Биохимические механизмы регуляции мейоза яйцеклетки
Какие биохимические процессы происходят в тканях под действием половых гормонов, известно лишь частично. Для примера разберем, как гормоны вызывают выход яйцеклетки из профазы мейоза I и остановку мейоза на стадии метафазы II . В целом мейоз регулируется, видимо, теми же белками, что и митотическое деление . Напомним, что ключевую роль в стимуляции деления играет белок, названный М-стимулирующим фактором . При активации этого белка клетка переходит в профазу митоза: хромосомы конденсируются, а ядерная оболочка распадается. (В профазе I мейоза, на которой "блокирован" ооцит , оба эти процесса не наблюдаются.) Для выхода из блока необходимо активировать М-фактор.
Каскад событий, приводящий к активации М-фактора, начинается со снижения концентрации цАМФ в яйцеклетке по мере роста фолликула. По одним данным, это происходит благодаря воздействию прогестерона на рецепторы мембраны яйцеклетки, вследствие чего подавляется активность мембранной аденилатциклазы - фермента, отвечающего за синтез цАМФ . По другим данным, прогестерон нарушает связь между яйцеклеткой и фолликулярными клетками через щелевые контакты, по которым в яйцеклетку поступает цАМФ. Из-за снижения уровня цАМФ снижается активность цАМФ- зависимой протеинкиназы, отвечающей за фосфорилирование циклина . А именно в нефосфорилированной форме циклин активен. Активация циклина вызывает и активацию М-фактора, и яйцеклетка переходит в стадию метафазы, а затем проделывает I деление мейоза.
На рис. 134 приведена схема, демонстрирующая, каким образом вслед за воздействием прогестерона фактор инициации М-фазы (фазы митоза клеточного цикла, М-фактор) может индуцировать переход яйца лягушки из профазы I в метафазу. Прогестерон вызывает образование фермента, который активирует М-фактор. Это приводит к активации больших количеств М-фактора и протеинкиназ, фосфорилирующих ядерные мембраны и хромосомные белки. В результате целостность ядерной оболочки нарушается, хромосомы конденсируются и клетка вступает в метафазу . Чтобы деление клетки завершилось, циклин должен разрушиться. Если этого не происходит, деление останавливается на стадии метафазы. За эту остановку до момента оплодотворения отвечает специальный белок, названный pp39mos . Этот белок кодируется клеточным онкогеном .
Каким-то образом рр39 предотвращает разрушение М-фактора? Трансляция рр39 во время созревания ооцита стимулируется прогестероном. Таким образом, этот гормон отвечает за блок мейоза после овуляции. После оплодотворения из эндоплазматической сети яйцеклетки выходят ионы кальция. Они активируют кальций-зависимую протеазу, расщепляющую рр39. В результате циклин разрушается, и яйцеклетка завершает II деление мейоза.
Приведенный механизм демонстрирует общий принцип регуляции работы клетки: к цели - осуществлению внутриклеточной реакции - обычно ведут многозвенные цепи белок-белковых взаимодействий.
