Промени в хроматина функция по време на стареенето

С възрастта, може да се променя не само структурата на генома и протеин-синтезиране апарат на клетката, но полезността на техните функции.

Сегашното състояние на въпроса за "печат възраст" на функционалния капацитет на клетките, ние се опитваме да се помисли в тази статия.

Възраст, свързани с промени на шаблон дейността на хроматина

Съдържание

Възраст, свързани с промени на шаблон дейността на хроматина
Поправяне и стареене

Значение репарационните системи за заболявания на стареене

Години pessimizatsiya молекулна структура на генетичния апарат на клетъчното ядро намира израз в цитологичния атрофия karyolysis и pycnosis ядра, анеуплоидия и полиплоиди соматични клетки и им патологични "верига" възпроизвеждане в мускулните влакна стареене организъм.

На молекулно ниво, това се изразява в матрица справяне РНК синтез на ДНК (директен транскрипция), ДНК репликация и ремонт на хроматин промени в протеиновата синтеза. Въпреки това, досега сме получили далеч от недвусмислени резултати в проучванията на възрастта, свързани с характеристики на дейността на хроматина шаблон и други генетични процеси.

В случай, че проучването е проведено в условия ин виво, в редица изследвания (но не всички) успя да се наложи намаляване с възрастта шаблон дейност на хроматина. По този начин значително по-интензивно включване на белязан с тритий РНК азотни бази в мозъчните тъкани на 10 дневни плъхове в сравнение с процеса при възрастни намерено Garoff и сътр. (Guroff и сътр., 1968).

Близо до данните, получени за ДНК на мозъка на плъх кора Adams (Adams, 1966). Shereshevskii (1965) намери значително намаление с възрастта хроматин шаблон активност на чернодробната тъкан в бели плъхове ин виво. По-слабо изразени, свързани с възрастта спад в активността на номера на хроматина шаблон на телата, намерени в мишки Meynuoring (Mainwarring, 1968 г. 1969).

Според Berdysheva и сътр. (1976), в плъши черен дроб хроматин възниква много изразено намаляване на активността на шаблон хроматин. Въпреки това, Samis и сътр. (Samis и сътр., 1968) не е установил, свързани с възрастта промени в способността на изолирани чернодробни хроматина бели плъхове служат като синтез шаблон РНК. Така хроматин концентрация варира в 15-кратен обхват, и РНК полимераза - 20 пъти.

Не е понесъл "Възраст печат" и степента на включване на белязан с 14C урацил в РНК в протеин-синтезиране на свободни от клетки екстракти ДНК-насочена на E.coli, в присъствието на DNP черен дроб на млади зрели и стари плъхове албиноси (блок 1974a, 1974b).

В същата система протеиновия синтез на бактериални рибозомите в присъствието на черния дроб хроматин стари плъхове е по-висока, отколкото в присъствието на хроматин млад, които могат да бъдат свързани с синтеза на голям процент от възрастта живее иРНК. Промяната със стареенето на спектъра на синтезира РНК ДНК беше показан Cutler (Cutler, 1972) и Muradian (1977).

Установено е, че нивото на синтез на РНК, изолирана ядра чернодробни бели плъхове клетки в среда с ниска йонна сила и Mg2 + (т. Е. В проява на активност на рибозомна РНК полимераза) намалява с възрастта, и в среда с висока йонна сила и Mn2 + (Т . е. по отношение на матрица показва РНК полимераза) намаляване на зрялост на възраст не се наблюдава, когато автентичен максимална активност на три години на животни.

Следователно може да се заключи, че в напреднала възраст попада рРНК синтез и до голяма степен се запазва синтез иРНК (блок 1974a, 19746). При условия ин виво синтез на различни фракции на РНК в тъкани на черния дроб бели плъхове разкрива повече маркирани свързано с възрастта намаляване (Tupchienko, 1972). Този спад неравномерно изразени в различни фракции РНК.

Особено намалява значително с скорост на туморни лабилни иРНК (D-РНК), т. Е. Тази част от РНК, която е "служи" нужди на ядрото (хроматин) клетки, по-специално, е съзряване участник и транспорт на иРНК. В същото проучване се извършва посока Бертхолд и Лим (Бертолд, Лим, 1976).

Те откриват, че в мозъка на 3-дневни плъхчета новопроизведени значителна част от белязаното РНК се прехвърля от ядрото към цитоплазмата, докато при възрастни (150 дни стари) плъхове имаше интензивна актуализация Вътрешноядрен РНК. Основната част от обработката на рибозомна РНК прекурсор при млади животни е тясно свързана с транспортиране РНК в цитоплазмата, докато при плъхове обработка на прекурсор рибозомна РНК 28S и 18S ядра пристъпва в много по-силен възрастен.

Вари с възрастта и степента на синтез и активността на А- и В-форми на РНК полимераза на черния дроб клетъчните ядра плъхове албиноси (Silberman, Paskievich, 1976). Установено е, че РНК полимераза A (nucleolar) - отговорен за синтеза на рРНК-бързо, синтезирано в ядрото на клетките на черния дроб в началото на зряла възраст (3-месечна възраст), последвано от спад до starosti- РНК полимераза B (nucleoplasmic), отговорен за синтеза на иРНК Тя достига максимална скорост от синтезиране на същите 3-месечна възраст, но след това запазва високото ниво до дълбока старост.

Активността на пречистени форми на РНК полимерази варира с възрастта neodinakovo- РНК полимераза А достига максимална активност в ранна зрялост с последващо намаляване на starosti- активност на РНК полимераза B не се променя с възрастта. Това съвпада с блок данни в проучване и сътр. (1974a, 19746) намалява с синтеза на иРНК, но варира малко синтез интензитет иРНК.

Поправяне и стареене

Противно на очевидни различия в съвременните теории на стареенето, като много от тях се основават на предположението, че AGE модификация на генетичен материал - съществен фактор на стареене. Много видове свързани с възрастта промени на генетичния апарат на структурата на клетката може да бъде израз на натрупване на nerepariruyuschihsya на увреждане на ДНК.

Според Бърнет (Бърнет, 1978), на базата на стареене е натрупването на мутации с нарушения възрастови ремонтни системи, както и ДНК репликация. За първи път идеята за важната роля на нарушения на ДНК репарация в развитието на процеса на стареене е изразена през 1967 г. от Александър (Alexander, 1967). Той смята, че процесът на диференциация, в която клетките са постмитотични, поради отслабването на ремонтни системи.

С възрастта, размера на увреждане на ДНК се натрупва, но в началото това не влияе върху функцията на високо специализирани клетки. Малко степен на фрагментация на ДНК става осезаем, отслабва РНК синтеза и клетките умират. В известен смисъл, това може да бъде един от програмиран механизма за клетъчна смърт. Тази концепция е широко развита Vilenchik и сътр. (1979).

Интересен модел на стареене, на базата на диференциални репарации предлагат Ilding (Ielding, 1974). Според Ildingu, увреждане на ремонт, причиняващи мутации могат да се извършват само в тези региони на ДНК, които са включени в активния транскрипцията и процеси. физически достъпна за ензимите, включително репарации.

Това явление авторът нарича диференциал репарациите, които, по негово мнение, имат важна роля в процеса на стареене. Поради разлика в активни ремонт ДНК региони диференцирани клетки натрупани значително по-малко увреждане от неактивните зони, обхващащи най на генома и физически блокиран за повечето от клетъчния цикъл.

Nereparirovannye увреждане на ДНК неактивни хромозомни региони причиняват смущения репликативна ДНК синтез и следователно - разстройства на клетъчния цикъл, разделяне на клетъчния цикъл и удължаване, както и появата на хромозомни аберации. Тези лезии преди репликация не може да се случи, тъй като в процеса на ДНК транскрибиращи неактивни части не може да се прочете.

Активни региони на ДНК може също така да бъдат насочени вредните ефекти, но относителната роля на тези лезии малко по-малко в началото, поради относително малкия брой на активните сайтове в генома в сравнение с неактивна, и второ, поради repariruemosti такова увреждане. Значение на активни и неактивни лезии на ДНК може да бъде различен за последващо съдбата клетка.

Увреждане на различните региони неактивни феноменологично трябва да проявява подобен начин и населението на клетки, носещи такива щети ще се появи хомогенна, тъй като всички тези клетки репликативна капацитет с всички тези ефекти да се повреди.

С течение на времето, лезии трябва да доведе до натрупване в тъканите на клетки с хромозомни аберации, и също увеличават средната продължителност на клетъчния цикъл, какъвто е случаят в действителност. Повреда на активните места на ДНК (активни гени), трябва също да играе роля в процеса на стареене, но очевидно не е такъв, когато е засегнат неактивни гени.

Клетки с мутантни активни гени могат да се натрупват в клетъчни популации, само ако тези мутации не намаляват тяхната жизнеспособност и след това не може да доведе до увреждане на промените функционални характеристики тъкани. Уилър и латвиец (Wheeler, латвиец, 1974), по отношение на случаите, в които няма ремонт на клетките, обърнете внимание: не е налице обосновано предположение, че всички клетки на бозайници, обикновено са ремонтирани власт.

Изключение е клетки, които са загубили способността за възстановяване на ДНК увреждане, което се проявява само в специални sluchayah- такова изключение, на първо място, клетките могат да бъдат преждевременно стареене (progeroidnogo) организъм. Второто изключение се отнася до митотичен населението на яйчници на китайски хамстер след интензивно излагане. Третото изключение може да бъде клетки в нормалното стареене.

Значение репарационните системи за заболявания на стареене

Особено ярки стойност репарационните системи за застаряване се проявява в редица заболявания, при пациенти, тъй като не е ремонт или повреда. Показано е, че кожните фибробласти на пациенти с не-класически синдром Hutchinson-Gilford (такива пациенти обикновено бързо остаряват) имат способността да се свързват в увредената ДНК нишка радиация.

Тези диплоидни клетки, получени от тъкани на деца само жизнеспособни девет поколения. Докато прекъсвания, предизвикани от човешки диплоидни клетки от облъчване се възстановяват в рамките на 30 минути след излагане, в клетките на тези пациенти, те не се възстановява най-малко.

Преждевременно стареене, наблюдавана при това заболяване, като например ксеродерма пигментоза, когато тя се счупи ремонт ексцизия система. Фибробласти, взети от тези пациенти са имали по-малко пасажи от нормалните клетки. Те се различават по възстановителни процеси скорост на клетки на нормални хора.

Така, в здрави хора репарационните клетки процес репликация продължава 6 часа, клетките на пациентите е забавено до 30 часа, без да се достигне нивото на нормалната репаративна синтеза (Zhestyannikov, 1979- Vilenchik и сътр., 1980).

Има доказателства, че системите за дейност repariruemyh клетъчни обикновено зависи от възрастта, въпреки че има смесени резултати. С напредване на възрастта на клетките на тяхната способност да се възстанови, е много по-слаби.

Така пасажи поне култура на човешки диплоидни клетки (продължителност на инкубация е около 50 пасажи) постепенно падане способност да намали ДНК от тимин димери, образувани след UV облъчване (Dubinin, Zasukhina, 1975). Интересно е да се отбележи, че концентрацията на ензими, участващи в ДНК увреждане photoreactivation ултравиолетова ембрионални фибробласти значително по-големи, отколкото при възрастни пилешки фибробласти.

Доказано е, че мишки, на дълги опашки имат по-стабилна хромозоми, докато хромозомата на мишки с кратко продължителност на живота (RV) по-малко стабилен (Curtis, 1964). При кучета живеят по-дълго от мишки, интензитетът на развитието на хромозомни аберации са много по-ниски, отколкото в мишки. Според Cutler (Cutler, 1972), на панкреаса увреждане на клетките се определя от скоростта на процеси и възстановяване на ДНК.

Резултатите от техните данни за научни изследвания и литературни допускат Vilenchik (1970) показват, че ефективността на ремонт генетично увреждане намалява с напредване на възрастта и различни клетки в процеса на програмирана смърт диплоидни фибробласти щамове. Харт и Setlou (Харт, Setlow 1974 г.) установи връзка между размера на ремонта на ексцизия и дълголетие.

Те показаха, че при нормални нива репарационните ДНК синтез в няколко вида бозайници след облъчване увеличи панкреаса, съответно. Мишка, хамстер, крава и човешки е открит величина връзка между синтез поправи клетка и изрязване поправка на ДНК молекули на единица дължина.

Съотношението между активността на ремонт ексцизия и дълголетие Hart и Setlou е определен за 7 вида бозайници. Получаване на злокачествени тумори в стария тяло може да се дължи на факта, че стареенето е свързано с отслабване на ремонт клетъчната активност процеси (Vilenchik, 1970).

Въпреки това, в литературата има доказателства, което поставя под въпрос самия факт, че облекчаването на възстановяването на клетките системи с възрастта (Zhestyannikov, 1979). Така, в човешки диплоидни фибробластни клетки късно канали възстановяване на ДНК увреждане, причинено от радиация и молекулното тегло на същите като тези на малките клетки.

Намалените нива на възстановяване на ДНК синтез при UV увреждане може да се наблюдава само в последния преминаването преди пълното прекратяване на растеж на клетъчна култура. Това намаление не е извършено в продължение на 2 пасажи преди това се стигна до заключението, че въз основа на това ремонтът на намаляване ексцизия не е основната причина за стареенето на човешки диплоидни фибробласти (художник и др., 1973 Clarkson, Painter, 1974).

линии култури от човешки кожни фибробласти с нормална чувствителност към светлина скорост непредвидено синтеза на ДНК в клетките на възрастните донори е идентичен с този на млади донори в същия етап на пасажи. Очевидно е, че възстановяването на ДНК при UV облъчване няма връзка с процеса на стареене в клетки (Kawakita, 1972).

утаяване профили Сравнение ДНК показват, че въпреки че размерите на ДНК, извлечени от неврони вътрешно гранулиран слой на куче малкия мозък намалява с възрастта на свързана ефект върху кинетиката на паузи на съединението нишка, предизвикани от облъчване, не се открива (Wheeler, Lett, 1974). Това е в съответствие с цената и др. (Цена и др., 1971).

Въпреки това, авторите са използвали в експеримента животните не са по-възрастни от 10 години, а кучетата от тази порода кучета живеят средно с 14 години. Поради това, не е ясно дали има капацитет възстановяване на ДНК, загубата в крайните етапи на стареене. Не може да се открие разлики в степента на увреждането на повреда или ремонт на млади и стари мишки.

Въз основа на това, Къртис (Curtis, 1964) смята, че механизмите на хромозомна ремонт са активни дори в много стари тяло. Фибробласт култури и хора с progeria заболяване синдром Rotmunda-Thomson (свързани с преждевременно стареене) имат по-кратък оцеляване, въпреки че те имат възстановяване на ДНК е същата като тази на нормалните фибробласти (Yukas, 1971).

Споделяне в социалните мрежи:

сроден