ji c z y n n o śc i g e n ó w , p r z y czym z m ia n y w c z y n n o ś c ia c h g e n ó w m u s z ą b y ć w z g lę d n ie tr w a ł e . P ro c e s y t a k i e zac h o d z ić m o g ą z a ró w n o w w y n ik u w y b ió rc z e g o z a h a m o w a n ia o k re ś lo n y c h g e n ó w lu b w y b ió rc z e j a k ty w iz a c ji.
W s z y s tk ie o rg a n iz m y w ie lo k o m ó rk o w e ro ś lin n e i z w ie rz ę c e c h a r a k t e r y z u j ą się o b e c n o śc ią w ją d r z e k o m ó r k o w y m z n a c z n e j ilo ści s iln ie z a sa d o w y c h b i a łe k z w a n y c h h is to n a m i. H is to n y łą c z ą się z k w a s a m i n u k le in o w y m i, p o w o d u ją c ic h in a k ty w a c ję . W t e n sp o só b k o m ó r k a d y s p o n u je g r u p ą z w ią z k ó w m o g ą c y c h in a k ty w o w a ć te g e n y , k tó r e a k tu a ln ie n ie s ą p o tr z e b n e, w z g lę d n ie c z y n n o ść k tó r y c h m o g ła b y b y ć d la o rg a n iz m u w d a n y m m o m e n c ie n ie k o r z y s tn a . H is to n y p o j a w i a j ą się w k o m ó r k a c h o rg a n iz m ó w w ie lo k o m ó rk o w y c h p o d c z a s e m b rio g e n e z y w ó w c z a s, g d y ro z p o c z y n a j ą się p ro c e s y ró ż n ic o w a n ia .
H is to n y b a r d z o d o b rz e n a d a ją się w ię c d o r o li „ in - a k t y w a t o r a ” g e n ó w w ró ż n ic u ją c y c h się i z ró ż n ic o w a n y c h k o m ó r k a c h . N ie s te ty , j a k w y k a z a ło w ie le b a rd z o d o k ła d n y c h b a d a ń , sp e c y fic z n o ść w ią z a n ia się h is to - n ó w z D N A j e s t b a r d z o m a ła , p r a k ty c z n ie ż a d n a . O k a z u je się, że k a ż d y ty p h is to n u m o że w ią z a ć się z k a ż d y m D N A . C o w ię c e j, a b y h is to n y m o g ły s p e ł
n ia ć r o lę s p e c y fic z n y c h in h ib ito r ó w g en ó w , m u s ia ło b y ic h b y ć ty le ro d z a jó w ile je s t ro d z a jó w g en ó w .
W y żej p r z e d s ta w io n e tr u d n o ś c i z w y tłu m a c z e n ie m r e g u la c ji c z y n n o śc i g e n ó w za p o m o c ą h is to n ó w sp o w o d o w a ły p o s z u k iw a n ie ta k i c h z w ią z k ó w g d z ie in d z ie j.
DNA
R yc. 2. M o d e l s e le k ty w n e j t r a n s k r y p c j i n a z a sa d z ie o d s ła n ia n ia o k re ś lo n y c h s e k w e n c ji n u k le o ty d ó w z a p o m o c ą sp e c y fic z n e g o R N A -d e re p r e s o ra . P o lik a tio n o w e z w ią z k i ty p u h is to n ó w tw o rz ą s iln e w ią z a n ia e le k t r o s ta ty c z n e z D N A , u n ie m o ż liw ia ją c ro z d z ie le n ie a n ty - k o d o w e g o ła ń c u c h a od k o d o n o w e g o , n ie z b ę d n e g o do tr a n s k r y p c ji. S p e c y fic z n e d la o k re ś lo n y c h lo c i g e n o w y c h d e re p r e s o ro w e -R N A h y b r y d y z u ją d z ię k i k o m p le - m e n ta r n o ś c i z a s a d z a n ty k o d o n o w ą n ic ią D N A , o d s ła n ia j ą c ró w n o c z e ś n ie n ić k o d o n o w ą d la tr a n s k r y p c ji.
U tr w a le n ie „ o d s ło n ię c ia ” g e n u n a s tę p o w a ć m o ż e p rz e z a c e ty la c ję h is to n u o d s u n ię te g o od D N A (w g F r e n s te r a ,
zm od.)
117 J e d n ą z n o w sz y c h i n a og ó ł p o w s z e c h n ie p r z y
ję ty c h je s t h ip o te z a F r e n s t e r a z r . 1965. U czo n y te n p rz y jm u je , że r e g u l a c ja c z y n n o śc i g e n ó w w k o m ó r k a c h o rg a n iz m u w ie lo k o m ó rk o w c ó w p o le g a n a w y b ió rc z e j a k ty w a c ji o k re ś lo n y c h g en ó w , a n ie ic h r e p r e s ji. R o lę a k ty w a to r a F r e n s t e r p rz y p is u je n is k o - c z ą ste c z k o w y m m o le k u ło m R N A , k tó r y c h z a d a n ie p o le g a n a łą c z e n iu się z a n ty k o d o n o w ą n ic ią D N A , p o w o d u ją c ty m sa m y m o d s u n ię c ie h is to n ó w od n ic i k o - d o n o w ej i u d o s tę p n ie n ie je j p o lim e r a z ie R N A w c e lu tr a n s k r y p c ji z n a jd u ją c y c h się t u t a j c is tro n ó w (ryc. 2).
P rz y ję c ie ta k ie g o m o d e lu m a n a s tę p u ją c e z a le ty :
1) tłu m a c z y r o lę h is to n ó w p o m im o ic h n ie s p e c y fic z n ości w łą c z e n iu się z D N A ; 2) w s k a z u je n a sp e c y fic z n y
„ a k ty w a to r ” ja k im j e s t t u t a j R N A . S p e c y fic z n o ść łą c z e n ia się R N A z a n ty k o d o n o w ą n ic ią D N A p o le g a n a k o m p le m e n ta rn o ś c i z a s a d ; 3) w s k a z u je n a m o ż li
w o ść r e g u la c ji a k ty w n o ś c i g e n ó w p o p rz e z R N A , k tó r y sa m je s t b e z p o ś r e d n im „ p r o d u k te m ” cz y n n o śc i g en u . P o w in o w a c tw o h is to n ó w do D N A je s t r e g u lo w a n e d o d a tk o w o , w sp o só b c z y sto c h e m ic z n y . W iad o m o d z is ia j, że w k o m ó rc e m o ż e z a c h o d z ić a c e ty la c ja h is to n ó w , a ta k ż e w y s tę p u j ą w ją d r a c h k w a ś n e b ia łk a ty p u fo s fo p ro te id ó w , m o g ą c e w y p ie r a ć h is to n y z ic h p o łą c zeń z D N A . G lu k a g o n n p . p o w o d u je z n a c z n e w z m o ż e n ie fo s fo ry la c ji, o k re ś lo n e j f r a k c ji h is to n ó w w w ą t r o b ie, b y w te n sp o só b „ o d k ry ć ” o p e r a to r y n ie k tó ry c h o p e ro n ó w d la e n z y m ó w w ą tro b o w y c h .
J e d n ą z n a jb a r d z ie j u d e r z a ją c y c h w ła śc iw o ś c i o rg a n iz m ó w w m ia r ę k o m p lik a c ji ic h b u d o w y i ro z w o ju e w o lu c y jn e g o je s t w z r a s t a ją c a n ie p r o p o rc jo n a ln ie do m a s y k o m ó rk i ilość z a w a r te g o w n ie j D N A . I t a k np.
d łu g o ść c a łe j n ic i D N A b a k te r io f a g a T 4 w y n o s i 60 n, k o m ó rk i b a k te r ii E s c h e r ic h ia c o li o k o ło 1 m m , k o m ó rk i m u s z k i o w o co w ej D ro so p h ila m e la n o g a ste r około 16 m m , a k o m ó r k i s s a k a o k o ło 1 m . W id zim y w ięc, że ilo ść D N A w k o m ó r k a c h o rg a n iz m u s s a k a je s t p r a w ie 2 0 r a z y w ię k s z a n iż w k o m ó rc e m u s z k i, u te j o s ta tn ie j ró w n ie ż o k o ło 2 0 ra z y w ię k s z a n iż u b a k te r ii, k tó r e z k o le i m a j ą p r a w ie 20 r a z y w ię c e j D N A n iż c z ą s te c z k a fag a. Z a c h o d z i w ię c t u t a j w y ra ź n ie w m ia r ę r o z w o ju e w o lu c y jn e g o , s p r o w a d z a ją c e g o się do z w ię k s z e n ia k o m p lik a c ji b u d o w y i z ró ż n ic o w a n ia o rg a n iz m u , z n a c z n e z w ię k s z e n ie c a łk o w ite j ilo śc i D N A p rz y p a d a ją c e j n a je d n ą k o m ó rk ę . P o n ie w a ż t a k z n a c z n y p r z y r o s t ilo śc i D N A n ie m o że z a le ż e ć w y łą c z n ie od z w ię k s z e n ia się s p e k tr u m b ia łe k s tr u k tu r a ln y c h i e n z y m a ty c z n y c h , ja k ie a k tu a l n ie lu b p o te n c ja ln ie m o g ą b y ć w k o m ó rc e p r o d u k o w a n e , p r z y r o s t te n o zn aczać m u s i p o ja w ia n ie się w to k u e w o lu c ji n o w y c h g e n ó w słu ż ą c y c h w y łą c z n ie d o re g u la c ji.
W o s ta tn ic h la ta c h s tw ie rd z o n o w g e n o m a c h k o m ó re k o rg a n iz m ó w w y ż sz y c h w y s tę p o w a n ie p o w ta r z a ją c y c h się w ie lo k r o tn ie s e k w e n c ji n u k le o ty d ó w w D N A . L ic z b a ty c h p o w tó r e k w a h a się od 50 u m u s z k i o w o co w ej d o o k o ło d w ó c h m ilio n ó w u ś w in k i m o r s k ie j ( B r i t t e n ) . W y k a z u ją o n e ró ż n ą sta b iln o ś ć c ie p ln ą , co w s k a z u je n a ic h s to s u n k o w o n ie d a w n e p o ja w ie n ie się w e w o lu c ji. „ P o w tó r k i” D N A ro z rz u c o n e są w c a ły m g e n o m ie , a k a ż d y g a tu n e k m a o k re ś lo n ą ic h liczb ę i ro z ło ż e n ie . R ó w n o c z e ś n ie z re p e ty ty w n y m i s e k w e n c ja m i D N A w y s tę p u ją o d p o w ia d a ją c e im r o d z a je R N A , z n a le z io n e j a k d o ty c h c z a s w e w s z y s tk ic h p r z y p a d k a c h .
„ P o w tó rk i” D N A w ró ż n y c h tk a n k a c h p rz y p is y w a n e są n a R N A w ró ż n y c h o k r e s a c h e m b rio g e n e z y .
W y c h o d z ą c p o części z w y ż e j p rz y to c z o n y c h d a n y c h
B r i t t e n i D a v i d s o n s fo rm u ło w a li n o w ą h ip o te z ę o d n o śn ie do m e c h a n iz m u r e g u la c ji g e n e ty c z n e j.
Z a k ła d a ją c , że k a ż d a k o m ó r k a je d n e g o o rg a n iz m u p o s ia d a id e n ty c z n y g e n o m , z k tó r e g o z n a c z n a część je s t n ie c z y n n a w k o m ó r k a c h z ró ż n ic o w a n y c h , B r itte n i D a v id s o n s u g e r u ją d la re p e ty ty w n y c h o d c in k ó w D N A r e g u la c y jn ą ro lę .
W m o d e lu B r it te n a i D a v id s o n a ob o k g e n ó w tzw . p ro d u c e r ó w w y s tę p u ją ró w n ie ż g e n y se n z o ry , g en y i n te g r a to r y o raz tz w . a k ty w a to r - R N A (a -R N A ), (ryc. 3).
G e n e m s e n z o re m j e s t s e k w e n c ja n u k le o ty d ó w w g e n o m ie s łu ż ą c a j a k o m ie js c e w ią z a n ia c z y n n ik ó w in d u k u ją c y c h sp e c y fic z n ą re a k c ję g e n o m u . S p rz ę ż o n e z g e n e m s e n z o re m g e n y in t e g r a t o r y s y n te ty z u ją a -R N A
Ryc. 3. M o d e l r e g u la c ji c zy n n o ści g e n ó w w z ró ż n ic o w a n y c h k o m ó r k a c h o rg a n iz m ó w w ie lo k o m ó rk o w y c h . P rz e d s ta w io n y ty p m o d e lu z a k ła d a , że „ p o w tó rk i”
g en ó w d o ty c z ą g e n ó w in te g r a to r ó w (I); m o ż n a z b u d o w a ć je d n a k p o d o b n y m o d e l z „ p o w tó r k a m i” z g e n ó w r e c e p to ró w (R). G e n y se n z o ry (S) słu ż ą d o o d b ie r a n ia sy g n a łó w w p o s ta c i b o d źcó w in d u k c y jn y c h , h o r m o n a l
n y ch , m e ta b o lic z n y c h , itp . P o o d e b ra n iu b o d ź c a p rz e z se n z o r w łą c z a n a z o s ta je s p rz ę ż o n a z n im b a t e r i a g en ó w in te g r a to r ó w p ro d u k u ją c y c h o d p o w ie d n ie ty p y R N A - -a k ty w a to ró w . R N A -a k ty w a to ry łą c z ą się z o d p o w ie d n im i g e n a m i re c e p to ra m i, u d o s tę p n ia ją c je w r a z ze sp rz ę ż o n y m i z n im i g e n a m i p ro d u c e r a m i (P) d la p o li-
m e r a z y R N A (w g B r itte n a i D a v id so n a )
w o d p o w ie d z i n a s y g n a ł z g e n u se n z o ra , z aś a -R N A tw o rz y n a p o d s ta w ie k o m p le m e n ta rn o ś c i sp e c y fic z n y k o m p le k s z o d p o w ie d n im g e n e m re c e p to r e m sp rz ę ż o n y m z g e n a m i p r o d u c e r a m i (ry c. 3). G e n r e c e p t o r p o p o łą c z e n iu się z a -R N A p o w o d u je tr a n s k r y p c j ę s p r z ę ż o n y c h z n im g e n ó w p ro d u c e r ó w . P r o d u c e r y s y n te ty z u ją w s z y s tk ie ty p y R N A z w y ją tk i e m a -R N A . N a p o p a rc ie sw o je j te o r ii B r itte n i D a v id s o n c y tu ją w y n ik i b a d a ń n a d g e n a m i r e g u la to r a m i, p o z n a n e ju ż s e n zo ry fiz jo lo g ic z n e , o b ecn o ść fu n k c jo n a ln ie sp rz ę ż o n y c h s y s te m ó w e n z y m a ty c z n y c h i o b e c n o ść w k o m ó rc e tz w . R N A ją d ro w e g o , o k tó r e g o z n a c z e n iu d o ty c h c z a s n ie b y ło n ic w ia d o m o . C z y n n ik a m i w y w o łu ją c y m i z m ia n y ro z w o jo w e w tk a n k a c h , a d z ia ła ją c y m i p o p rz e z h ip o te ty c z n e g e n y se n z o ry m o g ą b y ć m ię d z y in n y m i h o r m o n y ste ry d o w e , h o rm o n y p e p ty d o w e , w ita m in y , i n - d u k to r y e m b r io n a ln e , itd . W e d łu g B r itte n a i D a v id so n a b r a k a k ty w n o ś c i o d c in k ó w D N A , k tó r e n ie są s p e c y fic z n ie a k ty w o w a n e , p o z w a la n a z a a k o m o d o w a n ie n o w y c h a n a w e t „ b e z u ż y te c z n y c h czy sz k o d liw y c h s e k w e n c ji D N A , k tó r e p o ja w ić się m o g ą w w y n ik u s k o k o w e j r e p l ik a c ji”. P o d a n y m o d e l w y d a je się p o s ia d a ć k o n ie c z n e m in im u m z a ró w n o k o n s e r w a ty z m u , ja k i g ię tk o śc i. „ P o te n c ja ln a z d o ln o ś ć s to p n io w e j z m ia n y ty p u in te g r a c ji p o m ię d z y ró ż n y m i g e n a m i p r o d u c e r a -
118
m i s tw a r z a w a r u n k i b e z p o ś r e d n ie j a d a p ta c ji z o r g a n i
z o w a n y c h s y s te m ó w c z y n n o śc i b io lo g ic z n y c h k o m ó r k i w d ro d z e d o b o ru n a tu r a ln e g o ”.
Z o s ta w ia ją c n a b o k u h ip o te ty c z n y n a ra z ie m o d e l B r it te n a i D a v id s o n a p o p a tr z m y n a te p r z y k ła d y r e g u la c ji c z y n n o śc i g e n ó w w w y ż sz y c h o rg a n iz m a c h , k tó r e p o z n a n e z o s ta ły n a d ro d z e p o ś r e d n ic h l u b b e z p o ś r e d n ic h o b s e r w a c ji czy te ż b a d a ń e k s p e r y m e n t a l
n y c h . W ia d o m o od d o ść d a w n a , ż e u k ła d p u f f ó w w o lb r z y m ic h c h ro m o s o m a c h ś lin ia n k o w y c h u D ro so - p h ila m e la n o g a s te r z a le ż n y je s t o d e ta p u ro z w o ju z a ro d k o w e g o o ra z h is to lo g ic z n e g o ty p u k o m ó re k . W z o rz e c p u ff in g o w y j e s t ró ż n y w ró ż n y c h c z ę śc ia c h g r u czo łó w ś lin ia n k o w y c h (p u f fy s ta n o w ią ro z k r ę c o n e ,
„ c z y n n e ” n ic i D N A ); w p r z e d n im p ła c ie g ru c z o łu p u f f y w y s tę p u j ą w z u p e łn ie in n y c h c z ę ś c ia c h c h r o m o so m ó w n iż w p ła c ie ty ln y m . C h a r a k te r y s ty c z n y p u f - fin g w c h ro m o s o m a c h z a c h o d z i p o d w p ły w e m h o r m o n u p r z e o b r a ż e n ia — e k d y z o n u . P rz e w ią z a n ie la r w y w c z a sie m e ta m o r fo z y u n ie m o ż liw ia ją c e k r ą ż e n i e h e m o lim fy p o w o d u je , że c h a r a k te r y s ty c z n y d la p r z e o b r a ż e n ia p u f f in g p o ja w ia się ty lk o w p r z e d n ie j części g ru c z o łu p o w y ż e j p rz e w ią z k i. E k d y z o n d z ia ła m . in . p o p rz e z in d u k c j ę e n z y m u d o p a - d e k a r b o k s y la z y p o tr z e b n e j do sy n te z y b ia łe k k u tik u li. P o d w p ły w e m e k d y z o n u p o w s ta j e o d p o w ie d n i i-R N A , k tó r y w b e z k o m ó r k o w y c h u k ła d a c h s y n te ty z u ją c y c h b ia łk o , a p o c h o d z ą c y c h z w ą tr o b y s z c z u ra , p o w o d u je s y n te z ę ty p o w e j d la o w a d ó w d o p a -d e k a r b o k s y la z y .
W s trz y k n ię c ie b ia ł e k p o c h o d z ą c y c h z w ą tr o b y do z y g o ty u R a n a p ip ie n s h a m u je ro z w ó j w s ta d iu m b la s tu li, n a jp r a w d o p o d o b n ie j n a s k u te k r e p r e s ji g e n ó w k o n ie c z n y c h d la r ó ż n ic o w a n ia . P o d w p ły w e m k o r t y z o lu s ty m u lo w a n a j e s t w w ą tr o b ie g lu k o n e o g e n e z a d z ię k i s y n te z ie o d p o w ie d n ic h e n z y m ó w , m . in . t r a n s - a m in a z . P o p o d a n iu te g o h o rm o n u ju ż p o 1 g o d z in ie w ą tr o b a s z c z u ra w y k a z u je w z ro s t a k ty w n o ś c i p o lim e - ra z y R N A , p o czy m s z y b k o n a s tę p u je w z r o s t s y n te z y R N A .
C ie k a w ą o b s e r w a c ją j e s t to , ż e ilo ść h is to n u w k o m ó rc e j e s t w y s ta r c z a ją c a do z a b lo k o w a n ia je d y n ie 5°/o g e n o m u . O d p o w ia d a to m n ie j w ię c e j ilo śc i
D N A z a w a r te j w g e n a c h o p e r a to r a c h (re c e p to ra c h w m o d e lu B r it te n a i D a v id so n a ).
N o w sze r e z u l ta t y b a d a ń b io c h e m ic z n y c h w s k a z u ją , że h o rm o n y b e z p o ś re d n io a k ty w u ją c z y n n o ść n ie k tó r y c h g e n ó w . P o d w p ły w e m h o rm o n ó w z m ie n ia się n ie i l o ś ć al e j a k o ś ć in f o rm a c y jn e g o R N A p r o d u k o w a n e g o w k o m ó rc e . J u ż w p ó ł g o d z in y p o p o d a n iu z w ie rz ę to m d o ś w ia d c z a ln y m k o rty z o n u , ty r o k s y - n y , e s tr a d io lu , itp ., p o ja w ia się w k o m ó r k a c h n o w y ty p i-R N A . P o d a n ie te s to s te r o n u w y k a s tr o w a n y m sz c z u ro m p o w o d u je p o ja w ie n ie się n o w o z s y n te ty z o - w a n e g o R N A , p r z y czy m r e a k c j a t a h a m o w a n a je s t p rz e z a k ty n o m y c y n ę D. B a d a n ia n a d h y b ry d y z a c ją n o w o p o w s ta łe g o R N A z D N A k o m ó r k i w s k a z u ją n a ja k o ś c io w e z m ia n y R N A w p o r ó w n a n iu z k o m ó r k a m i z w ie r z ą t k o n tr o ln y c h .
P o z o s ta je je s z c z e p o w ie d z ie ć p a r ę słó w o w s p o m n ia n e j n a w s tę p ie m o ż liw o śc i r e g u la c ji cz y n n o śc i g e n e ty c z n e j n a p o z io m ie tr a n s la c ji, a w ię c n a e ta p ie s y n te z y b ia łk a . W iadom o, ju ż d z is ia j z c a łą p e w n o ś c ią , że i s tn i e je ro d z a j „ d łu g o ż y ją c e g o ” R N A , s p e łn ia ją c e g o f u n k c j ę m a tr y c y d o sy n te z y b ia łk a p rz e z p a r ę k o le j
n y c h g e n e r a c ji k o m ó re k . W e m b rio g e n e z ie p ła z ó w n a p r z y k ł a d in f o r m a c y jn y R N A p o tr z e b n y d la p ie r w s z y c h e ta p ó w ro z w o ju z a ro d k o w e g o p o w s ta je ju ż w o k re s ie o w o g e n e z y , słu ż ą c p ó ź n ie j p rz e z c a ły o k re s b ru z d k o - w a n ia aż d o m o m e n tu g a s tr u la c ji. M o le k u la rn y m e c h a n iz m r e g u la c ji n a p o z io m ie tr a n s la c ji m o ż e z a c h o d z ić m ię d z y in n y m i d z ię k i w y s tę p o w a n iu s p e c ja l
n y c h , m o d u la c y jn y c h tr ó je k z a s a d , d la k tó r y c h is tn ie ją sp e c y fic z n e , w p ro g o w y m s tę ż e n iu w y s tę p u ją c e r o d z a je p rz e n o s z ą c e g o R N A . I n n y m m o ż liw y m m e c h a n iz m e m m o ż e b y ć w ią z a n ie się re p r e s o r ó w z in f o r m a c y jn y m R N A lu b ry b o s o m a m i.
C h o c ia ż n ie k tó r e p ro b le m y r e g u la c ji cz y n n o śc i g e n ó w z o s ta ły ju ż w d u ż y m s to p n iu w y ja ś n io n e , in n e j e d n a k n a d a l o c z e k u ją n a ro z w ią z a n ie , c h o c ia ż b y n a p r z y k ła d d o k ła d n a s t r u k t u r a r e p r e s o ró w c y to p la z m a - ty c z n y c h i c h a r a k t e r ic h w ią z a n ia z o p e r a to r a m i, ro la h is to n ó w w ró ż n ic o w a n iu , r o la r e g u la c y jn a ry b o n u k le - a z y w e w n ą tr z k o m ó r k o w e j i w ie le in n y c h .
J E R Z Y M A Ł E C K I (K ra k ó w )
SK A Ł Y MSZY W IO L O W E Z P O L SK IE G O M IOCENU
B ry o zo a — m sz y w io ły , t o g r u p a z w ie r z ą t m a ło z n a n a s z e r o k ie m u o g ó ło w i p r z y r o d n ik ó w , c o w y n ik a z a p e w n e z f a k t u , iż są o n e r z a d k im i o rg a n iz m a m i n a s z e g o m o r z a i są to o rg a n iz m y d ro b n e . W ś w ie c ie z w ie r z ą t k o p a ln y c h z a jm u ją o n e j e d n a k n ie p o ś le d n ie s ta n o w is k o . W y s tę p u ją n ie r a z m a s o w o tw o rz ą c b io - h e r m y l u b n a w e t ra f y . S p o ty k a m y j e w sz ę d z ie w o s a d a c h m o r s k ic h p rz y b r z e ż n y c h p ły tk o w o d n y c h , g łó w n ie ta m , g d z ie m a m y d o c z y n ie n ia z w o d a m i c z y s ty m i w m ie js c a c h , g d z ie tw o r z ą się o s a d y g r u b o - k la s ty c z n e . W f a c ji ila s te j są o n e z n a c z n ie r z a d s z e i n ie tw o r z ą w ię k s z y c h s k u p ie ń .
M sz y w io ły to p r a s t a r a g r u p a z w ie rz ę c a . Z n a m y je ja k o s k a ło tw ó rc z e w o s a d a c h d o ln e g o s y lu r u . Ż y ły t u g a tu n k i z rz ę d ó w — C r y p to s to m a ta — s k r y to u s te
i T r e p o s to m a ta — z m ie n n o u s te . R zęd y te w y m a r ły w o k r e s ie p e r m s k im . N a ic h m ie js c e p o ja w iły się g a tu n k i z r z ę d u C y c lo s to m a ta — o k rą g ło u s te , k tó r e je d n o c z e ś n ie w p e r m ie o s ią g a ją m a k s im u m sw e g o ro z w o ju , p o cz y m sto p n io w o u b o ż e ją . D ziś s ta n o w ią o n e m a łą g ru p ę . W k r e d z ie n a to m ia s t z a c z y n a ją się ro z w ija ć C h e ilo s to m a ta — w a rg o u s te , k tó r e w tr z e c io r z ę d z ie o s ią g a ją s w e m a k s im u m . D ziś są on e b a rd z o lic z n e w e w s z y s tk ic h m o rz a c h ś w ia ta . W o k re s ie tr z e c io r z ę d o w y m m s z y w io ły b y ły b a r d z o p o sp o lite . O b o k sie b ie w y s tę p u j ą C y c lo s to m a ta i C h e ilo s to m a ta , s z k ie le ty ic h tw o rz y ły g r u b e n ie r a z p o k ła d y w a p ie n i m s z y w io ło w y c h . P r z y k ła d e m k la s y c z n y m m o g ą tu b y ć r a f y m s z y w io ło w e w y s tę p u ją c e n a p ó łw y s p ie K e rc z ,
