Povezanih sa starenjem promjene u genetskom aparat ćelija

Kritične promjene viših živih organizama povezanih sa starenjem imaju metaboličke promjene u funkcionalnom korisnost anaboličkih procesa.

Sužavanje anabolički sposobnosti i povećava se sa godinama promjene i poremećaje u programu sintezi nukleinskih kiselina i proteina se uzimaju kao najvažnijih trenutaka mnogih modernih teorija molekularne osnove ontogeneze.

U srcu ove promene se javljaju s godinama se postulira kao preset i slučajni promjene u makromolekularna sastava i strukture od najboljih sinteze nukleinskih kiselina proteina i ćelije uređaja - nešto što doslovce može nazvati "pečat doba" u genomu ćeliji.

Mnogi obrasci povezanih sa starenjem promjene u genetskom aparat ćelija još nije razjašnjeno. Međutim, postoji dosta eksperimentalnog rada, što ukazuje na to da starenje mijenja strukturu gotovo svih ispitivanih komponenti genetskog aparata ćelija.

"Štampanje doba" za molekularnu strukturu dezoksiribonukleinske kiseline

Početna pretpostavka pribor (pessimizatsii) starenja makromolekularna strukturu DNK i njegovih kompleksa je izbijala iz urođenog značajan dio starih ćelija piknotizatsii hromatina i značajan pad u starom procesima sinteze nukleinskih kiselina i proteina u organizmima (Nikitin 1941, 1954).

Kasnije je utvrđeno da je ukupan sastav dominantna grupa dušičnih baza u DNK i RNK tkiva jetre i crijevnu sluznicu albino štakora i patke praktično nepromijenjen sa godinama (Nikitin Shereshevskii, 1961- Skvirskaya Babi, 1961- Mahinko, Block, 1961- Berdyshev et al., Hilobok 1967- 1967).

Ovi podaci ne isključuju, međutim, da u redoslijedu baza u posebnom, funkcionalno veoma važno, DNA lokusa može doći u budućnosti, oni su zapravo pronašli, promjena povezanih sa starenjem.

Još teže procijeniti podatke iz ukupne RNK: uključuje takve različite vrste kao mRNA, rRNA, tRNA, itd rezultat Berdyshev i dr .. (1967) o sastavu DNK podataka u različitim tkivima u različitim fazama lososa mriješćenja služio kao prvi eksperimentalni dokaz da "štampanje doba" je zapravo na DNK.

Sa starenjem lososa DNA u svim tkivima (mišić, jetra, bubrezi, slezina) je oštar pad u metilcitozina. Otkriven je u losos senilne promjene u sadržaju metilcitozina u DNK izgleda da predstavljaju poseban slučaj, a zajednički biološki fenomen.

Slične promjene se javljaju u DNK sa starenjem i raznim vrstama riba i sisavaca (Nikitin Kurtasov, 1972- Vanyushin et al., 1973- Vanyushin, Berdyshev, 1977- Zin'kovskaya et al., 1978). Dakle, rat osnovan specifičnost tkiva sadržaja DNK 5-metilcitozina (Vanyushin et al., 1973). Živo te razlike tkiva su izražene u mladih životinja (1 mjesec).

Odrasli (12 mjeseci) ponovo jasno identifikovani. Starenje štakora je praćeno značajnim promjenama u sadržaju DNK metilcitozina. Za razliku od mrijesta lososa, koji drastično smanjuje količinu 5-metilcitozina u DNK svih tkiva u starenje sadržaj pacova od 5-metilcitozina u DNK mozga, slezene i srce opada, a ne mijenja u DNK jetre i pluća.

Podaci o sastavu DNK izolovana iz istog pacova tkivo preko Marmur metoda obrade pronaznoy i Schmidt i Tanngauzeru isto. Stoga Rezultati razlike tkiva i starenje promjene mogu pripisati ukupnom DNK odgovarajućih organa i ne može se pripisati nepotpune ili neobične ekstrakciju DNK iz tkiva štakora različitih uzrasta.

S obzirom da je funkcionalnost ostataka 5-metilcitozina u različitim sekvence nukleotida DNK, po svemu sudeći, drugačiji, poseban značaj je pitanje šta specifičnih područja genoma, ili DNK frakcija odvija je doba promjena u sadržaju 5-metilcitozina.

Uprkos činjenici da postoje posebne eksperimentalnih podataka o prirodi ovih promjena u genomu pacova, tu je svaki razlog da misle da nisu haotična. S obzirom da je DNK jetre i drugih organa štakora sa starenjem se ne javljaju promjene u sadržaju GC baznih parova, redni broj pirimidina i ponovnog povezivanja kinetiku, tkiva Posebni rezultati starenja različite iznosu od 5-metilcitozina u DNK zapravo odražavaju različite nivoe metilacije DNA u životinja različitog uzrasta.

To potvrđuje i proučavajući mogućnost akceptor DNK iz različitih organa mladih i starih štakora na ovim DNA metilacije u prisustvu 3H-metil-S-adenozil (Vanyushin, Berdyshev, 1977). S dobi, sposobnost da se razlikuju u prihvatanju nuklearne DNA metilacije in vitro (tabela. 16).

Tabela 16. Godine varijabilnost akceptor sposobnost nuklearne DNK različitih organa u štakora metilacije reakcije sa istim i heterologne enzima in vitro (Kudryashova Vanyushin 1976)

Tkivo specifične promjene u sposobnost DNA akceptor

Prema tome, enzim jezgra mladih životinja methylates DNK ćelija jezgra u mozgu starih štakora, što je značajno više nego u istom DNK kod mladih životinja. Promjene nivoa metilacije akceptora sposobnosti in vitro, po svoj prilici, može biti osjetljiviji pokazatelj stepena metilacije DNA u izvor ćelija (jedra) u odnosu na direktno određivanje sadržaja od 5-metilcitozina u DNK.

Na primjer, pravo da otkrije broj vidljivih razlika od 5-metilcitozina u DNK pluća starenja životinja ne može. Međutim napomenuti da je nivo metilacije DNK in vivo je donekle smanjena sa starenjem, kao prihvatanje sposobnost in vitro DNA starih životinja je nešto viša nego kod mladih DNK.

Dakle, starenje promene dolazi tkivo specifični akceptor sposobnost sa DNA metilacije reakcije in vitro. S godinama se znatno povećala u nuklearnom DNK mozga, blago povećati u plućima DNK i teško mijenja u DNK jetre.

Stoga, smanjenje od 5-metilcitozina u DNK pojedinih tkiva (mozak, srce) se javlja sa starenjem zbog smanjenja nivoa DNA metilacije. Ovaj proces može doći do pada DNK metilaza aktivnost i smanjena sinteza metil donatora S-adenozil grupe ili DNK demetilacija. Najvjerojatnije, u starosni ćelije može biti jedno i drugo.

Sa ovim podacima podudaraju nalaza Nikitin i Kurtasova kod štakora (1972) i Zin'kovskaya et al. (1978) na jetri goveda svih uzrasta. U Zinkovskaya et al. (1978) ispitali embrija, nezreli telad (do 1 godine) i stare krave (u dobi od 10-12 godina) od iste rase.

U procesu ontogeneze u sadržaju goveda od 5-metilcitozina u DNK različitih organa znatno se smanjuje. Međutim, za razliku od roze, gdje smanjenu metilacije DNA posmatrati u svim ispitivanim tkivima, bez izuzetka, kao pacovi i krave izrazio tkanevospetsificheskoe poštovati smanjenje sadržaja 5-metilcitozina u DNK. Dakle, maksimum (skoro 2 puta) nivo DNA metilacije smanjuje sa starosti u srčanom mišiću, i DNK iz embrionalnih pluća stanje da je star sadržaja 5-metilcitozina ostaje praktički nepromijenjen.

Čak i tokom embrionalnog razvoja može se pratiti znatiželjan dinamika smanjenja nivoa 5-metilcitozina u DNK srca. Na voće (oko 6 mjeseci), u iznosu od 5-metilcitozina u DNK srčanog mišića maksimalno (1,76 ± 0,01 mol.%), Je smanjena na 1,36 ± 0,01 krtica u devet mjeseci fetusa.%, A ne razlikuje od sadržaja 5-metilcitozina u DNK nezrelih dobi teladi do 1 godine.

Najdramatičnije smanjenje u iznosu od 5-metilcitozina u DNK srcu javlja sa starenjem (0.94 mol.%). Značajan pad u razini DNA metilacije se javlja sa starenjem u mozgu, bubrezima i slezeni. Prema tome, značajan pad u razinu metilacije genoma DNA sa godinama javlja pouzdano u hemisfere, neurohipofiza i hipokampus (tabela. 17).

Tabela 17. nukleotida sastav DNA iz različitih dijelova mozga kod goveda
(Zin'kovskaya et al., 1978)

Vrlo mali, ali značajne promjene u iznosu od 5-metilcitozina starenja posmatrano u DNK malog mozga, a to je praktično nije otkriven u DNK produžene leđne moždine i prtljažnik. Od formiranja uslovljene refleks pratnji izazvane reverzibilni supermetilirovaniem DNA u cerebralni korteks i hipokampus, a posebno u neuronima, moglo bi se pomisliti da je dobila redukcije (poremećaj) ukupan nivo DNA metilacije moždane kore i hipokampus sa starenjem mogu biti u određenoj mjeri odgovoran za senilne slabljenje funkcionisanje ćelija i poremećaja pamćenja.

Posmatranom povezanih sa starenjem smanjenje nivoa metilacije DNA u neurohipofiza može biti važno u distorziju DNK transkripcija u ćelijama tokom starenja, a rezultat može biti odgovoran za kršenje neurohumoralna regulacije čitavog organizma.

Različite prirode povezanih sa starenjem promjene u DNK razine metilacije u različitim organima (ćelija) u skladu sa konceptom Comfort (Comfort, 1967) tkanevospetsificheskih o mehanizmima starenja. U tom smislu, po svemu sudeći, kažu, sudeći po genoma različitih organa i ćelija nivoa "starenja" i funkcionisanje metilacije (transkripcija) drugačije.

Kao što je DNK neurohipofiza nije bez poznatog "štampanje doba" DNK i drugih važnih sekretorni tkiva. Na primjer, timus DNK u staroj životinja znatno manje metil od teladi i nezrela embriona.

Nakon identificiranja dobi smanjiti razinu metilacije genoma u različitim organima pitanje u hitnu potrebu kako posebno je smanjenje u genomu, da li slučajno ili su više ili manje ravnomjerno tokom cijelog genoma odgovarajućih ćelija, odnosno da li to utiče ima selektivan karakter i većoj ili manjoj Što se tiče stupanj selektivnosti neke specifične sekvence nukleotida.

Specifičnost DNA metilacije

Specifičnost DNA metilacije može lako prosuditi karakter distribucije 5-metilcitozina u raznim pirimidina sekvenci. Za tu svrhu, Zinkovskaya et al. (Zin'kovskaya et al., 1979) studirao je na sadržaj 5-metilcitozina u njihovim pirimidina i izoplitah različitog sastava pirimidina oligonukleotidi izoliran od tele timus DNK i stare krave.

Utvrđeno je da smanjuje količinu starosti je 5-metilcitozina (M5S) DNK ne slučajno, već specifična. Javlja se prvenstveno u monopirimidinovyh sekvencama Pu-pu-M5S i praktično bez obzira na više pirimidina oligonukleotida (do pentanukleotidni inclusive).

Iako je sadržaj 5-metilcitozina (u mol.%) U dinukleotidi s godinama nije bitno promijenila njegov relativni udio je čak donekle povećava zbog pada ukupnog nivoa metilacije genoma tokom starenja. S obzirom da je timus DNK goveda 5-metilcitozina je uglavnom koncentrirana u slijedu M5C-G, može se pretpostaviti da je primetno smanjenje sadržaja od 5-metilcitozina povezanih sa starenjem nastaje uglavnom zbog sekvenca razini smanjenje metilacije Pu-C-G.

Sekvenca m5C- G mogu koegzistirati i dugo blokova u pirimidina Pyn-M5C-G, ali u takvoj kombinaciji smanjuju razinu metilacije ove sekvence u jedinicama pirimidina (n > 1) ne dolazi.

Dakle, povezanih sa starenjem smanjenje nivoa metilacije DNA u genomu nebesporyadochno, što se tiče pojedinih lokaliteta (sekvence nukleotida). Ove lokacije (lokacija) mogu biti prisutni iu umjereno i uglavnom vysokopovtoryayuschihsya sekvenci.

To se ponavlja nukleotida sekvence (po mogućnosti umjeren ponavljanja) podvrgne reverzibilni enzimskih supermetilirovaniyu pod utjecajem hormona. Na osnovu toga, može se pretpostaviti da je starenje uglavnom razbijena metilacije regulatornih gena u zoni ponavljaju sekvence nukleotida (Zin'kovskaya et al., 1979).

Mehanizmi starosti promjene u DNA metilacije je nepoznat. Možemo pretpostaviti, dok je postojanje i enzimskih mehanizma DNK demetilacija i selektivno rezanje DNK popravke 5-metilcitozina slijedi.

Oba od ovih mehanizama hipotetički, vrlo verovatno. Ako dođe do "vystriganie" 5 metiltsitozinovyh nukleotida, te praznine u DNK mora biti vrlo efikasno popraviti. Poznato je da je tokom starenja efikasnost reparativnih ćelija sistema značajno smanjuje.

Osim toga, prihvatanje sposobnost sa starenjem mozga izolovan DNK pripreme i drugih sisavaca tijela povećava (Vanyushin, Berdyshev, 1977). To znači da su starije ćelije nedometilirovannymi nuklearne DNA u odnosu na DNK u mladih životinja dotičnih ćelija, a time i oni zadržavaju metil sekvenci.

Povezanih sa starenjem promjene u nivou DNA metilacije in vivo i sposobnost ovih akceptor DNK metilacije in vitro ukazuju na to da funkcionalna izumiranja aktivnost gena je povezana sa padom stepen modifikacija genom.

Stoga, ćelije tkiva specifična starimo blijedi funkcionalna aktivnost povezana sa padom nivoa DNA metilacije. Dakle, proces starenja neće proći većinu genoma, a ogleda se u smanjenju zloupotrebe nivoa DNA metilacije.

Ovo se posebno odnosi na DNK, kao što vitalnih organa kao što su mozak i srce. Povezanih sa starenjem smanjenje sadržaja 5-metilcitozina u DNK srcu (Vanyushin, Berdyshev, 1977) u korelaciji sa oštrim smanjenjem (42%) sinteze proteina u srčani mišić u dobi od životinja. To je čini drugom proces biti odgovoran za gubitak starosti ćelija sposobnosti srčanog mišića da se odupre uvjetima stresa i obnavlja izgubio proteina na različitim prekršaja.

Podaci o specifičnosti tkiva DNK životinja u opće i tkanevospetsificheskom "starenje" genoma su u dobrom dogovoru sa pretpostavkom da starenje je rezultat daljinskog diferencijacije stanica i, po svemu sudeći li osveta za nju.

Povezanih sa starenjem promjene u fizičko i biofizičkih parametara DNK

Pokušaji da se otkrije povezanih sa starenjem promjene fizičko i biofizičkih parametara DNK nije dao nedvosmislen rezultate. Goldstein (1968) je predložio koncept sadržaja na maternjem DNK kelat vezan željeza. Njegova količina i metoda za vezivanje molekula DNK promjene s godinama, što je osnova na činjenicu da je fragmentirana ekstrakciju DNK iz pirofosfat tkiva, jača starije životinje.

Takođe je utvrđeno da je odnos purina na pirimidina u fragmenti DNK se izdvajaju pirofosfat, u starosti se blago povećava. Istražni elektron mikroskopske slike DNK pripreme jetre i tankog crijeva bijelog štakora, Gerasimova et al. (1977) su utvrdili da kod starijih životinja izolovan DNK molekula je u prosjeku niža nego kod odraslih.

U starijoj štakora pojaviti DNK pripreme u vidno polje za odvajanje fragmenata DNK dužine konture 1,5 do 2 mikrona, koje su fragmenti odvojiti od glavne DNK molekula starih životinja zbog akumulacije željeza. DNK iz starih tkanina je također karakterizira sporiji oblik dvolančane obliku.

Studije Drosophila DNK povezanih sa starenjem promjene u strukturi tokom starenja izvršeno Massey et al. (Massie et al., 1975A, 1975b). Nakon što je ispitao metode i brzina sedimentacije ravnoteže DNK izvađen iz tkiva odraslih muha, oni nisu bili u stanju da uspostave promjena povezanih sa starenjem molekularne težine denaturirani DNK (3.02-3.84-10 5 Daltona za sve razvojne odrasle period) i broj cross-veze u njemu (6,2-8,8% u svim dobi IMAGO).

Međutim, otkrili su da je molekularne težine veći deo (75%) larvi DNK je oko 10 April dalton- preostalih 25% DNK larve imaju molekularne težine DNK, što je blizu istu težinu kod odraslih životinja (oko 10 6 Da). Neuobičajeno niske molekularne težine veći dio DNK izvađen iz tkiva larve može ukazivati na veću labilnost i lakše raspada DNK iz svoje alokacije u ranim ontogeneze u vinske mušice.

Neke varijacije jetre hromatina DNK heterogenost u prvoj polovini ontogeneze pilića nije pronađeno Jakovljev (1970). Bottger et al. (Bottger ei al., 1968) je utvrdio da je mitohondrijski DNK fetalne jetre pacova ima sedimentacije konstante koje se razlikuju od onih u DNK odraslih štakora. Povezanih sa starenjem promjene temperature topljenja (tm) DNK timusa krava kao jedan od indirektnih parametara svoje unutrašnje strukturiranje istražiti von Hahn (Hahn, von, 1965- Hahn, fon, Verzar, 1967).

Početkom studija, našao je povećanje Tm u starim životinja. Kasnije je, međutim, utvrđeno je da je povećana TM DNK starijih krava uglavnom zavisi od preostale nečistoće u DNK "čvrsto povezan" gistona- njegov sadržaj u gore pripremama DNK starih životinja.

Kasnije, nešto veći Tm DNA starenja životinja osnovana je Kurtz i Sayneksom (Kurtz, Sinex, 1967). DNK za miša jetre je pronađen ili ne starenje mijenja Tm, ili samo vrlo blagi rast u svojoj dobi, što rezultira samo u određenim uvjetima dizajn eksperimenata (Russel et al., 1966).

Chetsang et al. (Ghetsanga et al., 1977), proučavajući promjene molekularne težine DNK u lizatima moždanih ćelija mladih i starih miševa i otkrio da akumulacija pauze starosti ovisna DNA je brži od popravka, što je rezultiralo u oštećene genoma životinjskih ćelija, akumulira unrepairable defekata.

S godinama neurona u moždanoj kori kunića pojaviti kratko (162-198 bp dužine) fragmenti DNK su odsutni u embriona i novorođenčadi životinja (Brown, 1978). U eksperimentima Karvonen (1970) utvrđeno je da kada je mala i približno jednake tokom sadržaj ontogeneze proteina u pripremama. Bijele DNK rat jetre i Tm hiperhromnim efekt (HCE) je blago porastao u starosti (tabela. 18).
Tabela 18. Karakteristike jetre DNK priprema albino štakora različite dobi (Karvonen, 1970)

Godine, meseci	EP (260)	E260 / E230	E260 / E280	Tm, ° C	HCE%	Sadržaj proteina,% Video: Odgovor stupnjeva gubitka sluha. Kako zadržati raspravi
1	6110	2.15	2.00	85.16	30.6	0.76
3 Video: Biologija. Citologija: Struktura prokariotskih stanica. Bakterija. Centar za online nastavu "Foxford"	6195	2.12	2.02 Video: Anti-aging masaža lica. Zaustaviti promjene na koži povezanih sa starenjem. Njegu i ljepotu lica	86.32	32.0	-
12	6226	2.18 Video: DENAS za korekciju promjena na koži povezanih sa starenjem	2.02	86.4	30.3	-
24	6253	2.20	2.00	88.9	37.8	0.83

Ovi rezultati su potvrdili u Malyshko (1977). Nasuprot tome, bez promjena je pronađen dobi gradska policija visoke polimera (ribozomalna) RNK jetre bijelog štakora (Nikitin Sagalova, 1969). Prema Struchkova (1962), i Strazhevskoy Struchkova (19 (32), je značajno smanjena sa godinama molekularne težine sverhpolimernoy izolovane pacova timus DNK.

Nasuprot tome, nema razlike u distribuciji ravnotežu gustoće gradijenta Cs2S04 timus DNK štakora povezanih sa starenjem instaliran Pytila i Sherman (Pythila, Sherman, 1968). Acharya et al. (Acharya et al., 1972) uz poseban tretman mozga tkiva jetre štakora sa različitim otapalima i proteolitičke ferkentami primio oligodezoksiribonukleoproteidy kovalentno povezani sa peptida, koji uglavnom sadrži asparaginske i glutaminske kiseline.

Molekularne težine od ovih komponenti se povećava s dobi. Još više raste sa dobi molekularne težine frakcije alkalnih unextractable oligodezoksiribonukleoproteidov. Prasad i Cutler (Rrashad, Cutler, 1976) razvio metodu za izolovanje DNK iz tkiva životinja, koji izbjegava selektivno satelita gubitak DNK.

Koristeći ovu metodu su pronašli povećanje starosne procenta nadoknadive iz jetre miševa satelitskih DNA (7-8% životinja u dobi od 10-60 dana na 12-13% kod životinja u dobi od 570-788 dana). U mozgu, bubrezima i starosti promjene u iznosu nadoknadivi satelita DNK nije u slezine obnaruzheno- - pronašao blago povećanje u nju.

Bradley et al. (Bradley et al., 1976) u DNK umire od starosti WI-38 ćelija kulture nisu bili u stanju otkriti umrežavanja stope i smanjiti popravke. Johnson et al. (Johnson et al., 1972) hibridizacijom rRNK-DNK nađen značajan (30%) gubitak ribozomalne gena u moždane ćelije pasa između prvog i desetog godina postnatalne ontogeneze.

U kasnijim studijama, Strehler et al. (Strehler, Chang, 1979- Strehler et al., 1979) nađen gubitak gibridiziruemoy ribozomalne DNK u nekoliko post-mitotska tkiva starih ljudi, a stopa gubitka osobe u dobi od oko 5 puta manje nego u pasa (t. E., Obrnuta povezanost sa životni vijek).

Razlog za to može biti pad povezanih sa starenjem u popravku DNA, ali autori ne isključujem spuštanje gibridiziruemosti rDNK rRNK zbog umrežavanja DNK u hromatina proteina starijih ljudi i pasa.

Udio u društvenim mrežama:

Povezani

Povezanih sa starenjem promjene u genetskom aparat ćelija

"Štampanje doba" za molekularnu strukturu dezoksiribonukleinske kiseline

Tkivo specifične promjene u sposobnost DNA akceptor

Specifičnost DNA metilacije

Povezanih sa starenjem promjene u fizičko i biofizičkih parametara DNK

Video: Odgovor stupnjeva gubitka sluha. Kako zadržati raspravi

Video: Biologija. Citologija: Struktura prokariotskih stanica. Bakterija. Centar za online nastavu "Foxford"

Video: Anti-aging masaža lica. Zaustaviti promjene na koži povezanih sa starenjem. Njegu i ljepotu lica

Video: DENAS za korekciju promjena na koži povezanih sa starenjem