Zmena funkcií chromatínu v priebehu starnutia. Syntéza deoxyribonukleová kyselina zmeny súvisiace s vekom

Syntéza deoxyribonukleová kyselina zmeny súvisiace s vekom

Oprava DNA úzko súvisí so spôsobmi syntézy DNA, pričom tento vzťah je založený na jednotu enzymatických systémov zúčastňujú replikácie DNA, rekombinácie, opravy a inými procesmi.

Existujú dôkazy o vekové zmeny v DNA polymerázovej aktivity zvierat.

Takto sa mení s vekom DNA polymerázy činnosť mozgových jadier krýs.

Hladiny DNA polymerázy v jadrách u potkanov sa zvyšuje v priebehu prvých 2 týždňov po narodení, a potom prudko klesá na 10 týždňov, čo predstavuje len jednu tretinu úrovne enzymatickej aktivity u novorodencov. Zaujímavé je, že obsah DNA v mozgu koreluje s aktivitou DNA polymerázy.

Enzýmová aktivita v pečeni na rozdiel od toho v mozgu sa kontinuálne zvyšuje od narodenia až do 12 týždňov života zvieraťa. U mladých potkanov, čo je enzým vyskytujúce sa takmer výhradne v rozpustnej forme a dospelých krýs - vo viazanej forme, ktorá je aktívna tak dlho, kým neprejde do roztoku (Chiu, Sung, 1973). Bolo zistené, že DNA polymerázová aktivita koreluje s obdobiami rýchleho rastu a metabolizmu buniek.

Ešte komáre maximálna DNA polymerázová aktivita bola pozorovaná v larválnom a Pupala období prudko klesla u mladých (do 10 dní) a ťažko zistiteľný u dospelých (10-48 dní) zvierat (Joseph Mastropaolo, 1973). Bartoň a Young (Bartoň, Jang, 1973) skúmali aktivitu DNA polymerázy v slezine dospelých (4 mesiace) a staré (30 mesiacov) myši.

Aktivita polymerázy vysokou molekulovou hmotnosťou DNA bola podobná u zvierat rôzneho veku a nízkou molekulovou hmotnosťou polymerázy DNA - vo 2 5 krát nižšia v slezine myší vo veku. So starnutím, existuje tendencia k postupnému inhibíciu syntézy replikácie DNA a mitózou.

Došlo k výraznému poklesu intenzity inkorporácia značeného tymidínu do mnohých tkanivách starých zvierat, ako sú kortikálnej obličkové bunky, predné a stredné laloku hypofýzy cicavcov (Crane Lomes, 1967) a takmer vo všetkých orgánoch hmyzu.

DNA polymerázová aktivita v rôznych tkanivách vaječníkov krysy a hmyzu sa znižuje rast zvierat, a to najmä v prvých dňoch vývoja. Van Bollyum a Potter (., Ako uvádza v Vanyushin, Berdyshev 1977) zistená nízka inkorporácie 3H-tymidínu v dvojvláknovej DNA templát v systéme, ktorý obsahuje supernatant pečeňových homogenátu starých krýs.

Pokles DNA polymerázovej aktivity v starých krýs môže byť vysvetlená akumuláciu inhibítory polymerázy veku DNA. Avšak, v prípade, inhibítory DNA polymerázy skutočne nahromadené v tkanivách zvierat s rastúcim vekom, polymerázová aktivita DNA by tiež byť menšia ako je tomu u tkanivových Homogenát mladých zvierat, ale v skutočnosti to je viac.

založené na teória starnutia v dôsledku chyby syntéza katastrofa Orgel (Orgel, 1963), možno predpokladať, že rýchlosť redukcia syntézy DNA v starnúcich buniek môže dôjsť v dôsledku chýb pri syntéze DNA pôsobení enzýmov.

Chybné DNA polymerázy, za prvé, môžu implementovať nesprávne replikáciu genómu a jednak vstupom do matrice, môže trvalo blokujú jeho replikáciu, kým nahradené normálnym enzýmom. Skreslený molekula DNA polymerázy tak môže mať aktivitu Mutator gén. Chyby replikácie môže nevratne akumulujú a spôsobujú bunkovú smrť.

Samozrejme, syntéza DNA, závisí nielen na skutočných replikácie enzýmy, ale aj na dostupnosti nukleotidových prekurzorov DNA, buniek z dodávok energie, iniciačný stav miesta na membránach na ich konštrukcii a na mnohých ďalších faktoroch.

Avšak nízke úrovne syntézy DNA môže byť dôležitým faktorom v bunkovej smrti. Preto možno predpokladať, že dokončenie syntézy niektorých replikónu môže byť podmienkou (signál) na ďalšie dôležité procesy bunkového cyklu. Znížením rýchlosti syntézy DNA, tieto bunky môžu byť porušené regulačné mechanizmy.

Má sa za to, že bunky môžu existovať niektoré špeciálne metabolické zlomok DNA, ktorý obsahuje kópiu aktívnych pracovných génov v bunke. Poškodené pod vplyvom mutácií tejto DNA molekuly, musia byť nahradené novo syntetizované. S mierou redukcia syntézy DNA v priebehu starnutia počte metabolicky aktívnych skreslených kópií DNA sa zvýši, a vtedy, keď nie sú naďalej "kritické" množstvo normálnych molekúl, dochádza k úmrtiu.

Zvyčajne uvádzajú tieto dôkazy v prospech hypotézy o chybe syntéza katastrofu Orgel:

1) akumulácie s vekom molekuly modifikovaných proteínov, najmä enzýmov (Gershon, Gershon, 1973- Rothstein, 1979);
2) začlenenie analógy kyseliny v proteínoch a dusíkových báz v RNA znižuje životnosť Drosophila (Harrison, Holliday, 1967) a fibroblasty v tkanivovej kultúre (Holliday, Tarrant, 1972).

Mariotti a ničí (Mariotti, Ruscitto, 1977) k záveru, že presnosť a účinnosť syntézy proteínov v starobe klesá, čo je v súlade s teóriou Orgel a ďalšie nastolila, sa zvyšuje s vekom zvierat stochastických poškodenie genetického aparátu bunky (somatické mutácie, preklad chyby, transkripčný a opravy DNA).

Tieto zistenia však v rozpore s výsledkami štúdií v domácej kriket Kolenasa Burns (Burns, Kaulenas, 1979), ktorý zistil, žiadne fyzikálne a chemické zmeny v proteínoch starnutia hmyzu. Starnúca cvrčky, vysvetľujú nie stochastické chyby a zákonitosti zmien v genetickej regulácie. Rozpory medzi hypotézy Orgel a génovo regulačné teórií možno ľahko vyriešiť, ak vezmeme do úvahy súčasnú povahu procesu starnutia.

Podľa ekologického a genetického teórie starnutia (Berdyshev, 1977), s vekom súvisiace poškodenie genetického aparátu buniek, je nazývaný ako náhodná, stochastické faktory Orgel a naprogramované udalosti.

Etigeneticheski deterministické faktory môžu tiež poškodiť DNA polymerázu a ďalšie replikácie enzýmy (napr. Riadený cyklickým kinázy fosforyláciou nukleotidy proteín) ako stochastických.

Znižuje počas starnutia indukovanú syntézu DNA rýchlosť.

Preto po podaní izoproterenol Potkan sa vyskytuje syntézu DNA tkaniva vyvolané, delenie dochádza niekoľko slinné žľazy buniek. Bolo ukázané, že DNA syntéza Indukčný doba zvýšenie priamej pomere k veku krýs (2 až 24 mesiacov). Predpokladá sa, že tieto zmeny sú spojené s výmenou RNA a proteínov (Adelman, 1975).

Pojem vekové zmeny v schopnosti replikácie buniek a mitózou je možné získať na základe pokusov na indukciu syntézy DNA a delenie buniek staré a mladých zvierat. Táto štúdia môže byť vykonaná v experimentoch dvoch typov: podmienky v hypertrofie a regeneráciu orgánov, ako aj pôsobením stimulujúce látky.

Syntéza DNA a rýchlosť fosforylácie Histon H1 frakcií, H2A, H2B, H3, H4 študoval v pečeni kontroly (intaktné) a hepatektomizovaných potkanov Wistar línie vo veku 5 až 27 mesiacov. U kontrolných zvierat s vekom sa postupne znižuje syntézu DNA v pečeni. Rozdiely v rýchlosti fosforylácie medzi mladých i starých neporušených krýs nebola nájdená, ako 32P príjem bol pod hranicou citlivosti metódy.

V regenerujúcich pečene starých krýs sa pozorovalo zníženie aktivity syntézy a noriem DNA fosforylácie Histon H1. S ohľadom na ďalšie histonových frakcie štatistické rozdiely boli prítomné. Pozorované zmeny súvisiace s vekom sú vysvetlené kompaktná konštrukcia nukleoproteinového komplexu detekovanej u starších zvierat (Plantanelli, Fabris, 1975). Zvýšenie doby potrebné pre iniciáciu syntézy DNA a delenie buniek, ako bolo pozorované v regenerujúce pečeni starých krýs po parciálne hepatektomii (Obolensky 1976).

Porušenie replikácie a mitózy v normálnom priebehu procesu starnutia, môže byť v dôsledku zmien v oboch aktivity enzýmov katalyzujúcich tieto procesy a zmeny v štruktúre DNP - konsolidácie väzieb medzi DNA a bielkoviny. V súčasnej dobe existuje celý rad prác, čo ukazuje tvorbu silných väzieb medzi DNA a bielkoviny v DNP starých organizmov (Vanyushin, Berdyshev, 1977).

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno