GuruHealthInfo.com

Възраст, свързани с промени в генетичния апарат на клетките

критични свързани с възрастта промени на висши живи организми имат метаболитни промени в функционална полезността на анаболните процеси.

Стесняването анаболни възможности и увеличение с възрастови изменения и нарушения в програмата за синтеза на нуклеинови киселини и протеини се приема като най-важните моменти от много съвременни теории на молекулярната основа на онтогенията.

В основата на тези промени се наблюдават при възраст, се предполага, като предварително и стохастични промени в макромолекулен състава и структурата на най-добрите синтез нуклеинови киселини протеини и клетки на устройството - нещо, което буквално може да се нарича "печат на века" в клетъчния геном.

Много модели на свързани с възрастта промени в генетичния апарат на клетките все още не е уточнен. Въпреки това, има доста експериментална работа, което предполага, че застаряването на населението се променя структурата на почти всички изследвани компоненти на генетичния апарат на клетките.

"На отпечатване" на молекулярната структура на дезоксирибонуклеинова киселина

Първоначалната предположението справяне (pessimizatsii) стареене на макромолекулна структура на ДНК и неговите комплекси излъчва от присъщата значителна част от старите клетки piknotizatsii хроматин и значителен спад в старите методи за синтез на нуклеинови киселини и протеини в организми (Никитин, 1941, 1954).

По-късно е установено, че общият състав на преобладаващите групи азотни бази в ДНК и РНК на чернодробната тъкан и чревната лигавица на плъхове албиноси и патици практически непроменени с възрастта (Никитин Shereshevskii, 1961- Skvirskaya баби, 1961- Mahinko, Блок, 1961- Berdyshev и сътр., 1967 Hilobok 1967).

Тези данни не изключват обаче, че в последователността на базите в отделен, функционално много важно, може да се получи ДНК локуси в бъдеще, те са били действително установено, свързани с възрастта промени.

Още по-трудно да се направи оценка на данните от общата РНК: тя включва такива различни видове го като тРНК, рРНК, тРНК, и т.н. Получената Berdyshev и др .. (1967) от състава на ДНК данни в различни тъкани на различни етапи от хвърляне на хайвер от сьомга е служил като първото експериментално доказателство, че "възрастта печат" всъщност е на ДНК.

С остаряването на ДНК от сьомга във всички тъкани (мускули, черен дроб, бъбреци, далак) е рязък спад в метилцитозин. Установено на сьомга, свързани с възрастта промени в съдържанието метилцитозиново в ДНК изглежда представляват специален случай на по-скоро общ биологичен феномен.

Подобни промени се появяват в ДНК с остаряването и различни видове риба и бозайници (Никитин Kurtasov, 1972- Vanyushin и сътр., 1973 Vanyushin, Berdyshev, 1977 г. Zin'kovskaya и сътр., 1978). Така, плъхът установен тъкан специфичност на съдържанието на ДНК от 5-метилцитозин (Vanyushin и сътр., 1973). Живо тези различия тъкани са изразени при млади животни (1 месец).

Възрастни (12-месечни) отново са ясно определени. Aging плъхове е придружено от значителни промени в метилцитозин ДНК съдържание. За разлика от репродуктивния сьомга, което драстично намалява количеството на 5-метилцитозин в ДНК на всички тъкани при стареене съдържание плъхове на 5-метилцитозин в ДНК на мозъка, далака и сърдечни намалява и не променя в ДНК на черния дроб и белите дробове.

Данни за състава на ДНК, изолирана от същата тъкан на плъх чрез методи на преработка pronaznoy Marmur и Schmidt и Tanngauzeru същото. Следователно, резултатите тъкан разлики и стареене промени могат да бъдат приписани на общата ДНК от съответните органи и не може да се дължи на непълна или необичайно извличане на ДНК от тъкани на плъхове на различна възраст.

Тъй като функцията на 5-метил-цитозинови остатъци в различни нуклеотидни последователности на ДНК, както изглежда, различен, особено значение е въпросът за това, специфични области на генома, или ДНК фракции се извършва е промяна на в съдържанието на 5-метилцитозин.

Въпреки факта, че съществуват специфични експериментални данни за естеството на тези промени в генома на плъха, има всички основания да се мисли, че те не са хаотично. Тъй като ДНК на черния дроб и други органи на плъхове с остаряването не настъпят промени в съдържанието на GC базови двойки, номерът на последователност на пиримидинови и reassociation кинетика, тъканно-специфични резултати стареене вариране на количеството на 5-метилцитозин в ДНК действително отразяват различни нива на ДНК метилиране в животни от различни възрасти.

Това се потвърждава чрез изследване на способността акцептор ДНК от различни органи на млади и възрастни плъхове при тези ДНК метилиране в присъствието на 3H-метил-S-аденозилметионин (Vanyushin, Berdyshev, 1977). С възрастта, способността да се променя приемане ДНК метилиране ядрената ин витро (таблица. 16).

Таблица 16. Възраст вариабилност акцептор способност ядрена ДНК от различни органи в реакционната плъхове метилиране с хомоложен и хетероложен ензим ин витро (Kudryashova Vanyushin 1976)
вариабилност Възраст акцептор способност ядрена ДНК от различни органи при плъхове метилиране реакция с хомоложен и хетероложен ензим ин витро

Тъканно-специфичната промяна в способността на ДНК акцептор

Така, ензимът на ядрата на млади животни метилати ДНК клетъчни ядра на мозъка на плъхове на възраст, значително повече от същата ДНК при млади животни. Промяна на нивото на метилиране акцептор способност ин витро, вероятно, може да бъде по-чувствителен индикатор за степента на ДНК метилиране в изходните клетки (ядра) в сравнение с директното определяне на съдържанието на 5-метилцитозин в ДНК.

Например, правото да разкрие броя на видими разлики от 5-метилцитозин в ДНК на белодробни стареене животни не може. Въпреки това се отбележи, че нивото на метилиране на ДНК ин виво е донякъде намалява с увеличаване на възрастта, като приемащата способността ин витро в ДНК стари животни е малко по-висока от тази на млад ДНК.

По този начин, на стареене промяната настъпва тъканно-специфичен акцептор способност с ДНК метилиране реакция ин витро. С възрастта е значително по-висока в ядрената ДНК на мозъка, увеличава леко в ДНК на белия дроб и трудно се превръщат в черния дроб ДНК.

Следователно, намаляване на 5-метилцитозин в ДНК на някои тъкани (мозък, сърце) се появява с увеличаване на възрастта се дължи на намаляване на нивата на ДНК метилиране. Този процес може да се получи чрез отпадане ДНК метилаза активност и намалява синтеза на метиловия донор S-аденозилметиониндекарбоксилаза групи или чрез ДНК деметилиране. Най-вероятно в стареещи клетки могат да бъдат едно и другото.

С тези данни съвпадат констатации Никитин и Kurtasova при плъхове (1972) и Zin'kovskaya и сътр. (1978) на черния дроб на говеда от всички възрасти. В Zinkovskaya и сътр. (1978) изследва ембрионите, незрели телета (до 1 година), както и стари крави (възраст 10-12 години) на една и съща порода.

В процеса на онтогенията съдържание на добитък от 5-метилцитозин в ДНК на различни органи намалява значително. Въпреки това, за разлика от розово, където намалява нивата на ДНК метилиране наблюдава във всички изследвани тъкани, без изключение, като плъхове и крави изразени tkanevospetsificheskoe наблюдава намаляване на съдържанието на 5-метилцитозин в ДНК. Така, максималната (почти 2 пъти) нивото на ДНК метилиране намалява с възрастта в сърдечния мускул, и ДНК от ембрионално състояние на белия дроб се стар съдържание на 5-метилцитозин остава практически непроменен.

Дори по време на ембрионалното развитие може да бъде проследено любопитни динамика за намаляване на нивата на 5-метилцитозин в ДНК на сърцето. В плодове (около 6 месеца), в размер на 5-метилцитозин в ДНК сърдечния мускул максимално (1.76 ± 0.01 мол.%), Се намалява до 1,36 ± 0,01 мол в девет месеца фетуси.% И не се различава от съдържанието на 5-метилцитозин в ДНК на незрели възрастови телета до 1 година.

Най-драматично намаляване на размера на 5-метилцитозин в ДНК сърцето настъпва със стареенето (0,94 мол.%). Значително намаляване на нивото на ДНК метилиране се случва и с стареене в мозъка, бъбреците и далака. По този начин значително намаляване в нивото на метилиране на ДНК геном с възрастта настъпва надеждно в мозъчната полукълба, неврохипофизата и хипокампуса (таблица. 17).

Таблица 17. Нуклеотидната състава на ДНК от различни части на мозъка при говеда
(Zin'kovskaya и сътр., 1978)
Нуклеотидната състава на ДНК от различни части на мозъка на едър рогат добитък (Zin'kovskaya и сътр., 1978)

Много малка, но съществена промяна в размера на 5-метилцитозиново в стареене наблюдава в ДНК-то на малкия мозък, и то на практика не е открит в ДНК-то на продълговатия мозък и багажника. Тъй като образуването на условен рефлекс, придружавани индуцирана обратим supermetilirovaniem ДНК в мозъчната кора и хипокампуса, и по-специално в неврони, може да се мисли, че полученият намаляване (смущение) общото ниво на ДНК метилиране на кората на главния мозък и хипокампуса с стареене може да бъде до известна степен отговорен за свързана с възрастта отслабване на функциониране на клетките и нарушена памет.

Наблюдаваната свързано с възрастта намаляване на нивото на ДНК метилиране в неврохипофизата може да бъде важно в нарушаването на ДНК транскрипция в своите клетки по време на стареене и резултатът може да бъде отговорен за нарушаване на неврохуморален регулиране на целия организъм.

Различното естество на свързани с възрастта промени в нивата на ДНК метилиране в различни органи (клетки) е в съответствие с концепцията за комфорт (Удобство, 1967) tkanevospetsificheskih за механизмите на стареене. В този смисъл, очевидно, да речем, ако се съди от генома в различни органи и клетки на ниво "остаряване" и функциониращ метилиране (транскрипция) по различен начин.

Подобно на ДНК неврохи-пофизата не е лишена от известния "печат ера" на ДНК и други важни отделителните тъкани. Например, тимусна ДНК в стари животни значително по-малко от метилирани телетата и незрели ембриони.

След идентифициране на възрастта намаляване на нивото на метилиране на генома в различни органи въпрос с належащата необходимост от това как точно е намаляването в генома, независимо дали е случайно или са повече или по-малко равномерно през целия геном на съответните клетки, или дали то засяга има селективен характер и в по-голяма или по-малка Що се отнася до степента на селективност на някои специфични нуклеотидни последователности.

Специфичността на ДНК метилиране

Специфичността на ДНК метилиране може лесно да прецени характер на разпределението на 5-метилцитозин в различни пиримидинови последователности. За тази цел, Zinkovskaya и сътр. (Zin'kovskaya и сътр., 1979) изследва съдържанието на 5-метилцитозин в съответната пиримидин и izoplitah различни състав пиримидинови олигонуклеотиди, изолирани от ДНК от телешки тимус и стари крави.

Установено е, че се намалява количеството на възраст е 5-метилцитозиново (M5S) ДНК не случайно, а по-скоро специфична. Той се среща предимно в monopirimidinovyh последователности Пу-НС-M5S и почти без оглед на по-дълги пиримидинови олигонуклеотиди (до pentanucleotide включително).

Въпреки че съдържанието на 5-метилцитозин (в мол.%) В динуклеотиди с възрастта не се променя значително, относителната му част е дори малко увеличава поради спад на общото ниво на метилиране на генома при стареене. Тъй като тимуса ДНК говеда 5-метилцитозин се концентрира главно в последователността m5C-G, може да се предположи, че значително намаляване на съдържанието на 5-метилцитозин, свързана с възрастта се извършва главно поради намаляване метилиране ниво последователност Pu-C-G.

Последователност m5C- G могат да съществуват и дълги блокове в пиримидинов Pyn-m5C-G, но в такава комбинация за намаляване на нивото на метилиране на тази последователност в единици пиримидин (п > 1) не се среща.

По този начин, свързано с възрастта намаляване на нивото на ДНК метилиране в nebesporyadochno на геном, по отношение на някои места (нуклеотидни последователности). Тези сайтове (сайтове) могат да присъстват и в двете умерено и главно vysokopovtoryayuschihsya последователности.

Това повтарящо се нуклеотидната последователност (за предпочитане умерени повторения) се подложи на обратими ензимни supermetilirovaniyu повлияни от хормони. Въз основа на това може да се приеме, че стареенето е основно разбито метилиране на регулаторни гени в зоната на повтарящи се нуклеотидни последователности (Zin'kovskaya и сътр., 1979).

Механизми на възрастовите промени в метилиране на ДНК не е известна. Можем да предположим, докато наличието на двете ензимна механизъм ДНК деметилиране и селективен рязане на 5-метилцитозин възстановяване на ДНК, последвано.

И двете от тези механизми хипотетично, доста вероятно. Ако се появи "vystriganie" 5 metiltsitozinovyh нуклеотиди, тези пропуски в ДНК трябва да се поправят много ефективно. Известно е, че по време на стареене на ефикасността на репарационните клетки системи намалява значително.

В допълнение, способността за приемане със стареенето на мозъка изолира ДНК препарати и други органи на бозайници увеличава (Vanyushin, Berdyshev, 1977). Това означава, че по-големите клетки са nedometilirovannymi ядрена ДНК в сравнение с ДНК при млади животни от съответните клетки, и по този начин те запазват метилирани последователности.

Свързани с възрастта промени в нивото на ДНК метилиране ин виво и способността на тези акцептор ДНК метилиране с ин витро показват, че функционалната изчезване на генна активност е свързана с промяната на падане степен геном.

Следователно, клетките тъканно-конкретна възраст избледняване функционална активност, свързана със спад на нивата на ДНК метилиране. По този начин, процесът на стареене няма да мине повечето от генома, и се отразява в намаляване на злоупотреба с нива на ДНК метилиране.

Това е особено вярно на ДНК такива жизненоважни органи като мозъка и сърцето. свързано с възрастта намаляване на съдържанието на 5-метилцитозин в ДНК сърцето (Vanyushin, Berdyshev, 1977) корелира с рязък спад (42%) на синтеза на протеини в сърдечния мускул на възрастни животни. Това е последният процес изглежда, че е отговорен за загубата на възрастови клетки на способност на сърдечния мускул, за да устои на стресови състояния и възстановява загубени протеини при различни нарушения.

Данните за тъканна специфичност на ДНК при животните като цяло и tkanevospetsificheskom "остаряване" на генома са в добро съгласие с предположението, че стареенето е резултат от дистанционното клетъчна диференциация и, очевидно разпалите за нея.

Възраст, свързани с промени в ДНК на физикохимични и биофизични параметри

Опитите за откриване на свързани с възрастта промени физикохимични и биофизични параметри ДНК не даде недвусмислени резултати. Голдщайн (1968), предложен понятието съдържание в нативната ДНК хелат свързан желязо. Размерът и методи за свързване на промяна ДНК молекула с възрастта, която е основа на факта, че извличането на ДНК от тъкан пирофосфат е фрагментирана, толкова по-възрастните животни.

Също така беше установено, че съотношението на пурини да пиримидини в ДНК фрагментите се екстрахират пирофосфат, в напреднала възраст се увеличава леко. Проучване електрон микроскопски картина на ДНК препарати от черен дроб и тънките черва на бели плъхове, Герасимова и сътр. (1977) установяват, че при по-възрастни животни изолира ДНК молекула е средно по-ниски, отколкото при възрастни.

В по-стари плъхове ДНК препарати в зрителното поле на появяват за разделяне фрагменти на ДНК дължина контур на 1,5 до 2 микрона, които са фрагменти отделени от основните ДНК молекула стари животни, поради натрупването на желязо. ДНК от стария тъканта и се характеризира с по-бавна форма двуверижна форма.

Изследвания на Drosophila ДНК свързани с възрастта промени в структурата по време на стареене се провеждат Massey и сътр. (Маси и сътр., 1975a, 1975b). След като разгледа методите и скоростта на утаяване равновесие ДНК се екстрахира от тъкани на възрастни домашни мухи, те не са в състояние да установи, свързани с възрастта промени на молекулно тегло от денатурирана ДНК (3.02-3.84-10 5 Далтона за всички период развитие възрастни) и броя на напречни връзки в него (6.2-8.8% във всички възрасти Имаго).

Въпреки това, те са установили, че има молекулно тегло по-голяма част (75%) от ларви на ДНК е около 10 Април dalton- останалите 25% от ларвите на ДНК има ДНК молекулно тегло, което е в близост до едно и също тегло при възрастни животни (около 10 6 Da). Необичайно ниска молекулна маса по-голяма част от ДНК, екстрахирана от тъкани на ларви може да показва по-голяма лабилност и лесно разграждане на ДНК при неговото разпределение в началото онтогенията на плодове муха.

Някои вариант на черния дроб хроматин ДНК хетерогенност в първата половина на онтогенеза пилета са открити Яковлев (1970). Bottger и сътр. (Bottger EI др., 1968) установява, че митохондриална ДНК фетален черен дроб на плъх има утаяване константи, които се различават от тези на ДНК на възрастни плъхове. Свързани с възрастта промени в температурата на топене (Тт) на ДНК на тимуса на кравите като един от непреки параметрите на вътрешната си структуриране изследвани фон Hahn (Hahn, фон, 1965- Hahn, фон, Верзар, 1967).

В по-ранни изследвания, той открил увеличаване Тм при възрастните животни. По-късно обаче се установи, че увеличава Тт на ДНК-възрастните крави зависи основно от остатъчните примеси в ДНК "здраво свързани" gistona- неговото съдържание в горните препарати на ДНК стари животни.

По-късно, малко по-висока Тт на ДНК стареене животни е установено Kurtz и Sayneksom (Kurtz, Sinex, 1967). ДНК за миши черен дроб е намерено или не стареене променя Tm, или само много слабо повишаване на неговата възраст, което води само в специфични условия на дизайн на експеримента (Russel и сътр., 1966).

Chetsang и сътр. (Ghetsanga и сътр., 1977), чрез изследване на промяната на молекулното тегло на ДНК в лизати на мозъчните клетки на млади и възрастни мишки и е установено, че възрастта зависи паузи натрупване в ДНК е по-бързо от ремонт, в резултат на повредени геном на животински клетки, тя се натрупва могат да бъдат поправени дефекти.

С възрастта невроните в кората на главния мозък на зайци показват къси (162-198 т.к. в дължина) ДНК фрагменти липсват в ембриони и новородени животни (Brown, 1978). В експерименти Карвонен (1970) е установено, че когато една малка и приблизително равен време съдържание онтогенията протеин в препаратите. Бялата черен дроб на плъх ДНК и Тт хиперхромна ефект (НСЕ) леко се увеличава в напреднала възраст (Таблица. 18).
Таблица 18. Характеристики на чернодробни ДНК препарати плъхове албиноси от различни възрасти (Карвонен, 1970)

Възраст, месеци

Ep (260)

E260 / E230

E260 / E280

Тт, ° С

HCE%

Съдържанието на протеин,%

Видео: Степените на загуба на слуха. Как да запазим съдебното заседание

1

6110

2.15

2.00

85.16

30.6

0.76

3

Видео: биология. Цитология: Структурата на прокариотни клетки. Бактерии. Център за онлайн обучение "Foxford"

6195

2.12



2.02

Видео: Подмладяваща масаж на лице. Спрете възрастови промени на кожата. Грижа и красота на лицето

86.32

32.0

-

12

6226

2.18

Видео: DENAS за корекция на възрастовите изменения на кожата

2.02

86.4

30.3

-

24

6253

2.20

2.00

88.9

37.8

0.83


Тези резултати са потвърдени Malyshko (1977). Противоположно, липсата на промяна е намерено на т.т. високо полимер (рибозомна) РНК от черен дроб на бели плъхове (Никитин Sagalova, 1969). Според Struchkova (1962), и Strazhevskoy Struchkova (19 (32), се намалява значително с възрастта молекулно тегло sverhpolimernoy изолиран тимус плъх ДНК.

Обратно, не свързани с възрастта разлики в разпределението на равновесие на плътностен градиент Cs2S04 тимуса ДНК плъхове инсталирани Pytila ​​и Sherman (Pythila, Sherman, 1968). Acharya и сътр. (Acharya и сътр., 1972) със специален лечение на мозъчна тъкан на черния дроб на плъхове с различни разтворители и протеолитично ferkentami получени oligodezoksiribonukleoproteidy ковалентно свързан с пептиди, съдържащи главно аспарагинова и глутаминова киселина.

Молекулното тегло на тези компоненти се увеличава с възрастта. Дори повече се увеличава с възрастта молекулно тегло фракции на алкален unextractable oligodezoksiribonukleoproteidov. Prasad и Cutler (Rrashad, Cutler, 1976) разработи метод за изолиране на ДНК от тъкани на животни, което избягва селективна загуба сателитна ДНК.

Използването на този метод са открили увеличение на на процента на възстановяване от черния дроб на мишки сателитна ДНК (7-8% от животните на възраст 10-60 дни до 12-13% при животните на възраст от 570-788 дни). В мозъка, бъбреците и възрастови изменения в размер на възстановяване сателитна ДНК не е в далака obnaruzheno- - Намерени леко повишение в нея.

Bradley и сътр. (Bradley и сътр., 1976) в ДНК на умиране на стари на WI-38 клетъчни култури бяха в състояние да открие омрежване скорост и намаляване на ремонт. Johnson и др. (Johnson и др., 1972) чрез хибридизация на рРНК-ДНК намерено значително (30%) загуба на рибозомни гени в мозъчните клетки гончета между първия и десетия години постнаталното онтогенията.

В следващите изследвания, Strehler и сътр. (Strehler, Chang, 1979- Strehler и сътр., 1979) установява загуба gibridiziruemoy рибозомна ДНК в редица след митотични тъкани на възрастни хора, и скоростта на загуба на човек на възраст от около 5 пъти по-малко, отколкото при кучета (т. Е., Обратното корелацията с продължителността на живота).

Причината за това може да е свързано с възрастта влошаване във възстановяването на ДНК, но авторите не изключват понижаване gibridiziruemosti рДНК рРНА поради напречното свързване на ДНК в хроматина протеинови възрастните хора и кучета.
Споделяне в социалните мрежи:

сроден

© 2011—2022 GuruHealthInfo.com