GuruHealthInfo.com

Věkové změny v genetickém aparátu buněk

Kritické změny související s věkem vyšších živých organismů má metabolické změny ve funkční užitečnosti anabolických procesů.

Zúžení schopnosti anabolické a zvýšení se změnami, věku a narušení programu pro syntézu nukleových kyselin a proteinů jsou brány jako nejdůležitější momenty mnoha moderních teorií molekulárního základu ontogeneze.

V srdci těchto změn dochází s věkem jsou stanovena jako předem a náhodných změn v makromolekulární složení a struktury nejjemnější syntézy nukleové kyseliny proteiny a buňky zařízení - něco, co může být doslova jen „těsnění na věk“ v genomu buňky.

Mnoho vzory věkové změny v genetickém aparátu buněk nebyla dosud objasněna. Nicméně, je zde poměrně hodně experimentálních prací, což naznačuje, že stárnutí mění strukturu téměř všech studovaných složek genetického aparátu buněk.

„Tisk věk“ na molekulární struktury deoxyribonukleové kyseliny

Počáteční předpoklad nářadí (pessimizatsii) zrání makromolekulární strukturu DNA a jejích komplexů pocházely od vlastní značnou část starých buněk piknotizatsii chromatinu a významný pokles ve starých procesů syntézy nukleových kyselin a proteinů v organismech (Nikitin, 1941, 1954).

Později bylo zjištěno, že celkové složení z převládajících skupin dusíkatých bází v DNA a RNA z jaterní tkáně a střevní sliznici potkanů ​​albínů a kachny prakticky nezměněná s věkem (Nikitin Shereshevskii, 1961- Skvirskaya Babi, 1961- Mahinko, Block, 1961- Berdyshev a kol., Hilobok 1967- 1967).

Tyto údaje nevylučují však, že v sekvenci bází v samostatné, funkčně velmi důležitý, DNA lokusů může dojít v budoucnu, byly ve skutečnosti zjištěno, změny související s věkem.

Ještě obtížnější pro vyhodnocení dat z celkové RNA: to zahrnuje takové různé typy to je mRNA, rRNA, tRNA, atd Výsledná Berdyshev a kol .. (1967) o složení údajů o DNA v různých tkáních v různých fázích lososů tření sloužil jako první experimentální důkaz, že „tisk stáří“ je ve skutečnosti na DNA.

Se stárnutím lososa DNA ve všech tkáních (svaly, játra, ledviny, slezina) je prudký pokles metylcytosinem. Zjištěno na lososa věkové změny v obsahu methylcytosinu v DNA se zdá, představují zvláštní případ poměrně běžné biologickým jevem.

Podobné změny se vyskytují v DNA se stárnutím a různými druhy ryb a savců (Nikitin Kurtasov, 1972- Vanyushin et al., 1973- Vanyushin, Berdyshev, 1977- Zin'kovskaya et al., 1978). To znamená, že potkan založena tkáňovou specifitu obsahu DNA 5-methylcytosin (Vanyushin et al., 1973). Živě tyto rozdíly tkáně jsou vyjádřeny u mladých zvířat (1 měsíc).

Dospělí (12 měsíců) jsou opět jasně identifikována. Stárnutí krys je doprovázeno významným změnám v obsahu DNA metylcytosinem. Na rozdíl od tření lososa, který výrazně snižuje množství 5-methylcytosin v DNA všech tkání v stárnutí krysy obsah 5-methylcytosin v DNA mozku, sleziny a srdce klesá a nemění v DNA jater a plic.

Údaje o složení DNA izolované ze stejného potkana tkáně přes Marmur metod zpracování pronaznoy a Schmidt a Tanngauzeru stejné. Proto má za následek rozdíly tkáně a stárnutí změny lze přičíst k celkové DNA příslušných orgánů a nelze přičítat extrakcí neúplné nebo neobvyklé DNA z tkání krys různého stáří.

Vzhledem k tomu, funkčnost 5-methylcytosinových zbytků v různých nukleotidových sekvencí DNA, zdá se, že jiná, zvláštní význam, je otázka, jaké konkrétní oblasti genomu, nebo frakce DNA probíhá je věk změna v obsahu 5-methylcytosin.

Navzdory tomu, že nejsou žádné konkrétní experimentální data o povaze těchto změn v genomu krysy, tam je každý důvod si myslet, že nejsou chaotické. Vzhledem k tomu, DNA jater a dalších orgánů krys s stárnutí nedochází změny v obsahu GC párů bází, pořadové číslo pyrimidinových a reasociaci kinetiky, výsledky stárnutí tkáňově specifických různé množství 5-methylcytosinu v DNA skutečně odráží různé úrovně methylace DNA u zvířat různého věku.

To potvrzuje studuje schopnost akceptorové DNA z různých orgánů mladých i starých krys na tyto methylace DNA v přítomnosti 3H-methyl-S-adenosylmethionin (Vanyushin, Berdyshev, 1977). S věkem, schopnost měnit přijímá jaderné methylace DNA in vitro (viz tabulka. 16).

Tabulka 16. Věk variabilita akceptor schopnost nukleární DNA z různých orgánů u potkanů ​​methylační reakci s homologní a heterologní enzym in vitro (Kudryashova Vanyushin 1976)
Věk variabilita akceptor schopnost nukleární DNA různých orgánů v krysy methylační reakci s homologní a heterologní enzym in vitro

Tkáňově specifické změny v DNA akceptorové schopnosti

To znamená, že enzym jader mladých zvířat metyluje DNA buněčných jader mozku starých krys, podstatně více než ve stejném DNA v mladých zvířat. Změna úrovně methylace akceptoru schopností in vitro, podle všeho, může být citlivější ukazatel stupně methylace DNA v zdrojových buněk (jader) ve srovnání k přímému stanovení obsahu 5-methylcytosinu v DNA.

Například, právo odhalit počet viditelných rozdílů 5-methylcytosin v DNA zvířat stárnutí plic nemůže. Je však třeba poznamenat, že úroveň methylace DNA in vivo, je poněkud snížena s rostoucím věkem, jako přebírající schopnost in vitro v DNA starých zvířat je o něco vyšší než u mladých DNA.

To znamená, že stárnutí změně dojde tkáňově specifickou akceptorové schopnosti se metylace DNA reakce in vitro. S věkem se výrazně zvýšena v jaderné DNA mozku, mírně se zvyšuje v plicích DNA a těžko se mění v játrech DNA.

Proto je snížení o 5-methylcytosin v DNA některých tkáních (mozek, srdce) dochází s rostoucím věkem v důsledku snížení úrovně methylace DNA. Tento proces může dojít upustí DNA metyláza aktivitu a sníženou syntézu methyl dárcovských S-adenosylmethionin skupinách nebo DNA demethylaci. S největší pravděpodobností v senescentní buňky mohou být jeden a druhý.

Pomocí těchto údajů se shodují zjištění Nikitin a Kurtasova u krys (1972) a Zin'kovskaya et al. (1978) na játra skotu všech věkových kategorií. V Zinkovskaya et al. (1978) zkoumali embrya, nezralá telata (do 1 roku) a starých krav (věk 10-12 let) ze stejného plemene.

V procesu ontogeneze v obsahu skotu 5-methylcytosin v DNA různých orgánů výrazně snižuje. Avšak na rozdíl od růžové, kde snížení úrovně methylace DNA pozorována u všech zkoumaných tkáních, bez výjimky, jako krysy a krávy vyjádřené tkanevospetsificheskoe pozorován pokles obsahu 5-methylcytosinu v DNA. Tak maximální (téměř 2 krát) úroveň methylace DNA klesá s věkem v srdečním svalu, a DNA z embryonálního stavu plic být starý obsah 5-methylcytosinu zůstává prakticky nezměněn.

I během embryonálního vývoje lze vysledovat kuriózní dynamiku snížit hladiny 5-methylcytosin v DNA srdce. U ovoce (asi 6 měsíců), je množství 5-methylcytosinu v DNA srdečního svalu maximálně (1,76 ± 0,01 mol.%), Je snížena na 1,36 ± 0,01 mol v devíti měsíců plodů.% A neliší od obsahu 5-methylcytosin v DNA nezralých věk telat do 1 roku.

Nejdramatičtější snížení množství 5-methylcytosinu v DNA srdce dochází s věkem (0,94% mol.). Významný pokles úrovně methylace DNA dochází také s zrání v mozku, ledvinách a slezině. Tak, k výraznému poklesu úrovně methylace genomové DNA s věkem dochází spolehlivě v mozkové polokoule, neurohypofýzy a hippocampu (tabulka. 17).

Tabulka 17. Nukleotidové složení DNA z různých částí mozku skotu
(Zin'kovskaya et al., 1978)
Nukleotidové složení DNA různých částí mozku skotu (Zin'kovskaya et al., 1978)

Velmi malé, ale významné změny v množství 5-methylcytosinu v stárnutí pozorovány v DNA mozečku, a to prakticky v DNA prodloužené míchy a kufru detekován. Jelikož je vytváření podmíněného reflexu doprovázel vyvolané reverzibilní supermetilirovaniem DNA v mozkové kůře a hipokampu, a zejména v neuronech, by se mohlo zdát, že získaná redukce (rušení), celková úroveň methylace DNA mozkové kůry a hippokampu s stárnutí může být do určité míry odpovědný za související s věkem oslabení fungování buněk a zhoršení paměti.

Pozorovaný pokles související s věkem úrovně methylace DNA v neurohypofýzy může být důležitý k narušení DNA transkripce ve svých buňkách během stárnutí a výsledek může být odpovědný za porušení neurohumorální regulace celého organismu.

Odlišný charakter věkové změny hladin methylace DNA v různých orgánech (buňkami) je v souladu s koncepcí Comfort (pohodlí, 1967) tkanevospetsificheskih o mechanismech stárnutí. V tomto smyslu, zdá se, že říci, soudě genomu v různých orgánech a buňkách úroveň „stárnutí“ a funkční methylace (transkripci) jinak.

Jako DNA neurohypofýza nepostrádá známého „tisk věku“ DNA a dalších důležitých sekreční tkáni. Například, brzlíku u starých zvířat výrazně nižší než methylovaných lýtek a nezralých embryích.

Po identifikaci věku snižovat úroveň methylace genomu v různých orgánech otázku s naléhavou potřebu toho, jak je konkrétně snížení v genomu, ať už náhodně nebo jsou více či méně rovnoměrně v celém genomu příslušných buněk, nebo zda má vliv má selektivní charakter a větší nebo menší Pokud jde o stupeň selektivity některých specifických nukleotidových sekvencí.

Specifičnost methylace DNA

Specifičnost methylace DNA lze snadno posoudit charakter distribuce 5-methylcytosinu v různých pyrimidinových sekvencí. Za tímto účelem, Zinkovskaya a kol. (Zin'kovskaya et al., 1979) studovali obsah 5-methylcytosinu v jejich příslušných pyrimidinu a izoplitah různé složení pyrimidinové oligonukleotidy izolované z telecího brzlíku a staré krávy.

Bylo zjištěno, že snížením množství věku je 5-methylcytosin (M5S) DNA ne náhodně, ale spíše specifická. To se vyskytuje především v monopirimidinovyh sekvencích Pu-pu-M5S a prakticky bez ohledu na delší pyrimidinových oligonukleotidů (až Pentanukleotidové včetně).

Ačkoliv obsah 5-methylcytosin (v mol.%) V dinukleotidů s věkem se významně nezměnila, její relativní podíl ještě o něco zvyšuje v důsledku poklesu celkové úrovně methylace genomu během stárnutí. Vzhledem k tomu, brzlíku dobytek 5-methylcytosin se soustřeďuje především v pořadí m5C-G, lze předpokládat, že zaznamenané v souvislosti s věkem pokles obsahu 5-methylcytosin se vyskytuje především v důsledku úrovně sekvence pokles methylace Pu-C-G.

Sekvence m5C- G mohou koexistovat a dlouhé bloky v pyrimidinu Pyn-m5C-G, ale v takové kombinaci snížení úrovně methylace této sekvence v jednotkách pyrimidinu (n > 1) se nevyskytuje.

To znamená, že pokles související s věkem úrovně methylace DNA v genomu nebesporyadochno, pokud jde o určité stránky (nukleotidové sekvence). Tato místa (lokality) mohou být přítomny v obou středně a hlavně vysokopovtoryayuschihsya sekvencí.

Je to opakující se nukleotidové sekvence (s výhodou středně repetic) podrobit reverzibilní enzymatické supermetilirovaniyu ovlivněné hormony. Na základě toho lze předpokládat, že stárnutí je rozdělen zejména methylaci regulačních genů v zóně repetitivních nukleotidových sekvencí (Zin'kovskaya et al., 1979).

Mechanismy věkových změn v DNA methylace je neznámý. Můžeme předpokládat, že když je existence obou enzymatické DNA demethylační mechanismu a selektivní řezání opravy 5-methylcytosin DNA následoval.

Oba tyto mechanismy hypoteticky, velmi pravděpodobné. Dojde-li k „vystriganie“ 5 metiltsitozinovyh nukleotidy, tyto mezery v DNA, musí být opraveno velmi účinně. Je známo, že v průběhu zrání účinnost opravných buněk systémů významně snižuje.

Kromě toho, schopnost přijímat se stárnutím mozku izolované DNA přípravky a jiných savčích subjektů zvyšuje (Vanyushin, Berdyshev, 1977). To znamená, že starší buňky jsou nedometilirovannymi nukleární DNA, ve srovnání s DNA v mladých zvířat příslušných buněk, a proto si zachovávají methylované sekvence.

věkové změny v úrovni metylace DNA in vivo a schopnosti těchto akceptorové DNA methylace in vitro ukazují, že funkční extinkce genové aktivity je spojeno s modifikací pádu studia genomu.

Proto se buňky specifické tkáňové stárnout blednutí funkční aktivitu spojenou s poklesem úrovně methylace DNA. Tak, proces stárnutí neprojde většinu genomu, a odráží se v redukci zneužívání úrovně methylace DNA.

To platí zejména DNA takových životně důležitých orgánů, jako je mozek a srdce. pokles související s věkem v obsahu 5-methylcytosinu v DNA srdce (Vanyushin, Berdyshev, 1977) koreluje s prudkým poklesem (42%) syntézy proteinů v srdečním svalu starých zvířat. Jedná se o druhý způsob se zdá být odpovědná za ztrátu věkových buněk schopnosti srdečního svalu se bránit stresových podmínek a doplní ztracené proteiny v různých porušení.

Údaje o tkáňové specifičnosti DNA u zvířat obecně a tkanevospetsificheskom „stárnutí“ v genomu jsou v dobrém souladu s předpokladem, že stárnutí je výsledkem diferenciace vzdáleného buněk a zřejmě odplatu za ni.

věkové změny na fyzikálně-chemické a biofyzikálních parametrů DNA

Pokusy o detekci související s věkem změny fyzikálně-chemických a biofyzikálních parametrů DNA neměl dávat jednoznačné výsledky. Goldstein (1968) navrhl koncept obsahu v nativním DNA chelátové vázaného železa. Její výše a způsoby pro vázání DNA změnu molekula s věkem, což je základem k tomu, že se extrakce DNA z tkáně pyrofosfátu je fragmentovaný, tím silnější je starší zvíře.

Bylo také zjištěno, že poměr purinů na pyrimidinů v DNA fragmentů se extrahují pyrofosforečnan, ve stáří se zvyšuje jen nepatrně. Zkoumání elektronový mikroskopický obraz DNA přípravky z jater a tenkého střeva bílých krys, Gerasimova a kol. (1977) zjistili, že u starších zvířat, izolovaná DNA molekula je v průměru nižší než u dospělých.

Ve starších potkanů ​​DNA přípravky v oblasti pohledu jeví oddělit fragmenty DNA délce obrysu 1,5 až 2 um, které jsou fragmenty oddělené od hlavních molekula DNA starých zvířat v důsledku hromadění železa. DNA ze starého tkaniny je také charakterizován pomalejší formě dvouřetězcové formě.

Studie Drosophila DNA věkové změny ve struktuře v průběhu jeho stárnutí bylo provedeno Massey et al. (Massie a kol., 1975a, 1975b). Po přezkoumání metod a rychlost sedimentace rovnovážné DNA extrahované z tkání dospělých much, nebyli schopni prokázat změny související s věkem o molekulové hmotnosti denaturovaného DNA (3.02-3.84-10 5 Daltonů pro celou dobu vývoje dospělých) a počet příčných vazeb v něm (02/06-8/8% ve všech stárne imago).

Nicméně se zjistilo, že molekulová hmotnost větší část (75%) larev DNA bylo asi 10. dubna dalton- Zbývajících 25% DNA larev mají DNA molekulové hmotnosti, která je v blízkosti stejné hmotnosti u dospělých zvířat (asi 10 6 Da). Neobvykle nízkou molekulovou hmotností větší část DNA extrahované z tkání larev může ukázat větší labilitu a snazší rozpad DNA pod jeho rozdělení na počátku ontogeneze ovocné mušky.

Některé variace jater heterogenita chromatinu DNA v první polovině ontogenezi kuřat byly nalezeny Yakovlev (1970). Böttger a kol. (Böttger ei al., 1968) zjistili, že mitochondriální DNA plodu krysích jater má sedimentační konstanty, které se liší od těch, které z DNA dospělých krys. věkové změny v teplotě tání (Tm) DNA brzlíku krav jako jeden z nepřímých parametrů jeho vnitřní struktury zkoumány von Hahna (Hahn, von, 1965- Hahn, von, Verzar, 1967).

V časných studiích našel zvyšuje Tm u starých zvířat. Později však bylo zjištěno, že zvyšuje Tm DNA starších krav je hlavně závislá na zbytkových nečistot v DNA, „pevně spojených“ gistona- jeho obsah ve výše uvedených preparátech DNA starých zvířat.

Později poněkud vyšší Tm stárnoucích zvířat DNA byla stanovena Kurtz a Sayneksom (Kurtz, SINEX, 1967). DNA myších jater bylo zjištěno, a to buď bez stárnutí mění Tm, nebo jen velmi malé zvýšení v jeho věku, což má za následek pouze ve specifických podmínkách návrhu experimentů (Russel et al., 1966).

Chetsang a kol. (Ghetsanga et al., 1977), tím, že studuje změny molekulové hmotnosti DNA v lyzátu mozkových buněk mladých i starých myší a bylo zjištěno, že hromadění přestávky závislé na věku v DNA je rychlejší než jeho opravy, což vede k poškození genomu živočišných buněk, se hromadí neopravitelné vady.

S přibývajícím věkem se neuronů v mozkové kůře králíků objeví krátké (162 až 198 bp) fragmenty DNA chybí u embryí a novorozených zvířat (Brown, 1978). V pokusech Karvonen (1970) bylo zjištěno, že při malé a při obsahu ontogeneze proteinu v přípravcích přibližně stejná. Bílá krysích jater DNA a Tm hyperchromický efekt (HCE) se ve stáří mírně zvýšil (tabulka. 18).
Tabulka 18. Charakteristika DNA přípravků jater potkanů ​​albínů různého věku (Karvonen, 1970)

Věk, měsíce

Ep (260)

E260 / E230

E260 / E280

Tm, ° C

HCE%

obsah bílkovin,%

Video: Stupně ztrátu sluchu. Jak udržet slyšení

1

6110

2.15

2.00

85.16

30.6

0,76

3

Video: Biology. Cytologie: Struktura prokaryotické buňky. Bakterie. Centrum pro on-line výuku „Foxford“

6195

2.12

2.02

Video: Anti-aging masáž obličeje. Zastavení změn souvisejících se stárnutím pokožky. Péče a krása obličeje

86.32

32.0

-

12

6226

2.18

Video: DENAS pro korekci kožních změn souvisejících se stárnutím obyvatelstva

2.02

86,4

30.3

-

24

6253

2.20

2.00

88.9

37.8

0,83


Tyto výsledky byly potvrzeny v Malyshko (1977). Na rozdíl od toho žádná změna bylo zjištěno, věk tání vysoce polymer (ribozomální RNA) jater bílých krys (Nikitin Sagalova, 1969). Podle Struchkova (1962), a Strazhevskoy Struchkova (19 (32), se výrazně sníží s věkem molekulovou hmotností sverhpolimernoy izolovaného krysího brzlíku.

Na rozdíl od toho žádné na věku závislé rozdíly v distribuci rovnovážné hustoty gradientu Cs2S04 brzlíku u krys nainstalován Pytila ​​a Sherman (Pythila, Sherman, 1968). Acharya a kol. (Acharya a kol., 1972) se speciálním léčení mozkové jaterní tkáně krys s různými rozpouštědly a proteolytické ferkentami přijatých oligodezoksiribonukleoproteidy kovalentně spojeny s peptidy, které obsahují hlavně asparagová a glutamová kyselina.

Molekulová hmotnost těchto složek se zvyšuje s věkem. Ještě více se zvyšuje s věkem molekulovou hmotností frakcí alkalického neextrahovatelného oligodezoksiribonukleoproteidov. Prasad a Cutler (Rrashad, Cutler, 1976) vyvinul metodu pro izolaci DNA z tkání zvířat, který se vyhýbá selektivní ztráta satelitní DNA.

Pomocí této metody našli zvýšení věku v procentech získatelná z jater myší satelitní DNA (7-8% zvířat ve věku 10-60 dnů 12-13% u zvířat ve věku 570-788 dnů). V mozku, ledvinách a změny věku v množství zpětně získatelné satelitní DNA není ve slezině obnaruzheno- - zjištěno mírné zvýšení ní.

Bradley et al. (Bradley et al., 1976) v DNA barvení stáří WI-38 buněčných kultur byly schopny detekovat zesítění rychlost a snížit jeho opravu. Johnson a kol. (Johnson et al., 1972) hybridizací rRNA-DNA byl zjištěn významný (30%) ztráta ribozomální genů v mozkových buněk bíglů mezi první a desátého letech postnatální ontogenezí.

V následujících studiích Strehler a kol. (Strehler, Chang, 1979- Strehler et al., 1979) zjistili, ztráta gibridiziruemoy ribozomální DNA v řadě po mitotických tkáních starých lidí, a jeho rychlost ztráty osoby od věku asi 5 krát nižší než u psů (t. E., Reverzní jeho korelace s očekávanou délkou života).

Důvodem může být s věkem související pokles oprav DNA, ale autoři nevylučují snižování gibridiziruemosti rDNA rRNA kvůli síťování DNA v chromatinu protein starších lidí a psů.
Sdílet na sociálních sítích:

Podobné

© 2011—2018 GuruHealthInfo.com