Мутанты дрожжей по клеточному циклу
Изучение генетического контроля клеточного цикла началось с получения мутантов cdc (от cell division cycle) ( Hartwell et al., 1973 ). Это температурочувствительные мутанты, клетки которых при рестриктивной температуре приобретают одну и ту же, определенную морфологию (так называемый "прототипный фенотип"). Существование мутантов cdc свидетельствует о том, что митотический цикл состоит из ряда стадий, между которыми имеется причинно-следственная связь. Продукты генов CDC действуют стаде-специфично.
Исследование взаимодействий генов CDC с использованием ингибиторов клеточного цикла позволило определить для большинства генов последовательность действия их продуктов ( Hereford, Hartwell, 1973 ). При этом оказалось, что в клетке параллельно происходит несколько процессов, независимых друг от друга. Координация этих процессов происходит только в некоторые моменты клеточного цикла.
Начало клеточного цикла - точка "Старт" (первая контрольная точка), в которой происходит выбор программы дифференциации. Прототипный фенотип мутантов, контролирующих эту стадию: одиночная клетка или клетка с небольшой почечкой. Далее начинаются синтез ДНК , удвоение и расхождение полярного тельца веретена и образование почки. Эти процессы протекают независимо - можно блокировать любой из трех, но это не приведет к остановке двух других. Это следует из анализа фенотипа мутантов по генам-активаторам этих процессов. Так например, у мутантов cdc24 подавлено образование почек, поэтому образуются одиночные клетки, которые часто содержат несколько ядер. У мутантов cdc31 подавлена дупликация полярного тельца веретена, и, следовательно, формирование веретена деления и сегрегация хромосом . Но синтез ДНК и формирование почки благополучно завершается, поэтому прототипный фенотип мутантов cdc31 - гантелеобразная клетка с удлиненным ядром, застывшим в шейке почки. У мутантов cdc4 нарушен синтез ДНК, в результате образуются клетки с одним неподелившимся ядром, но периодически почкующиеся.
Подавление репликации у мутантов cdc4 и cdc-мутантов, действующих на более позднем этапе, приводит к остановке на стадии перехода G2 -> M (второй контрольной точки). Следовательно, завершение синтеза ДНК служит сигналом для инициации митоза. Для нормального протекания митоза после его инициации необходимо правильное формирование веретена деления.
