Schimbarea funcțiile cromatinei în timpul îmbătrânirii. traducere schimbare

Video: micro și Micronațiune: Curs Alastair Bonnett

conținut

Video: micro și micronațiune: curs alastair bonnett
Schimbare de traducere în îmbătrânire

Schimbare de traducere în îmbătrânire

Rezultatele studiilor privind traducerea modificărilor avute în vedere în multe comentarii.

Concluzia generală a acestor studii - scăderea ratei totale sinteza proteinelor în toate țesuturile de îmbătrânirea organismului, care este însoțită de sau cauzează îmbătrânirea celulară.

Această concluzie a fost confirmată prin studii ulterioare cu privire la diferite țesuturi ale animalelor îmbătrânire.

Postati o creștere sau constanța vitezei incorporare etichetei în țesuturile de îmbătrânire poate fi explicată prin diferențele în condiții experimentale: diferența în diluarea Fondului marca precursorilor liberi intracelulare, lipsa de uniformitate a vârstei animalelor experimentale, diferența în organe și țesuturi, precum și tipurile de animale utilizate pentru cercetare.

Concluzii similare vin șoareci Giri și Florini (Geary, Florini, 1972), care a studiat încorporarea 3H-leucină în inimă tânără (1 și 2,8 luni), matur (8 sau 9 luni) și vechi (25 și 27 de luni). Ei au descoperit că rata absolută a sintezei de proteine este crescut de la nivelul scăzut la animalele tinere la maximum în matur și apoi scade cu 42% la șobolani bătrâni.

Autorii cred ca aceste date sugereaza legate de vârstă rata de scădere a sintezei de proteine a fibrelor musculare ale inimii cu inaintarea in varsta. Ritmul de declin legat de vârstă de radiodifuziune variază în diferite organe și țesuturi. La soareci, creierul este un (aproximativ 90%), scădere semnificativă în proteosinteza 18 zile după naștere (Lerner, Johnson, 1970). Srivastava și Shodheri (Srivastava, Chaudhary, 1969) a raportat la 3-timp reduce includerea 14C-leucină în mușchiul scheletic între zilele de 16 și 320th după naștere.

Rata de reducere a dimensiunii sintezei proteinelor musculare scheletice vârstă se situează între valorile corespunzătoare pentru creier și ficatul șoarecilor. Grahovets (Hrachovec, 1968, 1969) consideră că aceste diferențe între organe și țesuturi pot fi explicate prin diferențele ratei de creștere. Extensive de îmbătrânire Rata de cercetare se schimbă ARN și sinteza proteinelor în diferite organe ale șobolanilor prelevate Kanungu și colab. (Kanungo și colab., 1970).

Autorii au studiat încorporarea de 14C-14C-uracil și leucină la șobolani masculi de 11-, 40- și 89 de săptămâni. sinteza ARN a fost crescută la 40 de săptămâni și a scăzut până la 89 de săptămâni, în ficat, rinichi, splină, inimă, creier și mușchi semennikah- observat includerea scăderea 14C-uracil la 40 de săptămâni de vârstă și de creștere de 89 săptămâni, depășind semnificativ nivelul de referință . Etichetarea proteinelor cu varsta la sobolani creste in inima si splina.

Proteinele din creier și mușchii scheletici este crescută prin includerea de 40 de săptămâni și apoi scade. ARN-ul total Fondul de precursori în inimă, scheletic mușchi, rinichi și testicul crește odată cu vârsta și atinge cel mai înalt nivel în 89 săptămâni șobolani în vârstă, ficatul și splina nu a schimbat după 40 de săptămâni, în creierul celui mai mic fond observat la animalele de 40 săptămâni vechi.

Cel mai mare conținut de proteine apropiat musculaturii scheletice, creier, splină și testicul a fost observată la 40 săptămâni la șobolani în vârstă, ficatul și rinichii în 89- și 11 săptămâni vechi animale respectiv. Raportul maxim de ARN / proteină într-o 89 săptămâni vechi șobolani în toate organele, cu excepția inimii și creierului. Cauza posibilă a modificărilor de sinteză a proteinelor specificitate de organ legate de varsta, conform Kanungu si colaboratorii este cerințe diferite în aceste proteine și izoenzime la animale de vârste diferite, așa cum se arată în exemplul lactat dehidrogenazei (LDH) și malat dehidrogenaza (MDH).

În interiorul aceleași organe, țesuturi și celule de proteine diferite au o rată diferită. Majoritatea cercetătorilor definesc rata globală de încorporare etichetei. Srivastava și Shodheri (Srivastavai Ghaudhary, 1969) a constatat că sinteza proteinelor în diferite fracțiuni celulare musculare scheletice de șoarece între 16 zile și 320th dezvoltare postanal a scăzut în mod inegal (de 2 ori în fracția microzomală este de 21 de ori în mitocondriale, de 3,3 ori în miofibrilară nuclear, de 3,4 ori în supernatant).

Celulele de proteinele sintetizate pot fi împărțite în două grupe:

a) secretoare prin care are loc reglementarea la nivelul organelor și țesuturilor;
b) intracelular, utilizat pentru nevoile interne ale celulei.

Ove și colab. (Ove și colab., 1972) a studiat sinteza și degradarea feritinei ca un reprezentant de ficat proteine intracelulare albumină ca o proteină secretată de proteina totală a ficatului și a ficatului la tineri și bătrâni șobolanii femele. Sa constatat că odată cu vârsta există o creștere de 2 ori a concentrației de feritină, aparent datorită vitezei de degradare mai mică, deoarece sinteza sa scade.

Sinteza albuminei, prin contrast, a crescut odată cu vârsta, cu animalele mai mari nu îndeplinesc creșterea sintezei sale flebotomie ca tineri. Nivelul total al sintezei in ficat scade la sobolani vechi. Boschen și colab. (Beauchêne și colab., 1970) a observat, de asemenea, o creștere cu sinteza de vârstă a anumitor proteine hepatice, în special de albumină.

In studiul schimbarilor legate de varsta, capacitatea funcțională a ribozomilor apărut (Krasnitskaya et al., 1976), că în sisteme model de sinteza endogenă proteinei ribozomale a preparatelor de ficat de șobolan (cu excepția ribozomilor detergent) a scăzut semnificativ după o lună de vârstă, și apoi în toate tipurile de droguri abia schimbat.

In contrast, activitatea sintetică a preparatului „cromozomi de detergent“ eliberate prin tratare cu fragmente deoxicolat de sodiu ale membranelor celulare, pentru a identifica tendințele la maximum 3 luni, cu o scădere după vârsta de un an la vârsta. Aceste modificări sunt similare cu modificări precursoare ratei sintezei izolate nuclee de celule hepatice de ARNm, în cazul în care un număr maxim de trei bine definite și complet fiabile.

Comolli și colab. (Comolli și colab., 1979) au studiat variația activității ribozomale 80S subunități asupra factorului de disociere 60S și 40S în celulele hepatice ale șobolanilor. Sa constatat că, odată cu vârsta, această activitate factor este în scădere, este din ce în ce se deplasează de la ribozomi în citoplasmă celulelor, ribozomului scade rata de disociere. Toate acestea este unul dintre motivele pentru scăderea legată de vârstă în sinteza proteinelor.

Potrivit lui Schmidt și Baker (Schmidt, Baker, 1979), o soluție de sare de 0,5 mol / l de extracte ribozomale vechi Drosophila de 5 ori mai multe proteine decât cea a unui tânăr, t. E. Age rezistență complexă ribozomale scade. Autorii au ajuns la concluzia că nu este responsabil pentru proteine, ci mai degrabă ARNr.

Potrivit lui Muller și colab. (Muller și colab., 1979), una dintre cauzele de vârstă scăderea sintezei proteinelor avidinei și ovalbumină în prepelița oviduct poate fi distrugerea mai rapidă a poli Un fragment de ribonuclează specific ARNm, activitatea care este activat în timpul îmbătrânirii (Arendes, 1979) brusc . O altă cauză poate fi acumularea de ADN prepelițe vechi proteine reziduale, din care numărul au încetat să ouătoare ouă, păsări crește aproape 2 ori. Violarea procesarea ARN-ului nuclear în vârstă asociate cu defecte de transport și de schimb despre mARN poliadenilat la șobolanii au găsit Yannarell și colab. (Yannarell și colab., 1977).

Unul dintre punctele care explică o anumită măsură, variații în rezultatele studiilor dinamicii modificărilor de vârstă ale activității sintezei proteinelor matricei în sistemele de celule si in conditii vivo in vitro, efectele sunt modificări ale capacității funcționale a acestor sisteme de factori specifici nucleotide inerente și citoplasmă (citosol).

În acest sens, datele valoroase de cercetare Bilka et al. (Bielka și colab., 1976) au arătat că, în timp ce purificat ficatul ribozomi și rinichi de șobolani într-un sisteme fără celule cu poliuridilom și 3H-Phe-ARNt ca substrat nu este detectat de diferențele de vârstă în rata sintezei proteinelor, activarea acestei sinteze citosol hepatice , rinichi și testiculelor a scăzut brusc odată cu vârsta.

Studii recente au condus la concluzia că legate de vârstă modificările în aparate de proteine-sintetizare a celulei, cu tendința generală spre o scădere a activității sale funcționale, sunt mult mai dificil acest aparent neprovocate legile în vigoare. La batranete, caracteristic de o importanță deosebită intensitate tot mai mare dizarmonie upgrade de unități individuale de aparate de proteine-sintetizare a celulei, și este dificil de a schimba condițiile intracelulare descifrabile care determină eficacitatea și funcționarea acestei unități.

Mecanisme de modificări legate de vârstă în traducerea animalelor asociate cu schimbări în diferiți factori - Sisteme de aminoacilarea ARNt și aparate polizom ribozomal, factori de traducere proteină inhibitori endogeni ai sintezei proteinelor, etc. Un rol deosebit de important este jucat de cationi organici - .. poliamine putresceină, spermidină, spermină (Berdyshev, Karpenchuk, 1977).

Să ne mai multe detalii cu privire la mecanismele de schimbările legate de vârstă, în schimbul de ARNt. În literatura de specialitate există o serie de lucrări privind modificările structurale și funcționale în ARNt cu vârsta animalelor. Lee și Ingram (Lee, Ingram, 1967) a investigat embrionii tARN și găini adulte. Folosind cromatografia pe albumină metilată cu pământ de diatomee (IAC) și freonkolonkah, au aratat ca metionil-ARNt embrioni 4 zile a și găini adulte are diferențe calitative și cantitative.

Pe coloana a IAC sa arătat apariția unui vârf suplimentar în profilul evoluției metionil-ARNt la găini adulte. O comparație a profilurilor cromatografice pentru trei ARNt individuale în mai multe etape de dezvoltare timpurie a embrionului mare Urchin a fost efectuat Spedfordom (Spadford, 1973).

Sa dovedit că în etapa de gastrulation există o nouă componentă isoacceptor serină ARNt. În plus, imediat după specificitatea fertilizare variază sintetaza leucil-ARNt, iar raportul dintre fracțiunile individuale lizil-ARNt. Srivastava (Srivastava, 1969) a constatat că includerea de fenilalanină în proteină de șoarece mușchi scheletici scade odată cu vârsta.

Această schimbare este însoțită de o scădere progresivă a concentrației politicii și conținutul total de ARN. Lin și McKee (Lin, MsKee, 1976) a arătat că procentul din totalul aminoacilarea ARNt și au fost mai mari decât în perioada inițială a dezvoltării postnatale decât la șobolanii adulți. Date similare au fost obținute și organisme vegetale.

Mai mulți autori au sugerat că scăderea sintezei de proteine se poate datora unei modificări a pH-ului enzimelor. Cu toate acestea, cea mai mare parte lucrarea contrazice aceste ipoteze. Studiind concentrația de pH 5 enzime in creier de sobolan de vârste diferite sa demonstrat că există o corelație între vârstă și numărul alocat enzimei pH-5.

În același timp, trebuie remarcat faptul că nivelul de activitate al totalul pH 5, enzima poate să nu reflecte pe deplin activitatea individuale aminoacil-ARNt sintetazele, deoarece procesul de dezvoltare variază raportul dintre ratele individuale de sinteza de proteine și, deci, în acest caz, trebuie să fie schimbat, și intensitatea activării aminoacizilor individuali. Mai multe studii atestă acest lucru.

De exemplu, Derevjanko (1970) a arătat că pH-5 fracțiunea de ficat de la 3 luni la șobolan are o capacitate mare de a activa prolină și acid glutamic, în comparație cu animalele lunare, dar cu varsta activitate glutaminsistetaza-ARNt este redus la o caracteristică de nivel de șobolani o lună de vârstă, iar activitatea sintetazei ARNT rămâne neschimbată.

Demidov și Yale (1980), Demidov și colab. (1980) au investigat caracteristicile de îmbătrânire ale setului total de ARNt specific pentru acidul glutamic, leucină, fenilalanină, glicină, alanină, triptofan, izolat din ficatul de 3-5 zile vechi, una, două și cinci ani de iepuri.

S-a arătat că nivelul de ARNt hepatice aminoacilarea iepuri de 3-5 zile a și cinci ani de 1,5-3 ori mai mici decât cele ale iepurilor mono și perene (cu excepția alanin ARNt). In total ARNt a găsit o diferență între conținutul ARNt individuali aceeași specificitate de aminoacizi pentru fiecare dintre vârstele studiate.

Pe diverse mecanisme de reducere legate de vârstă în sinteza proteinelor indică Yavich de locuri de muncă (1976). In experimente pe sobolani in varsta de 3-4 luni 23-24 luni și s-a constatat că îmbătrânirea în miocard, ca urmare a reducerii concentrației de ARNt și ribozomilor are loc scăderea absolută a ratei sintezei proteice incetineste descompunerea proteinelor miofibrilară, scade rata de sinteza ARN și degradare. Redus de îmbătrânire circuitul de viteză ARN și proteine în mușchiul cardiac creează premise pentru acumularea în celulele molecule defecte.

Studiul modificărilor legate de vârstă ale multor alte procese genetice abia a început. Deci, sa dovedit că rata de degradare a proteinelor modificate în procesul de îmbătrânire, în nematode vechi mai puțin decât la tineri (Reznick, Gershon, 1979). Potrivit Akifeva et al. (1978), îmbătrânirea celulară este însoțită de o încălcare a așa-numitului proces de corectie in celulele germinale - corectarea defectelor in gene care sunt transmise gametii la generațiile următoare. Cum se schimbă în timpul proceselor de îmbătrânire de recombinare genetică, amplificare, magnifikatsii, transcriere inversă, și multe altele, nu este încă cunoscut.

Cu toate acestea, ceea ce este deja cunoscut, aceasta duce la concluzia: în perioada postmorfogenetichesky, în special la maturitate și bătrânețe, în numeroase leziuni aparate genetice paralele a structurii celulare are loc o încălcare a diverselor funcțiilor sale.

Acumulând dovezi că îmbătrânirea deteriorat aproape toate până în prezent investigat caracteristicile moleculare genetice - repararea si replicarea ADN-ului, transcriere directă, translație și procesare a ARN, descompunerea proteinelor. Nu este clar dacă acestea sunt mecanismele de imbatranire sau lansatoare sunt o consecință a disfuncției sistemelor de reglementare mai înalte ale organismului și celulele (nervoase, endocrine, ale membranei celulare, etc.) sau interacțiunea acestora.

Deoarece orice funcție celulară rezultă din interacțiunea sistemelor de reglementare cel puțin 4 celule ale organismului și - o genă, membrana celulară, nervos și endocrin (. Nagorny et al, 1963 Berdyshev și colab, 1980), Orice încălcare într-una dintre aceste sisteme, sau interacțiunea lor va provoca îmbătrânirea sau moartea celulelor, va crește rata organismului de imbatranire.

În ultimii ani, rezultatele acumulate, care arată că acționarea mecanismelor de îmbătrânire sunt asociate cu deteriorarea celulelor sistemului de reglementare genetice. Dezvoltarea cu teoria lor în considerare - protoplasma auto refresh amortizată, ecologice și genetice (Berdyshev 1968, 1977), gena-reglementare (Frolkis, 1970) și alții (Nagorny et al, Nikitin 1963 1971.) - indică deteriorat de vârstă structură și funcția aparatului genetic al celulelor drept cauza biochimice majore ale imbatranirii celulelor si a organismelor. Deși există încă o dovadă completă a acestor teorii genetice, dar semnificative, toate în timp ce creșterea materialului experimental poddepzhivaet aceste concepte.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit