Выбрать главу

Основные спермийспецифические белки, промежуточные по своим свойствам между гистонами и протаминами, описаны также и другими исследователями как у нас в стране, так и за рубежом (4.7-4.11), и теперь их существование можно считать твердо доказанным. С учетом гаметонов и тестионов процесс сперматогенеза можно представить следующим образом. Формирование сперматозоидов из стволовых клеток и сперматогониев у подавляющего большинства видов сопровождается замещением соматических гистонов на более высокоосновные белки промежуточного типа (тестионы, протамины и гаметоны), способные обеспечить инактивацию генома. При этом последовательность замещения указанных белков при сперматогенезе (гистоны a гистоноподобные белки a тестионы a протамины и гаметоны) в общих чертах, по-видимому, повторяет закономерность появления того или иного типа спермального белка в филогенезе животных.

Физико-химические свойства промежуточных белков и их изменения в онтогенезе гидробионтов изучены недостаточно. В большей степени ни исследованы лишь у млекопитающих. В сперматогенезе здесь помимо пяти основных фракций гистонов также появляются тестионы — белки ТН1, Х2, Х3 (ТН2В), ТР2, ТР3, ТР4 (30), которые замещают гистоны по мере созревания сперматозоида на первом этапе сперматогенеза, когда хроматиновые нити, имеющие нуклеосомное строение, превращаются в гладкие фибриллы. На втором этапе сперматогенеза белки ТР и ТР2 замещаются низкомолекулярным аргинин- и цистеинсодержащим белком S1, который участвует в окончательной упаковке ДНК, образуя плотную сеть поперечных S-S связей между молекулами этого белка Зрелые сперматозоиды содержат только один гаметон — белок S1. Хроматин приобретает плотную структуру, характерную для ДНК-протаминововго комплекса.

В процессе сперматогенеза иглокожих замены гистонов на протамины не происходит, в результате чего хроматин сперматозоидов морских ежей сохраняет нуклеосомную структуру с несколько бoльшим (240-250 п.о.) по сравнению с соматическими клетками (222 п.о.) нуклеосомным повтором. Увеличение повторов ДНК приурочено к линкерной зоне и, возможно, обусловлено присутствием специфических для хроматина сперматозоидов молекулярных вариантов Н1 и Н2В с повышенным содержанием аргинина. Гистоны Н3 и Н4 у всех изученных видов морских ежей имеют одинаковую электрофоретическую подвижность с аналогичными фракциями гистонов тимуса теленка. Лизинбогатые гистоны Н1 и умеренно лизинбогатые гистоны Н2В проявляют высокую гетерогенность. Для них характерны видо- и тканеспецифичность, выраженные более ярко, чем это наблюдается для гистонов соматических клеток. Специфической особенностью гистонов Н1 и Н2В сперматозоидов морских ежей является удлинение N-концевых участков за счет коротких высокоосновных повторяющихся последовательностей аминокислот.

Основные белки сперматозоидов моллюсков отличаются большим разнообразием аминокислотного состава. Наряду с гистоновыми фракциями они могут быть представлены широким спектром белков, промежуточных между гистонами и протаминами, которые постепенно, по мере созревания гамет, замещают гистоны.

Электрофоретический анализ белков спермального хроматина представителей класса Polyplacophora наряду с гистонами выявляет два-три протаминподобных компонента.

У представителей класса Bivalvia в спермальном хроматине присутствуют как протаминоподобные (70-80%), так и гистоноподобные (20-30%) белки. Помимо этого, у Mytilus edulis есть быстродвижущаяся сильно обогащенная лизином (50,6%) фракция ? 3.

У представителей класса Gastropoda доминирующий протаминоподобный белок хроматина сперматозоидов экстрагируется 0,25М раствором HCl. Спермийспецифические белки некоторых головоногих моллюсков имеют молекулярную массу приблизительно 8000 кД и, подобно протаминам рыб, сильно обогащены аргинином, содержание которого в составе спермальных белков у разных видов этих моллюсков варьирует от 40 до 70%, а содержание тирозина составляет 7%.

Наиболее хорошо изучены такие типичные протамины как сальмин, иридин, клупеин и другие. В настоящее время известно более 50 различных протаминов рыб (931).

После того, как мы рассмотрели гаметоны и тестионы наиболее изученных групп водных животных, остановимся на их классификации.