stringtranslate.com

Клон (клеточная биология)

Клональная экспансия и моноклональная пролиферация против поликлональной

Клон — это группа идентичных клеток , имеющих общее происхождение , то есть они произошли от одной и той же клетки. [1]

Клональность подразумевает состояние клетки или вещества, происходящего из одного или другого источника. Таким образом, существуют такие термины, как поликлональный — полученный из многих клонов; олигоклональный [2] — полученный из нескольких клонов; и моноклональный — полученный из одного клона. Эти термины чаще всего используются в контексте антител или иммуноцитов .

Контексты

Эта концепция клона приобретает важное значение, поскольку все клетки, образующие клон, имеют общее происхождение, что имеет весьма важное последствие: общий генотип .

  1. Одно из наиболее известных применений — описание клона В-клеток . В-клетки в организме имеют два важных фенотипа (функциональных формы) — секретирующие антитела, окончательно дифференцированные (то есть неспособные делиться дальше) плазматические клетки, а также клетки памяти и наивные клетки — обе из которых сохраняют свой пролиферативный потенциал.
  2. Другая важная область, где можно говорить о «клонах» клеток, — это новообразования . [3] Многие опухоли происходят из одной (достаточно) мутировавшей клетки, поэтому технически они являются одним клоном клеток. Однако в ходе деления клетки одна из клеток может мутировать дальше и приобретать новые характеристики, чтобы отделиться как новый клон. Однако в последние годы этот взгляд на возникновение рака был подвергнут сомнению, и было высказано предположение, что многие опухоли имеют поликлональное происхождение, [4] т. е. происходят из двух или более клеток или клонов, включая злокачественную мезотелиому. [5]
  3. Все гранулезные клетки в Граафовом пузырьке на самом деле являются клонами.
  4. Пароксизмальная ночная гемоглобинурия — это расстройство клеток костного мозга, приводящее к сокращению жизни эритроцитов, что также является результатом клональной экспансии, т. е. все измененные клетки изначально происходят из одной клетки, что также несколько нарушает функционирование других «нормальных» клеток костного мозга. [6]

Основа клональной пролиферации

Большинство других клеток не могут делиться бесконечно, так как после нескольких циклов деления клетки перестают экспрессировать фермент теломеразу . Генетический материал в форме дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) продолжает укорачиваться с каждым делением клетки, и клетки в конечном итоге прекращают делиться, когда чувствуют, что их ДНК критически укорочена. Однако этот фермент в «молодых» клетках заменяет эти потерянные биты ( нуклеотиды ) ДНК, тем самым делая возможными почти неограниченные циклы деления клеток. Считается, что вышеупомянутые ткани имеют конституционно повышенную экспрессию теломеразы. Когда в конечном итоге одна клетка производит много клеток, говорят, что имеет место клональная экспансия .

Концепция клональной колонии

Несколько схожая концепция — это клональная колония (также называемая генетой ), в которой клетки (обычно одноклеточные) также имеют общее происхождение, но которая также требует, чтобы продукты клональной экспансии находились в «одном месте» или в непосредственной близости. Клональная колония может быть хорошо проиллюстрирована колонией бактериальной культуры или бактериальными пленками, которые с большей вероятностью можно обнаружить in vivo (например, у инфицированных многоклеточных хозяев). В то время как клетки клонов, о которых здесь идет речь, являются специализированными клетками многоклеточного организма (обычно позвоночных) и находятся в довольно отдаленных местах. Например, две плазматические клетки, принадлежащие одному клону, могут быть получены из разных клеток памяти (в свою очередь с общей клональностью) и могут находиться в довольно отдаленных местах, таких как шейные (в шее) и паховые (в паху) лимфатические узлы .

Клональное размножение и старение Paramecium

Одноклеточный эукариот Paramecium tetraurelia может размножаться как бесполым, так и половым путем . Бесполое или клональное размножение происходит путем бинарного деления . Бинарное деление включает в себя поведение хромосом, подобное митозу , аналогичное поведению клеток в высших организмах. Половыми формами размножения являются автогамия , разновидность самооплодотворения, и конъюгация , разновидность полового взаимодействия между различными клетками. Клональное бесполое размножение может быть инициировано после завершения автогамии или конъюгации. P. tetraurelia способна размножаться бесполым путем в течение многих поколений, но делящиеся клетки постепенно стареют, и примерно через 200 клеточных делений, если клетки не могут пройти еще одну автогамию или конъюгацию, они теряют жизнеспособность и умирают. Этот процесс называется клональным старением. Эксперименты Смита-Зоннеборна [7], Холмса и Холмса [8] и Джилли и Блэкберна [9] показали, что накопление повреждений ДНК является вероятной причиной клонального старения у P. tetraurelia . Этот процесс старения имеет сходство с процессом старения у многоклеточных эукариот (см. Теория старения, связанная с повреждением ДНК ).

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Определение клона – Определения популярных медицинских терминов из Медицинского словаря, легко определяемые на MedTerms". MedicineNet.com . 2013-08-28. Архивировано из оригинала 2012-10-25 . Получено 2008-05-04 .
  2. ^ "олигоклональный – Определение из медицинского словаря Merriam-Webster". Архивировано из оригинала 2008-03-15 . Получено 2008-05-05 .
  3. ^ Pozo-Garcia, Lucia; Diaz-Cano, Salvador J.; Taback, Bret; Hoon, Dave SB (январь 2003 г.). «Клональное происхождение и расширение в неоплазмах: биологические и технические аспекты должны рассматриваться вместе». The American Journal of Pathology . 162 (1): 353–355. doi : 10.1016/S0002-9440(10)63826-6 . PMC 1851102. PMID  12507918 . 
  4. ^ Парсонс, Барбара Л. (сентябрь 2008 г.). «Многие различные типы опухолей имеют поликлональное происхождение: доказательства и последствия». Mutation Research . 659 (3): 232–47. doi :10.1016/j.mrrev.2008.05.004. PMID  18614394.
  5. ^ Комертпей, Сабахаттин; Пасторино, Сандра; Танджи, Мика; Меццапелле, Розанна; Стрианезе, Ориана; и др. (4 декабря 2014 г.). «Оценка клонального происхождения злокачественной мезотелиомы». Журнал трансляционной медицины . 12 (1): 301. doi : 10.1186/s12967-014-0301-3 . PMC 4255423. PMID  25471750 . 
  6. ^ Банн, Франклин; Венделл, Росс (2005). Принципы внутренней медицины Харрисона . Том 1 (16-е изд.). The McGraw-Hill Companies, Inc. стр. 616. ISBN 0-07-144746-6.
  7. ^ Смит-Зоннеборн, Дж. (1979). «Репарация ДНК и обеспечение долголетия у Paramecium tetraurelia». Science. 203 (4385): 1115–1117. Bibcode:1979Sci...203.1115S. doi:10.1126/science.424739. PMID 424739
  8. ^ Холмс, Джордж Э.; Холмс, Норрин Р. (июль 1986 г.). «Накопление повреждений ДНК у стареющей Paramecium tetraurelia». Молекулярная и общая генетика. 204 (1): 108–114. doi:10.1007/bf00330196. PMID 3091993. S2CID 11992591
  9. ^ Джилли, Дэвид; Блэкберн, Элизабет Х. (1994). «Отсутствие укорочения теломер во время старения у парамеций» (PDF). Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 91 (5): 1955–1958. Bibcode:1994PNAS...91.1955G. doi:10.1073/pnas.91.5.1955. PMC 43283. PMID 8127914