GuruHealthInfo.com

S starostjo povezane spremembe v genskem aparata celic

Kritične spremembe, povezane s starostjo višjih živih organizmov imajo presnovne spremembe v funkcionalno uporabnost anabolnih procesov.

Zmanjševanje anaboličnih zmogljivosti in povečanje z starostne spremembe in motnje v programu sintezo nukleinskih kislin in proteinov so sprejeti kot najpomembnejše trenutke mnogih sodobnih teorij molekularni osnovi zorenjem.

V središču teh sprememb pride s starostjo so domnevali, da vnaprej določenih in naključnih sprememb v makromolekulske sestave in strukture najboljših sinteze nukleinske kisline proteinov in celic naprave - nekaj, kar bi dobesedno lahko imenuje "pečat starosti" v celični genom.

Mnogi vzorci s starostjo povezane spremembe v genski aparat celic še ni bilo pojasnjeno. Vendar pa je zelo veliko eksperimentalnega dela, kar kaže, da se s staranjem spreminja strukturo skoraj vseh proučevanih sestavin genetskega aparata celic.

"Tiskanje starost" v molekularno strukturo deoksiribonukleinske kisline

Začetna predpostavka za nogo (pessimizatsii) staranje makromolekulske strukture DNA in njenih kompleksov izhajata iz prirojenega velik del starih celic piknotizatsii kromatin in znatnega zmanjšanja v starih postopkih sinteze nukleinskih kislin in proteinov v organizmih (Nikitin, 1941, 1954).

Kasneje je bilo ugotovljeno, da je celotna sestava prevladujočih skupin dušikove baze v DNA in RNA v jetrnem tkivu in črevesni sluznici belih podgan in rac praktično nespremenjena s starostjo (Nikitin Shereshevskii, 1961- Skvirskaya Babi, 1961- Mahinko, blok, 1961- Berdyshev s sod., Hilobok 1967- 1967).

Ti podatki ne izključujejo pa, da v zaporedju baz v ločeno, funkcionalno zelo pomembna, lahko pride do DNA lokusov v prihodnosti, pa je bilo dejansko ugotovljeno, spremembe, povezane s starostjo.

Še bolj težko oceniti podatke iz celotne RNA: vključuje take različne vrste njej so mRNA, rRNA, tRNA itd Nastalo Berdyshev et al .. (1967) o sestavi podatkov o DNK v različnih tkivih v različnih fazah drstenje lososov služil kot prvi eksperimentalni dokaz, da je "tiskanje starost" dejansko na DNK.

S staranjem DNA lososa v vseh tkivih (mišicah, jetra, ledvice, vranica) je oster padec metilcitozin. Zabeleženo lososa, povezanih s starostjo sprememb metilcitozin vsebin v DNA se zdi, da predstavlja poseben primer precej skupnega biološkega fenomena.

Podobne pride do sprememb v DNA s staranjem in različnih vrst rib in sesalcev (Nikitin Kurtasov, 1972- Vanyushin et al., Od leta 1973 Vanyushin, Berdyshev, leta 1977 Zin'kovskaya sod., 1978). Tako je podgana sedežem tkivno specifičnost vsebnosti DNA 5-metilcitozin (Vanyushin et al., 1973). Živo se te razlike tkiva, izražena v mladih živali (1 mesec).

Odrasli (12 mesecev) so znova jasno opredeljene. Staranje podgane spremljajo pomembne spremembe v metilcitozin vsebine DNK. Za razliko drstijo lososa, ki drastično zmanjša količino 5-metilcitozin v DNA vseh tkiva pri staranju vsebino podgane 5-metilcitozin v DNA možganskih, vranice in srca zmanjša in ne spreminja v DNA delovanja jeter in pljuč.

Podatki o sestavi DNA, izolirane iz istega podgane tkiva po metodah predelave pronaznoy Marmur in Schmidt in Tanngauzeru enaka. Zato Rezultati razlike tkiva in staranja spremembe lahko pripišemo celotne DNA zadevnih organov in jih ni mogoče pripisati nepopolnih ali neobičajne ekstrakcijo DNA iz tkiva podganah različnih starosti.

Ker funkcionalnosti ostankov 5-metilcitozin v različnih nukleotidnih zaporedij DNA, očitno, drugačen, poseben pomen, je vprašanje, kaj posebna področja genoma, ali frakcije DNK odvija je starostna sprememba v vsebini 5-metilcitozin.

Kljub dejstvu, da ni posebnih eksperimentalnih podatkov o naravi teh sprememb v genomu podgane, obstajajo vsi razlogi za prepričanje, da niso kaotične. Ker DNA delovanja jeter in drugih organov podgan s staranjem ne pride do sprememb v vsebini GC baznih parov, zaporedna številka pirimidina in združitev verig kinetika, rezultati staranja tkivno specifične različno količino 5-metilcitozin v DNA dejansko izražajo različne stopnje metilacije DNA pri živalih različnih starosti.

To potrjuje študijem sposobnost akceptor DNA iz različnih organov mladih in starih podganah je pri teh DNA metilacije v prisotnosti 3H-metil-s-adenozilmetionina (Vanyushin, Berdyshev, 1977). S starostjo se sposobnost spreminja prevzemno metiliranje jedrno DNA in vitro (tabela. 16).

Tabela 16. Starost variabilnost akceptor sposobnost jedrno DNA različnih organov pri podganah reakcija metilacije z homologni in heterologni encima in vitro (Kudryashova Vanyushin 1976)
Starost variabilnost akceptor sposobnost jedrska DNA različnih organov pri podganah reakcija metilacije v homologni in heterologni encima in vitro

Tkivno specifične spremembe v sposobnosti DNA akceptor

Tako je encim jedrih mlade živali methylates DNA celic jedra možganov starih podganah, znatno višji od DNA pri mladih živalih. Spreminjanje raven metilacijskega akceptor sposobnosti in vitro, domnevno, lahko bolj občutljiv pokazatelj stopnje metilacije DNA v izvornih celic (jedra) v primerjavi z neposrednim določanje vsebnosti 5-metilcitozin v DNA.

Na primer, pravica, da razkrije število vidnih razlik 5-metilcitozin v DNA pljučnih staranja živali ne more. Vendar se opozarja, da je stopnja metilacije DNA in vivo nekoliko zniža s starostjo, kot prevzemni sposobnosti in vitro v DNA starih živalih nekoliko višje kot pri mladih DNA.

Tako je staranje sprememba nastopi tkivno specifične akceptor sposobnosti z DNA metilacijskega reakcije in vitro. S starostjo se v jedrskem DNA možganov znatno povečala, nekoliko poveča v pljučih DNA in komaj spreminja v jetrih DNA.

Zato je zmanjšanje 5-metilcitozin v DNA določenih tkiv (možgani, srce) zgodi s staranjem zaradi zmanjšanja nivojev DNA metilacijo. Ta proces se lahko pojavi ob padcu DNK methylase aktivnost in zmanjšano sintezo donorji metilne S-adenozilmetionin skupinami ali z demetiliranjem DNA. Najverjetneje, lahko v Starosti celic je eno in drugo.

S temi podatki ujemajo ugotovitve Nikitin in Kurtasova pri podganah (1972) in Zin'kovskaya sod. (1978) na jetrih goveda vseh starosti. V Zinkovskaya et al. (1978) je preučil zarodke, nezrele teleta (do 1 leta) in stare krave (starost 10-12 let) iste pasme.

V procesu zorenjem v vsebnosti goveda 5-metilcitozin v DNA različnih organov znatno zmanjša. Vendar pa za razliko od roza, kjer je znižano stopnjo metilacije DNA, ugotovljena v vseh proučevanih tkivih so, brez izjeme, kot so podgane in krave izrazil tkanevospetsificheskoe opazili zmanjšanje vsebnosti 5-metilcitozin v DNK. Tako je maksimalna (skoraj 2-krat) stopnja metilacije DNA s starostjo zmanjšuje v srčne mišice in DNK zarodka pljuč pogojem, da je stara vsebina 5-metilcitozin ostaja praktično nespremenjena.

Tudi v času razvoja zarodka lahko zasledimo radovedne dinamiko zmanjševanja ravni 5-metilcitozin v DNK srca. Na sadja (približno 6 mesecev), višina 5-metilcitozin v DNA srčne mišice, maksimalno (1,76 ± 0,01 mol.%), Se je zmanjšal na 1,36 ± 0,01 mol v devetmesečnih plodov.% In ne razlikuje od vsebnosti 5-metilcitozin v DNA nezrelih starostnih telet do 1 leta.

Najbolj dramatično zmanjšanje v višini 5-metilcitozin v srcu DNA pojavi s staranjem (0,94 mol.%). Znatno zmanjšanje stopnje metilacije DNA pojavlja tudi staranje v možganih, ledvicah in vranici. Tako izrazito zmanjšanje ravni metiliranjem genoma DNA s starostjo pojavi zanesljivo v cerebralni poloble, neurohypophysis in hipokampus (tabela. 17).

Tabela 17. Nukleotidna Sestavek DNA iz različnih predelih možganov pri govedu
(Zin'kovskaya sod., 1978)
Sestavek nukleotid DNA različne dele možganov goveda (Zin'kovskaya et al., 1978)

Zelo majhna, a pomembna sprememba v višini 5-metilcitozin v staranju opazili DNK malih možganov in se praktično ne zazna v DNA podaljšana hrbtenjača in prtljažniku. Ker so spremljali nastajanje klimatiziranem refleksa inducirano reverzibilno supermetilirovaniem DNA v možganski skorji in hipokampusu, in zlasti v nevronih, lahko ena mislijo, da lahko dobljeni zmanjšanje (motnje) skupna stopnja metilacije DNA možganske skorje in hipokampus s staranjem se do neke mere odgovorna za s starostjo povezanih slabitev delovanje celic in okvaro spomina.

Opaženo zmanjšanje, povezanih s starostjo, v višini metilacije DNA v neurohypophysis so lahko pomembni za izkrivljanje transkripcijo DNA v svojih celicah med staranjem in rezultat je lahko odgovoren za kršitev nevrohumoralnega ureditve celotnega organizma.

Zaradi različne narave, povezanih s staranjem sprememb v ravni metilacije DNA v različnih organih (celic), je v skladu s konceptom Comfort (Comfort, 1967) tkanevospetsificheskih o mehanizmih staranja. V tem smislu je očitno, pravijo, sodeč po genoma v različnih organih in celicah ravni "staranja" in deluje metilacijo (prepis) drugače.

Kot DNK neurohypophysis ni brez znameniti "tiskanje starosti" DNA in drugih pomembnih izločevalnih tkiv. Na primer, timus DNA starih živali bistveno manj metiliranih kot meč in nezrelih zarodkov.

Po identifikaciji starosti zmanjša raven metilacije genoma v različnih organih vprašanje z nujno potrebo, kako posebno je zmanjšanje v genomu, ali je to naključno ali pa so bolj ali manj enakomerno v celotnem genomu posameznih celic, ali pa vpliva ima selektivni značaj in večja ali manjša Glede na stopnjo selektivnosti nekaterih specifičnih nukleotidnih zaporedij.

Specifičnost metilacije DNA

Specifičnost metilacije DNA lahko enostavno soditi značaj distribucijo 5-metilcitozin v različnih pirimidinovih sekvenc. Za ta namen, Zinkovskaya et al. (Zin'kovskaya et al., 1979) so preučevali vsebnost 5-metilcitozin v njunih pirimidina in izoplitah različne sestavek pirimidina oligonukleotidov izoliranih iz telečjega timusa DNA in stare krave.

Ugotovljeno je bilo, da je zmanjšanje količine starosti 5-metilcitozin (m5S) DNA ni naključno, temveč specifična. Pojavlja se predvsem v monopirimidinovyh sekvencah Pu-Pu-m5S in skoraj ne glede na daljše pirimidinovih oligonukleotidov (do pentanukleotida inclusive).

Čeprav je vsebnost 5-metilcitozin (v mol.%) Pri dinukleotidov s starostjo se ni pomembno spremenila, njena relativna delež še nekoliko poveča zaradi spusti splošno raven metiliranjem genoma med staranjem. Ker je priželjca DNA govedo 5-metilcitozin koncentrirana predvsem v sekvenci m5C-G, je mogoče domnevati, da je prišlo do označena s starostjo povezanega padca vsebnosti 5-metilcitozin predvsem zaradi zmanjšanja metilacijskega ravni sekvence Pu-C-G.

Zaporedje m5C- G lahko delujejo skupaj in dolgih blokov v pirimidina uoropropin-m5C-G, toda na tak kombinaciji zmanjšanje nivoja metiliranjem te sekvence v enotah pirimidina (n > 1) ne pride.

Tako zmanjšanje starostjo povezana v stopnji metilacije DNA v genom nebesporyadochno glede nekaterih mest (nukleotidna zaporedja). Te spletne strani (strani), so lahko prisotne v obeh zmerno in predvsem vysokopovtoryayuschihsya sekvenc.

To ponavljajoči se nukleotidna sekvenca (prednostno zmerne ponavlja) opravi obračalni encimske supermetilirovaniyu hormoni vplivati. Na osnovi tega je mogoče domnevati, da je staranje glavnem razpadla metiliranje regulatornih genov v območju ponavljajočih nukleotidnih zaporedij (Zin'kovskaya et al., 1979).

Mehanizmi starostnih sprememb metilacije DNA ni znan. Domnevamo lahko pa obstoj obeh encimskega mehanizma DNA demetilacijo in selektivno rezanje popravila 5-metilcitozin DNK sledila.

Oba mehanizmov hipotetično, precej verjetno. Če pride do "vystriganie" 5 metiltsitozinovyh nukleotidi, je treba te vrzeli v DNK se zelo učinkovito popraviti. Znano je, da med staranjem učinkovitost popravljalni celic sistemov bistveno zmanjša.

Poleg tega se prevzemni sposobnost s staranjem možganov izoliranih preparatov DNA in drugih sesalcev organov povečuje (Vanyushin, Berdyshev, 1977). To pomeni, da so starejši celice nedometilirovannymi jedrska DNA v primerjavi z DNK v mladih živali iz posameznih celic, in s tem ohranijo metiliranih zaporedja.

S starostjo povezane spremembe v stopnji metilacije DNA in vivo in sposobnost teh akceptor DNK z metilacijo in vitro kažejo, da je funkcionalna ugasnitev genov aktivnosti povezane z genom spremembo padcem stopinj.

Zato celice tkiva, specifično starajo pojemanje funkcionalno aktivnost, povezano s padcem ravni DNA metilacijo. Tako je proces staranja, ne bo večji del genoma mimo, in se odraža v zmanjševanju zlorabe ravni DNA metilacije.

To še posebej velja za DNK teh vitalnih organov, kot so možgani in srce. Starostna zmanjšanje vsebnosti 5-metilcitozin v DNA srcu (Vanyushin, Berdyshev, 1977) korelira z ostrim zmanjšanjem (42%) sinteze beljakovin v srčno mišico starih živali. Gre se zdi ta proces, ki je odgovoren za izgubo starostnih celic sposobnosti srčne mišice, da se uprejo pogoje stresa in napolni izgubili beljakovin v različnih kršitev.

Podatki o specifičnosti tkiva DNK pri živalih na splošno in tkanevospetsificheskom "staranja" genoma se dobro ujemajo s predpostavko, da je staranje posledica diferenciacije daljinskega celic in, očitno maščevanje za njo.

S starostjo povezane spremembe v fizikalno in biofizikalne parametrov DNA

Poskusi, da bi odkrivanje starostne sprememb fizikalno-kemijske in biofizikalnih parametrov DNA ni dal nedvoumnih rezultatov. Goldstein (1968) predlagala koncept vsebine v nativne DNA-kelat vezanega železa. Njen znesek in metode za vezavo spremembo molekule DNA s starostjo, ki je podlaga za to, da se ekstrakcijo DNA iz tkiva pirofosfata razdrobljen, močnejši starejše živali.

Ugotovljeno je bilo tudi, da se razmerje med purinov do pirimidinov v fragmentov DNA ekstrahiramo pirofosfat, v starosti povečuje rahlo. Preiskovalna elektronsko mikroskopska slika pripravkov DNA jeter in tankega črevesa belih podgan, Gerasimova sod. (1977) je pokazala, da je pri starejših živalih Izolirana molekula DNA, ki v povprečju nižje kot pri odraslih.

Pri starejših podganah prikazani DNA priprave na vidno polje za ločevanje fragmentov DNA dolžine konturno 1,5 do 2 mikrona, ki so fragmenti neločljivo povezana z DNA molekula starih živali zaradi kopičenja železa. DNK iz starega tkanino je značilna tudi počasnejše oblike dvojnoverižni obliki.

Študije Drosophila DNA starostjo povezane spremembe v strukturi med njegovo staranju smo izvedli Massey et al. (Massie s sod., 1975a, 1975b). Po pregledu metod in hitrost sedimentacije ravnotežno DNA ekstrahiramo iz tkiv odraslega muhe, niso mogli za ugotavljanje sprememb, povezanih s starostjo molekularne mase denaturiranega DNA (3.02-3.84-10 5 Daltonov za vso razvojno odraslih obdobje) in število navzkrižnih povezav v njem (6,2-8,8% v vseh starosti Imago).

Vendar so ugotovili, da je molekulska masa večji del (75%) ličink DNK okoli 10. aprila dalton- preostalih 25% ličink DNA ima masno DNA molekulsko, ki je blizu enako težo pri odraslih živalih (približno 10 6 Da). Nenavadno nizko molekulsko maso, večji del DNK, izpisanih iz tkiva ličink lahko kaže na večjo labilnost in lažje razpad DNA pod njeno dodelitev v začetku zorenjem sadja letenje.

Vsaka sprememba jeter kromatin DNK heterogenost v prvi polovici ontogenesis piščancev niso bili najdeni Yakovlev (1970). Bottger sod. (Bottger ei al., 1968) je pokazala, da ima mitohondrijska DNA fetalnih podganjih jeter sedimentacijsko konstante, ki se razlikujejo od tistih iz DNA odraslih podgan. S starostjo povezane spremembe temperature taljenja (Tm) z DNA priželjca krav kot enega od posrednih parametrov njenega notranjega strukturiranja raziskovali von Hahn (Hahn, von, 1965- Hahn von, Verzar, 1967).

V zgodnjih študijah, je našel povečuje Tm pri starejših živalih. Kasneje pa je bilo ugotovljeno, da je povečala Tm DNA starejših kravah je predvsem odvisen od preostalih nečistot na DNA "trdno povezani" gistona- njeno vsebino v gornjih pripravah DNK starih živali.

Kasneje, nekoliko višji Tm DNK staranja živali je bila dokazana Kurtz in Sayneksom (Kurtz, Sinex, 1967). DNA jetrih miši je bilo ugotovljeno, ali spreminja nobenega staranje Tm, ali le zelo rahlo povečanje njegove starosti, kar ima za posledico le v določenih pogojih zasnove poskusov (Russel in sod., 1966).

Chetsang sod. (Ghetsanga et al., 1977), ki ga preučuje spremembe v molekulski masi DNA v lizatov možganskih celic mladih in starih miših in ugotovili, da so odvisni od starosti premore akumulacije v DNK je hitrejši kot popravilo, kar ima za posledico poškodovanega genomu živalskih celic, se kopiči nepopravljivo napake.

S starostjo nevroni v možganski skorji zajcev pojavi kratek (162-198 bp dolžine) DNA fragmenti, manjkata v zarodkov in novorojenih živalih (Brown, 1978). V poskusih Karvonen (1970) je bilo ugotovljeno, da pri majhen in približno enako med vsebnostjo ontogenija beljakovin v pripravah. Bela podgana jeter DNK in Tm hyperchromic učinek (HCE) se v starosti rahlo povečalo (tabela. 18).
Tabela 18. Značilnosti jetrnimi DNA albino podganah različnih starosti (Karvonen, 1970)

Starost, meseca

Ep (260)

E260 / E230

E260 / E280

Tm, ° C

HCE%

Vsebnost proteinov,%

Video: Stopnje izgubo sluha. Kako ohraniti zaslišanje

1

6110

2.15

2.00

85.16

30.6

0,76

3

Video: biologija. Citologija: Struktura prokariontskih celic. Bakterije. Center za spletno učenje "Foxford"

6.195

2.12

2.02

Video: Anti-aging masaža obraza. Stop spremembe, povezane s starostjo kože. Nega in lepota obraza




86,32

32.0

-

12

6226

2.18

Video: DENAS za popravek, povezanih s starostjo kožne spremembe

2.02

86,4

30.3

-

24

6253

2.20

2.00

88.9

37.8

0,83


Ti rezultati so bili potrjeni v Malyshko (1977). V nasprotju s tem pa ni bila spremenjena dalo starosti tt visoke polimer (ribosomske) RNA jeter belih podgan (Nikitin Sagalova, 1969). Po Struchkova (1962), in Strazhevskoy Struchkova (19 (32), ki se bistveno zmanjša s starostno molekulsko maso sverhpolimernoy izoliranega podganjega timus DNA.

V nasprotju s tem pa ni razlik s starostjo povezane v porazdelitvi ravnotežne gradienta gostote Cs2S04 podganah DNA timusno nameščen Pytila ​​in Sherman (Pythila, Sherman, 1968). Acharya sod. (Acharya s sod., 1972) s posebnim zdravljenje možganskega jetrnega tkiva podgan z različnimi topili in proteolitično ferkentami prejetih oligodezoksiribonukleoproteidy kovalentno vezan na peptide, ki vsebujejo pretežno aspartinsko in glutaminsko kislino.

Molekulska masa teh komponent povečuje s starostjo. Še bolj poveča s starostjo molekulsko frakcij teže alkali unextractable oligodezoksiribonukleoproteidov. Prasad in Cutler (Rrashad, Cutler, 1976) so razvili metode za izoliranje DNA iz tkiva živali, ki se izogne ​​selektivno satelitsko izguba DNA.

S to metodo so našli starostno povečanje deleža povrnejo iz jeter miši satelitskih DNA (7-8% živali, starih 10-60 dni 12-13% pri živalih v starosti od 570-788 dni). V možganih, ledvicah in starostne spremembe v količini povrnejo satelitski DNK ni v vranici obnaruzheno- - je bilo ugotovljeno rahlo povečanje v njej.

Bradley et al. (Bradley et al., 1976) v DNA umiranja starost WI-38 celične kulture ni bilo mogoče zaznati navzkrižno povezovanje manj in zmanjšati popravilo. Johnson et al. (Johnson et al., 1972), s hibridizacijo rRNA-DNA ugotovljeno znatno (30%) izguba ribosomskih genov v možganskih celicah pasmo beagle med prvim in desetim let poporodna Ontogenija.

V nadaljnjih raziskavah, Strehler sod. (Strehler, Chang, 1979- Strehler et al., 1979) je pokazala izgubo gibridiziruemoy ribosomalno DNK v številnih post-mitotićnih tkiv starih ljudi, in njegova stopnja izgube osebe v starosti od približno 5-krat manj kot pri psih (t. E., Na hrbtni korelacija s pričakovano življenjsko dobo).

Razlog za to je lahko, povezanih s starostjo upada popravilo DNA, vendar pa avtorji ne izključuje znižanje gibridiziruemosti rDNA rRNA zaradi zamreženja DNK v kromatin beljakovin starejših ljudi in psov.
Zdieľať na sociálnych sieťach:

Príbuzný