Биология - жизнь в деталях! Новости биологии. Энциклопедия по биологии. Словарь по биологии.

Главное меню

  • Главная
  • Новости биологии и медицины
  • Статьи по биологии и медицине
  • Биология
  • 1. Классификация организмов
  • 2. Разнообразие растений
  • 3. Разнообразие животных
  • 4. Разнообразие вирусов
  • 5. Организация живого
  • 6. Клетка
  • 7. Обмен веществ
  • 8. Размножение
  • 9. Наследственность
  • 10. Генетический материал
  • 11. Организация хромосом
  • 12. Действие генов
  • 13. Наследственность людей
  • 14. Теория эволюции
  • 15. Происхождение человека
  • 16. Эволюция органов
  • 17. Организм и среда
  • 18. Биосфера и человек
  • 19. Генная инженерия
  • 20. Клеточная инженерия
  • 21. Пути ген. инженерии
  • --------------------
  • Рекомендуемые сайты
Старость наступает, когда изнашиваются хвосты
Автор: Administrator   
07.10.2023 21:42
Биологам удалось объяснить, почему стареющие клетки не только не обновляются, но болеют и накапливают мутации. На молекулярном уровне каждое удвоение генетического материала «съедает» концевой участок хромосомы, состоящий из некодирующих нуклеотидных повторов – теломеру. Теломера не содержит генов и не копируются в матричную РНК. Однако эти нуклеотидные «пустышки» играют важную роль. К ним прикрепляется ДНК – полимераза, которая «откусывает» часть теломеры и начинает создавать дочернюю ДНК.

Понятно, что в процессе клеточного деления хромосомные «хвосты» изнашиваются. Соответственно, «бесхвостые» хромосомы прекращают удваиваться, а клетки постепенно стареют и умирают. Биологи знают, что клетки с «бесхвостыми» хромосомами не просто не обовляются, но и в целом «хворают», проявляя признаки генетической нестабильности. ДНК безтеломерных хромосом более уязвима к действию мутагенов.

Консервативные белки

Коллектив ученых из нескольких исследовательских центров США под руководством Родрика О’Салливана (Roderick J O’Sullivan) из Института биологических исследований Солка (The Salk Institute for Biological Studies) попытались найти причины генетической нестабильности хромосом с изношенными теломерами. Для этого биологи исследовали белки-гистоны, без которых ДНК не способна ни «свернуться» в хромосому, ни сохранить здоровую последовательность нуклеотидов. Известно, что в состав хромосом входит пять различных белков-гистонов. Два из них (Н3 и Н4) настолько важные, что даже эволюция не посмела нарушить консервативность и внести значимые изменения в их структуру: аминокислотные последовательности практически одинаковы даже у таких отдаленных видов, как корова и горох (всего две аминокислотных замены).

Предварительно ученые проверили чувствительность белков-гистонов к ДНК-разрушающим соединениям. Для этого на экспериментальную культуру клеток (фибробласты) биологи воздействовали ДНК-токсичным противоопухолевым веществом – блеомицином. Оказалось, что блеомицин не только разрушает ДНК, но и угнетает биосинтез белков-гистонов.

Короткая теломера

Иследователи предположили, что укорачивающаяся теломера может посылать сигналы, которые, подобно блеомицину, разрушают ДНК и угнетают синтез белков. Чтобы проверить гипотезу, ученые сравнили количество гистонов в фибробластах, прошедших разное количество циклов деления и имеющих, соответственно, «длиннохвостые» и «короткохвостые» хромосомы. Оказалось, что чем длиннее теломера, тем активнее протекают процессы биосинтеза белков-гистонов и тем больше их в клетке. Причем, наиболее чувствительными к размеру теломеры оказались самые консервативные протеины (Н3 и Н4), биосинтез которых резко снижался при изнашивании хвоста-теломеры. Исследователи перепроверили полученные результаты на клетках девятилетнего ребенка и девяностодвухлетнего человека. Как и предполагалось, в клетках молодого организма значительно больше белков-гистонов по сравнению с клетками старика.

Учитывая, что белки-гистоны составляют основную массу хромосом и участвуют в хранении и безошибочной передаче генетической информации, ученые предполагают, что короткая теломера провоцирует появление эпигенетических нарушений. То есть чем короче теломера, тем больше вероятность, что в клетке закрепятся случайные перестройки, обязательно возникающие в процессе репликации ДНК.

Полученные данные объясняют, почему стареющие клетки не просто прекращают размножаться, но и накапливают мутации и заболевают.

Подробнее о результатах эксперимента и механизме угнетения консервативных белков можно прочитать в статье Reduced histone biosynthesis and chromatin changes arising from a damage signal at telomeres в журнале Nature Structural and Molecular Biology.

INFOX.ru

Обновлено 08.10.2023 07:59
 

Словарь

  • Словарь по биологии
  • Карта сайта
Биология - жизнь в деталях! Новости биологии. Энциклопедия по биологии. Словарь по биологии., Powered by Bioenc.ru