Возраст поврзани со промените во генетскиот апарат на клетки

критична возраст поврзани со промените на повисок животен организми имаат метаболни промени во функционалните корисноста на анаболни процеси.

Стеснување анаболни способности и да се зголеми со промените возраст и нарушувања во програмата на синтезата на нуклеинските киселини и протеини се земаат како еден од најважните моменти на многу современи теории на молекуларната основа на онтогенезата.

Во срцето на овие промени се јавуваат со текот на годините се постулира како дефиниција и стохастички промени во макромолекуларни составот и структурата на најдобрите синтеза нуклеински киселини

Cодржина

"Возраст за печатење" на молекуларната структура на деоксирибонуклеинска киселина

Ткиво специфични промени во способноста на ДНК акцептор
Специфичноста на ДНК метилација
Возраст поврзани со промени во ДНК на физичко-хемиските и биофизички параметри

Видео: степен на губење на слухот. Како да се задржи слух
Видео: биологија. Цитологија: Структурата на прокариотски клетки. Бактерии. Центар за онлајн учење "foxford"
Видео: Анти-стареењето лицето масажа. Стоп за промени поврзани со стареењето на кожата. Грижа и убавината на лицето
Видео: denas за корекција на промени поврзани со стареењето на кожата

протеини и клетки на уредот - нешто што буквално може да се нарече "печатот на возраст" во геномот на клетката.

Многу модели на возраст поврзани со промени во генетскиот апарат на клетки кои се уште не се разјаснети. Сепак, има доста голем број на експериментална работа, што укажува на тоа дека стареењето менува структурата на речиси сите анализирани компоненти на генетски апарат на клетки.

"Возраст за печатење" на молекуларната структура на деоксирибонуклеинска киселина

Првичната претпоставка справи (pessimizatsii) стареење макромолекуларни структура на ДНК и неговите комплекси зрачи од својствени значителен дел од старите клетки piknotizatsii хроматин и значителен пад во стариот дел на процесот на синтезата на нуклеинските киселини и протеини во организмот (Никитин, 1941, 1954).

Подоцна е утврдено дека вкупниот состав на доминантна групи на азотни бази во ДНК и РНК на ткиво на црниот дроб и цревата мукозата на албино стаорци и патки практично непроменет со возраста (Никитин Shereshevskii, 1961- Skvirskaya Баби, 1961- Mahinko, Блок, 1961- Berdyshev et al., Hilobok 1967- 1967).

Овие податоци не ја исклучуваат дека, сепак, во редоследот на базите во посебен, функционално многу важно, може да се случи ДНК локуси во иднина, тие се всушност се најде, на возраст поврзани со промените.

Дури и повеќе тешко да се процени податоците од вкупно РНК: таа вклучува многу различни типови на тоа како mRNA, rRNA, tRNA, итн Како резултат на Berdyshev et al .. (1967) за составот на ДНК податоци во различни ткива во различни фази на мрестење лосос служеше како прв експериментален доказ дека "возраста печатење" е, всушност, на ДНК.

Со стареењето на ДНК лосос во сите ткива (мускулите, црниот дроб, бубрезите, слезината) е остар пад во methylcytosine. Откриени на лосос возраст поврзани со промените во содржината methylcytosine во ДНК се чини дека претставуваат посебен случај на прилично заеднички биолошки феномен.

Слични промени се случуваат во ДНК со стареењето и разни видови на риби и цицачи (Никитин Kurtasov, 1972- Vanyushin et al., 1973- Vanyushin, Berdyshev, 1977- Zin'kovskaya et al., 1978). Така, на стаорец основана ткиво специфичноста на содржината на DNA на 5-methylcytosine (Vanyushin et al., 1973). Сликовито овие разлики ткиво се изразени во млади животни (1-месец).

Возрасни (12 месеци) повторно се јасно идентификувани. Стареење стаорци е придружена со значителни промени во methylcytosine ДНК содржина. За разлика од стартувала лосос, која драстично ја намалува количината на 5-methylcytosine во ДНК на сите ткива во стареење содржина стаорци на 5-methylcytosine во ДНК на мозокот, слезината и срцето се намалува и не се менува во ДНК на црниот дроб и белите дробови.

Податоци за составот на ДНК изолирани од истиот стаорец ткиво преку методи за обработка на pronaznoy Marmur и Шмит и Tanngauzeru истото. Затоа, резултира ткиво разлики и стареењето на промени може да се припише на вкупната ДНК на соодветните органи и не може да се припише на нецелосни или невообичаени екстракција на ДНК од ткиво на стаорци од различни возрасти.

Од функционалноста на 5-methylcytosine остатоци во различни нуклеотидни секвенци на ДНК, очигледно, различни, посебно значење е прашањето за тоа што одредени области на геномот, или ДНК фракции се случува е менување на возраст во содржината на 5-methylcytosine.

И покрај фактот дека нема конкретни експериментални податоци за природата на овие промени во геномот на стаорци, постои причина да се мисли дека тие не се хаотични. Од ДНК на црниот дроб и други органи на стаорци со стареењето не дојде до промена во содржината на Г.Ч. базни парови, редниот број на пиримидински и reassociation кинетика, ткиво специфични резултати стареење различни износот на 5-methylcytosine во ДНК всушност одразуваат различни нивоа на ДНК метилација на животни од различни возрасти.

Ова е потврдено од страна на студирањето способност акцептор ДНК од различни органи на млади и стари стаорци во овие ДНК метилација во присуство на 3H-метил-С-аденозилметионин (Vanyushin, Berdyshev, 1977). Со текот на времето, способност да се движат на прифаќање на ДНК метилација нуклеарна ин витро (таб. 16).

Табела 16. Возраст варијабилност акцептор способност нуклеарна ДНК на различни органи во реакција стаорци метилација со хомологни и Хетерологниот ензим in vitro (Kudryashova Vanyushin 1976)

Ткиво специфични промени во способноста на ДНК акцептор

Така, на ензимот на јадрата на млади животни methylates ДНК мобилен јадра на мозокот кај старите стаорци, значително повеќе од иста ДНК кај младите животни. Промена на ниво на метилација акцептор способност in vitro, се претпоставува, може да биде повеќе чувствителни показател за степенот на ДНК метилација во изворниот клетки (јадра) во однос на директни определување на содржината на 5-methylcytosine во ДНК.

На пример, правото да се открие бројот на видливи разлики на 5-methylcytosine во ДНК на белите дробови стареење животните не може. Сепак тој истакна дека на ниво на метилација на ДНК ин виво е намален со зголемување на возраста, како и прифаќање на способноста ин витро во ДНК стари животни е малку повисока од онаа на млади ДНК.

Така, на стареење промена се случува ткиво специфични акцептор способност со ДНК метилација реакција ин витро. Со текот на времето тоа е значително зголемен во нуклеарната ДНК на мозокот, малку ја зголемува во ДНК на белите дробови и тешко промени во црниот дроб ДНК.

Затоа, намалувањето на 5-methylcytosine во ДНК на одредени ткива (мозокот, срцето) се случува со зголемување на возраста се должи на намалување на нивото на ДНК метилација. Овој процес може да се случи со испуштање на ДНК methylase активност и намалена синтеза на метил донатор S-аденозилметионин групи или од страна на ДНК деметилација. Најверојатно, во senescent клетки може да биде една и од друга страна.

Со овие податоци се совпаѓаат наоди Никитин и Kurtasova кај стаорци (1972) и Zin'kovskaya et al. (1978) на црниот дроб на добиток од сите возрасти. Во Zinkovskaya et al. (1978) испитуваат ембрионите, незрели телиња (до 1 година) и стари крави (на возраст од 10-12 години) од истата раса.

Во процесот на онтогенезата во содржината добиток на 5-methylcytosine во ДНК на различни органи се намалува значително. Сепак, за разлика од розова, каде намалени нивоа на ДНК метилација забележани во сите изучува ткива, без исклучок, како стаорци и крави изрази tkanevospetsificheskoe забележано намалување на содржината на 5-methylcytosine во ДНК. Така, макс (речиси 2 пати) на ниво на ДНК метилација се намалува со возраста во срцевиот мускул, и ДНК од ембрионски состојба на белите дробови да бидат стари содржини на 5-methylcytosine останува практично непроменета.

Дури и за време на ембрионалниот развој може да се проследи љубопитни динамиката на намалување на нивото на 5-methylcytosine во ДНК на срцето. На овошје (околу 6 месеци), износот на 5-methylcytosine во ДНК на срцевиот мускул максимално (1,76 ± 0,01 mol.%), Е намалена на 1,36 ± 0,01 мол во деветмесечниот фетуси.% И воопшто не се разликува од содржината на 5-methylcytosine во ДНК на незрели возраст телиња до 1 година.

Најдраматичните намалување на износот на 5-methylcytosine во ДНК срцето се случува со стареењето (0,94 mol.%). А значително намалување на нивото на ДНК метилација, исто така, се случува со стареење во мозокот, бубрезите и слезината. Така, значително намалување на нивото на метилација на ДНК геном со возраста се случува сигурно во церебралните хемисфери, neurohypophysis и хипокампусот (таб. 17).

Табела 17. нуклеотидни состав на ДНК од различни делови на мозокот кај говедата
(Zin'kovskaya et al., 1978)

Многу мали, но значајни промени во износ од 5-methylcytosine во стареење забележани во ДНК на малиот мозок, и тоа не е практично откриени во ДНК на мозок медулата и багажникот. Од формирањето на условен рефлекс придружени предизвикана реверзибилна supermetilirovaniem ДНК во церебралниот кортекс и хипокампусот, а особено во невроните, некој би помислил дека добиените намалување (нарушување) на целокупното ниво на ДНК метилација на церебралниот кортекс и хипокампусот со стареењето може да биде до одреден степен одговорен за возраст поврзани со слабеење на функционирање на клетката и нарушена меморија.

Набљудуваните пад возраст поврзани со нивото на ДНК метилација во neurohypophysis може да биде важно во нарушување на ДНК транскрипција во своите клетки во текот на стареењето и резултатот може да биде одговорна за повреда на neurohumoral регулирање на целиот организам.

Различната природа на возраст поврзани со промените во нивото на ДНК метилација во различни органи (клетки) е во согласност со концептот на удобност (комфор, 1967) tkanevospetsificheskih за механизмите на стареење. Во оваа смисла, очигледно, да речеме, судејќи од геномот во различни органи и клетки на ниво на "стареење" и функционирање метилација (препишување) поинаку.

Како ДНК neurohypophysis не е лишен од познатата "печатење доба" на ДНК и други важни секреторен ткива. На пример, тимусот ДНК во старите животни значително помалку денатуриран од телиња и незрели ембриони.

По идентификација на возраст намали нивото на метилација на геномот во различни органи прашање со итна потреба за тоа како конкретно е намалување на геномот, дали случајно или се повеќе или помалку подеднакво во текот на целиот геном на соодветните клетки, или дали тоа влијае има селективен карактер и поголема или помала Што се однесува до степен на селективност на некои специфични нуклеотидни секвенци.

Специфичноста на ДНК метилација

Специфичноста на ДНК метилација лесно може да се суди карактер на дистрибуцијата на 5-пиримидински methylcytosine во различни секвенци. За таа цел, Zinkovskaya et al. (Zin'kovskaya et al., 1979) студирал содржината на 5-methylcytosine во нивните пиримидин и izoplitah различен состав пиримидин олигонуклеотиди изолирани од теле тимусот ДНК и старата крави.

Констатирано е дека за намалување на износот на возраст е 5-methylcytosine (M5S) ДНК не случајно, туку специфични. Тоа се случува пред се во monopirimidinovyh секвенци Пу Пу-M5S и речиси без оглед на веќе пиримидински олигонуклеотидите (до pentanucleotide вклучително).

Иако содржината на 5-methylcytosine (во mol.%) Во dinucleotides со возраста не е значително променета, нејзината релативна процент е дури и малку се зголемува како резултат на пад на целокупното ниво на метилација на геномот во текот на стареењето. Од тимусот ДНК добиток 5-methylcytosine се главно концентрирани во низа m5C-G, тоа може да се претпостави дека значително намалување на содржината на 5-methylcytosine возраст поврзани јавува главно се должи на намалување на метилација ниво секвенцата на Пу-C-G.

Низа m5C- G може да коегзистираат и долги блокови во пиримидин Pyn-m5C-G, но во таква комбинација намалување на нивото на метилација на оваа секвенца во единиците пиримидин (n > 1) не се случи.

Така, на намалување поврзано со возраста на нивото на ДНК метилација во nebesporyadochno геномот, како во поглед на некои места (нуклеотидни секвенци). Овие веб-сајтови (сајтови) може да биде присутна и во умерено и главно vysokopovtoryayuschihsya секвенци.

Се повторува нуклеотидна секвенца (по можност умерена повторувања) се подложат на реверзибилна ензимски supermetilirovaniyu под влијание на хормони. Врз основа на ова, може да се претпостави дека стареењето е главно скршен метилација на регулаторни гени во зоната на повторувачки нуклеотидни секвенци (Zin'kovskaya et al., 1979).

Механизми на возраст промени во ДНК метилација е непозната. Ние може да се претпостави, а постоењето и ензимски механизам ДНК деметилација и селективно сечење на 5-methylcytosine поправка на ДНК следи.

И двете од овие механизми хипотетички, многу веројатно. Ако се појави "vystriganie" 5 metiltsitozinovyh нуклеотиди, овие празнини во ДНК мора да се поправи многу ефикасно. Познато е дека во текот на стареењето ефикасноста на обесштетување клетки системи значително се намалува.

Покрај тоа, прифаќање способност со стареењето на мозокот Изолирана ДНК препарати и други тела на цицачите се зголемува (Vanyushin, Berdyshev, 1977). Ова значи дека постарите клетки се nedometilirovannymi нуклеарната ДНК споредба на ДНК кај младите животни од соодветните клетки, а со тоа тие ги задржат денатуриран секвенци.

Возраст поврзани со промените во нивото на ДНК метилација ин виво и способноста на овие акцептор ДНК метилација ин витро покажуваат дека функционална истребување на генот активност е поврзана со модификација падот степен геном.

Затоа, клетки ткиво специфични возраста исчезнува функционална активност поврзана со пад на нивото на ДНК метилација. Така, процесот на стареење нема да помине повеќето од геномот, и се рефлектира во намалување на злоупотребата на ниво на ДНК метилација.

Ова е особено точно на DNA, виталните органи како мозокот и срцето. намалување поврзани со возраста во содржината на 5-methylcytosine во ДНК срцето (Vanyushin, Berdyshev, 1977) во корелација со остар пад (42%) на синтезата на протеините во срцевиот мускул на возраст од животни. Тоа е вториот процес се појавува да биде одговорен за губење на возраст клетките на способноста на срцевиот мускул да се спротивстави на стрес услови и replenishes изгубени протеини на различни повреди.

Податоците за ткиво специфичност на ДНК кај животните воопшто и tkanevospetsificheskom "стареење" на геномот се во добра согласност со претпоставката дека стареењето е резултат на далечински клеточната диференцијација и, очигледно за поврат на средствата за неа.

Возраст поврзани со промени во ДНК на физичко-хемиските и биофизички параметри

Обиди да се открие промени поврзани со стареењето физичко-хемиските и биофизички параметри ДНК не даде недвосмислена резултати. Голдстајн (1968) предложи концептот на содржината во природната ДНА хелат врзани железо. Нејзината висина и методи за врзување промена на ДНК молекула со годините, што е основа на фактот дека екстракција на ДНК од ткиво пирофосфат е фрагментиран, толку е посилен постарите животни.

Констатирано е дека односот на пурините да пиримидини во фрагменти на ДНК се извадени пирофосфат, во длабока старост се зголемува малку. Истражниот електрони микроскопска слика на ДНК подготовките на црниот дроб и тенкото црево на бели стаорци, Герасимова et al. (1977) покажа дека во постарите животни изолирани ДНК молекулата е во просек пониска отколку кај возрасните.

Во постарите стаорци ДНК подготовките во областа на гледање се појави да се одделат фрагменти на ДНК должина контура од 1,5 до 2 микрони, што се фрагменти одвоен од главните ДНК молекула стари животни поради акумулацијата на железо. ДНК од старата ткаенина, исто така, се карактеризира со побавен форма двојно-верижна форма.

Студии на Drosophila ДНК возраст поврзани со промените во структурата за време на нејзиното стареење се извршени Меси и сор. (Massie et al., 1975a, 1975b). Испитувајќи методите и брзината на таложење рамнотежа ДНК, извлечена од ткива на возрасни муви, тие не беа во можност да се воспостави промени поврзани со стареењето на молекуларна тежина од денатуриран ДНК (3.02-3.84-10 5 Далтони за сите временски возрасни развој) и број на крос-врски во него (6,2-8,8% во сите возраст имаго).

Сепак, тие откриле дека молекуларна тежина поголем дел (75%) од ларви на ДНК беше околу 10 април dalton- Останатите 25% од ларви на ДНК ДНК молекуларна тежина, што е блиску до иста тежина во возрасни животни (околу 10 6 Da). Невообичаено ниска молекуларна тежина поголема дел од ДНК, извлечена од ткива на ларви може да се укаже поголема лабилност и полесно распаѓање на ДНК под распределба во раните онтогенезата на овошје мува.

Некои варијации на црниот дроб хроматскиот ДНК хетерогеност во првата половина на ontogenesis кокошки се пронајдени Јаковлев (1970). Bottger et al. (Bottger ei al., 1968) покажа дека на митохондријалната ДНК на фетусот црниот стаорец има седиментација константи кои се разликуваат од оние на ДНК на возрасни стаорци. Возраст поврзани со промените во температурата на топење (tm) од ДНК на тимусот на крави како еден од индиректни параметри на внатрешната неговото структуирање истрага фон Хан (Hahn, фон, 1965- Хан, фон, Verzar, 1967).

Во почетокот на студии, тој се најде зголемување Tm во старите животни. Подоцна, сепак, ќе се утврди дека се зголеми Tm на ДНК постари кравите е главно зависи од остаток на нечистотии во ДНК "цврсто поврзан со" gistona- неговата содржина во горенаведените подготовки на ДНК стари и животни.

Подоцна, малку повисока Tm на ДНК стареење животните е воспоставена Курц и Sayneksom (Kurtz, Sinex, 1967). ДНК за глувчето црниот дроб се најде или без стареење менува ТМ, или само многу мало зголемување на неговата возраст, со што резултира само во одредени услови на дизајн на експерименти (Расел et al., 1966).

Chetsang et al. (Ghetsanga et al., 1977), со проучувањето на промена на молекуларната маса на ДНК во lysates на мозочните клетки на млади и стари глувци и сфатив дека зависен од возраста паузи акумулација во ДНК е побрз од неговата поправка, што резултира со оштетен геном на животински клетки, тоа се акумулира unrepairable дефекти.

Со возраста на неврони во церебралниот кортекс на зајаци се појави кратко (162-198 бп во должина) ДНК фрагменти се отсутни во ембриони и новородените животни (Brown, 1978). Во експериментите Karvonen (1970) констатирано е дека кога една мала и приближно еднакви во содржината на онтогенезата протеини во подготовките. Белата црниот стаорец ДНК и Tm hyperchromic ефект (HCE) е малку зголемена во староста (таб. 18).
Табела 18. Карактеристики на црниот дроб ДНК препарати албино стаорци од различни возрасти (Karvonen, 1970)

Возраст, месеци	Ep (260)	E260 / E230	E260 / e280	ТМ, ° C	HCE%	содржина на протеини,% Видео: степен на губење на слухот. Како да се задржи слух
1	6110	2.15	2.00	85,16	30,6	0.76
3 Видео: биологија. Цитологија: Структурата на прокариотски клетки. Бактерии. Центар за онлајн учење "Foxford"	6195	2.12	2.02 Видео: Анти-стареењето лицето масажа. Стоп за промени поврзани со стареењето на кожата. Грижа и убавината на лицето	86,32	32,0	-
12	6226	2.18 Видео: DENAS за корекција на промени поврзани со стареењето на кожата	2.02	86,4	30,3	-
24	6253	2.20	2.00	88,9	37,8	0.83

Овие резултати беа потврдени во Malyshko (1977). Спротивно на тоа, нема промена е пронајден возраст m.p. високо-полимер (рибозомалната) РНК на црниот дроб на бели стаорци (Никитин Sagalova, 1969). Според Struchkova (1962), и Strazhevskoy Struchkova (19 (32), е значително намалена со возраста молекуларна тежина од sverhpolimernoy изолирани тимус стаорец ДНК.

Спротивно на тоа, нема возраст поврзани со разликите во распределбата на рамнотежа на густина градиент Cs2S04 тимусот ДНК стаорци инсталиран Pytila и Шерман (Pythila, Шерман, 1968). Acharya et al. (Acharya et al., 1972), со посебен третман на мозокот ткиво на црниот дроб на глувци со различни растворувачи и протеолитички ferkentami доби oligodezoksiribonukleoproteidy ковалентно поврзани со пептиди содржат главно аспартамска и глутаминска киселина.

Молекуларна тежина од овие компоненти се зголемува со возраста. Дури и повеќе се зголемува со возраста молекуларна тежина фракции на алкално unextractable oligodezoksiribonukleoproteidov. Прасад и Катлер (Rrashad, Катлер, 1976) развија метод за изолирање на ДНК од ткивата на животните, со што се избегнува селективна загуба сателитски ДНК.

Користењето на овој метод најдоа зголемување возраст во процентот на обновуваат од црниот дроб на глувци сателитски ДНК (7-8% од животните на возраст од 10-60 дена да се 12-13% кај животните на возраст од 570-788 дена). Во мозокот, бубрезите и промени возраст во износ обновуваат сателитски ДНК не е во слезината obnaruzheno- - покажа мало зголемување во неа.

Бредли et al. (Бредли et al., 1976) во ДНК на умирање на старост WI-38 клеточни култури не беа во можност да се открие крос-поврзување стапка и намалување на поправка. Џонсон и сор. (Johnson et al., 1972) од страна на хибридизација на rRNA-ДНК најдоа значително (30%) губење на рибозомалната гени во мозочните клетки Beagles меѓу првиот и десетина години постнаталниот онтогенезата.

Во наредните студии, Strehler et al. (Strehler, Чанг, 1979- Strehler et al., 1979) покажа загуба gibridiziruemoy рибозомалната ДНК во голем број на пост-Митотичниот ткива на стари лица, а стапката на загуба на лице на возраст од околу 5 пати помалку отколку во кучиња (т. Е., обратната корелација со очекуваното траење на животот).

Причината за овој пад може да биде поврзана со возраста во поправка на ДНК, но авторите не исклучува намалување gibridiziruemosti rDNA rRNA должи на вкрстено поврзување на ДНК во хроматинот протеини постарите луѓе и кучиња.

Сподели на социјални мрежи:

Слични