Změna funkcí chromatinu v průběhu stárnutí. Syntéza deoxyribonukleová kyselina změny související s věkem

Syntéza deoxyribonukleová kyselina změny související s věkem

Oprava DNA úzce souvisí se způsoby syntézy DNA, přičemž tento vztah je založen na jednotu enzymatických systémů účastní replikace DNA, rekombinace, opravy a jinými procesy.

Existují důkazy o věkové změny v DNA polymerázové aktivity zvířat.

Takto se mění s věkem DNA polymerázy činnost mozkových jader krys.

Hladiny DNA polymerázy v jádrech u krys se zvyšuje v průběhu prvních 2 týdnů po narození, a potom prudce klesá na 10 týdnů, což představuje pouze jednu třetinu úrovně enzymatické aktivity u novorozenců. Zajímavé je, že obsah DNA v mozku koreluje s aktivitou DNA polymerázy.

Enzymová aktivita v játrech na rozdíl od toho v mozku se kontinuálně zvyšuje od narození až do 12 týdnů života zvířete. U mladých potkanů, což je enzym vyskytující se téměř výhradně v rozpustné formě a dospělých krys - ve vázané formě, která je aktivní tak dlouho, dokud nepřejde do roztoku (Chiu, Sung, 1973). Bylo zjištěno, že DNA polymerázová aktivita koreluje s obdobími rychlého růstu a metabolismu buněk.

Ještě komáři maximální DNA polymerázová aktivita byla pozorována v larválním a pupal období prudce klesla u mladých (do 10 dnů) a stěží detekovatelný u dospělých (10-48 dnů) zvířat (Joseph Mastropaolo, 1973). Bartoň a Young (Bartoň, Jang, 1973) zkoumali aktivitu DNA polymerázy ve slezině dospělých (4 měsíce) a staré (30 měsíců) myši.

Aktivita polymerázy vysokou molekulovou hmotností DNA byla podobná u zvířat různého věku a nízkou molekulovou hmotností polymerázy DNA - ve 2 5 krát nižší ve slezině myší ve věku. Se stárnutím, existuje tendence k postupnému inhibici syntézy replikace DNA a mitózou.

Došlo k výraznému poklesu intenzity inkorporace značeného thymidinu do mnoha tkáních starých zvířat, jako jsou kortikální ledvinové buňky, přední a střední laloku hypofýzy savců (Crane Lomes, 1967) a téměř ve všech orgánech hmyzu.

DNA polymerázová aktivita v různých tkáních vaječníků krysy a hmyzu se snižuje růst zvířat, a to zejména v prvních dnech vývoje. Van Bollyum a Potter (., Jak uvedeno v Vanyushin, Berdyshev 1977) zjištěna nízká inkorporace 3H-thymidinu v dvouvláknové DNA templát v systému, který obsahuje supernatant jaterních homogenátů starých krys.

Pokles DNA polymerasové aktivity ve starých krys může být vysvětlena akumulaci inhibitory polymerázy věku DNA. Nicméně, v případě, inhibitory DNA polymerázy skutečně nahromaděné ve tkáních zvířat s rostoucím věkem, polymerázová aktivita DNA by také být menší než je tomu u tkáňových homogenátech mladých zvířat, ale ve skutečnosti to je více.

založené na teorie stárnutí v důsledku chyby syntéza katastrofa Orgel (Orgel, 1963), lze předpokládat, že rychlost redukce syntézy DNA v stárnoucích buněk může dojít v důsledku chyb při syntéze DNA působení enzymů.

Vadné DNA polymerázy, za prvé, mohou implementovat nesprávné replikaci genomu a jednak vstupem do matrice, může trvale blokují jeho replikaci, dokud nahrazeno normálním enzymem. Zkreslený molekula DNA polymeráz tak může mít aktivitu mutator gen. Chyby replikace může nevratně akumulují a způsobují buněčnou smrt.

Samozřejmě, syntéza DNA, závisí nejen na skutečných replikace enzymy, ale i na dostupnosti nukleotidových prekurzorů DNA, buněk z dodávek energie, iniciační stav místa na membránách na jejich konstrukci a na mnoha dalších faktorech.

Nicméně nízké úrovně syntézy DNA může být důležitým faktorem v buněčné smrti. Proto lze předpokládat, že dokončení syntézy některých replikony může být podmínkou (signál) na další důležité procesy buněčného cyklu. Snížením rychlosti syntézy DNA, tyto buňky mohou být porušeny regulační mechanismy.

Má se za to, že buňky mohou existovat některé speciální metabolické zlomek DNA, který obsahuje kopii aktivních pracovních genů v buňce. Poškozené pod vlivem mutací této DNA molekuly, musí být nahrazeny nově syntetizované. S mírou redukce syntézy DNA v průběhu stárnutí počtu metabolicky aktivních zkreslených kopií DNA se zvýší, a tehdy, když nejsou nadále „kritické“ množství normálních molekul, dochází k úmrtí.

Obvykle uvádějí následující důkazy ve prospěch hypotézy o chybě syntéza katastrofu Orgel:

1) akumulace s věkem molekuly modifikovaných proteinů, zejména enzymů (Gershon, Gershon, 1973- Rothstein, 1979);
2) začlenění analogy kyseliny v proteinech a dusíkatých bází v RNA snižuje životnost Drosophila (Harrison, Holliday, 1967) a fibroblasty v tkáňové kultuře (Holliday, Tarrant, 1972).

Mariotti a ničí (Mariotti, Ruscitto, 1977) k závěru, že přesnost a účinnost syntézy proteinů ve stáří klesá, což je v souladu s teorií Orgel a další postuloval, se zvyšuje s věkem zvířat stochastických poškození genetického aparátu buňky (somatické mutace, překlad chyby, transkripční a opravy DNA).

Tato zjištění však v rozporu s výsledky studií v domácí kriket Kolenasa Burns (Burns, Kaulenas, 1979), který zjistil, žádné fyzikální a chemické změny v proteinech stárnutí hmyzu. Stárnoucí cvrčky, vysvětlují ne stochastické chyby a zákonitosti změn v genetické regulace. Rozpory mezi hypotézy Orgel a genově regulační teorií lze snadno vyřešit, pokud vezmeme v úvahu současnou povahu procesu stárnutí.

Podle ekologického a genetického teorie stárnutí (Berdyshev, 1977), s věkem související poškození genetického aparátu buněk, je nazýván jako náhodná, stochastické faktory Orgel a naprogramované události.

Etigeneticheski deterministické faktory mohou také poškodit DNA polymerázu a další replikace enzymy (např. Řízený cyklickým kinázy fosforylací nukleotidy protein) jako stochastických.

Snižuje během stárnutí indukovanou syntézu DNA rychlost.

Proto po podání isoproterenolu u krys se vyskytuje syntézu DNA tkáně vyvolané, dělení dochází několik slinné žlázy buněk. Bylo ukázáno, že DNA syntéza Indukční doba zvýšení přímé poměru k věku krys (2 až 24 měsíců). Předpokládá se, že tyto změny jsou spojeny s výměnou RNA a proteinů (Adelman, 1975).

Pojem věkové změny ve schopnosti replikace buněk a mitózou je možné získat na základě pokusů na indukci syntézy DNA a dělení buněk staré a mladých zvířat. Tato studie může být provedena v experimentech dvou typů: podmínky v hypertrofie a regeneraci orgánů, jakož i působením stimulující látky.

Syntéza DNA a rychlost fosforylace histonu H1 frakcí, H2A, H2B, H3, H4 studoval v játrech kontroly (intaktní) a hepatektomizovaných potkanů Wistar linie ve věku 5 až 27 měsíce. U kontrolních zvířat s věkem se postupně snižuje syntézu DNA v játrech. Rozdíly v rychlosti fosforylace mezi mladých i starých neporušených krys nebyla nalezena, jako 32P příjem byl pod hranicí citlivosti metody.

V regenerujících jater starých krys bylo pozorováno snížení aktivity syntézy a norem DNA fosforylace histonu H1. S ohledem na další histonových frakce statistické rozdíly byly přítomny. Pozorované změny související s věkem jsou vysvětleny kompaktní konstrukce nukleoproteinového komplexu detekované u starších zvířat (Plantanelli, FABRIS, 1975). Zvýšení doby nutné pro iniciaci syntézy DNA a dělení buněk, jak bylo pozorováno v regenerující játrech starých krys po parciální hepatektomii (Obolenské 1976).

Porušení replikace a mitózy v normálním průběhu procesu stárnutí, může být v důsledku změn v obou aktivity enzymů katalyzujících tyto procesy a změny ve struktuře DNP - konsolidace vazeb mezi DNA a bílkoviny. V současné době existuje celá řada prací, což ukazuje tvorbu silných vazeb mezi DNA a bílkoviny v DNP starých organismů (Vanyushin, Berdyshev, 1977).

Sdílet na sociálních sítích:

Podobné