ДНК раскручивается при старении


По мере старения клеток, выращиваемых в культуре, в сверхспирали ДНК становится всё меньше витков.

altВ разные периоды жизни ансамбль генов звучит в наших клетках по-разному. Гены, активно проявлявшие себя в период детства и юности, постепенно замолкают, на смену им приходит «группа зрелости», а затем в звучании ансамбля всё более отчётливо проступает тема старости. У такого ансамбля, как у оркестра, должен быть дирижёр, поэтому высказываются разные предположения об исполнителе этой роли. Вот одно из них.
Согласованное изменение в считывании многих генов при старении, в результате чего меняется синтез белков, контролируемых этими генами, может быть вызвано изменением сверхспирализации молекул ДНК. Такова гипотеза, предложенная кандидатом биологических наук А. Лучником (Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова АН СССР) и В.Глазером (МГУ). Основанием послужили эксперименты, проведённые авторами гипотезы на клетках, выращиваемых в культуре. В ходе экспериментов удалось показать, что по мере старения клеток сверхспираль ДНК постепенно раскручивается («Доклады АН СССР», 1981, т. 258, №2).
Сверхспираль ДНК – это упругая пружина, в которую дополнительно закручена эта и без того спиральная молекула. Закрученность пружины может возрастать или убывать под действием специальных белков. В зависимости от этого избирательно меняется считывание информации: одни гены увеличивают свою активность, другие уменьшают её, третьи никак не реагируют на перемену. Следовательно, изменение степени закрутки ДНК в сверхспиральную пружину управляет подобно дирижёру сразу целым ансамблем генов. Такой механизм регуляции работы генов известен у бактерий и вирусов. А.Лучник и В.Глазер предположили, что сходный процесс происходит в клетках высших организмов, в том числе человека, и играет важную роль в регуляции процессов старения.
Чтобы проследить за возможными изменениями в сверхспирали ДНК в зависимости от возраста клеток, были использованы вещества-интеркаляторы, молекулы которых могут вклиниваться между основаниями ДНК и тем самым заставляют её раскручиваться. По числу молекул интеркалятора, необходимых для полного раскручивания сверхспиральной молекулы, можно определить, сколько витков она содержала. Сверхспиральную ДНК, выделенную из старых и молодых клеток, осторожно, чтобы не нарушить структуру, освободили от белков и раскрутили интеркалятором. Пересчёт концентрации интеркалятора в число витков показал, что в старых клетках ДНК раскручена больше, чем в молодых, активно делящихся клетках.
Что же происходит? Если справедлива гипотеза авторов, то уменьшение числа витков при старении уменьшает или прекращает вообще синтез белков, контролирующих деление клетки. А значит, утрачивается способность клеток к делению.
Сейчас многие биологи полагают, что клетки, выращиваемые вне организма, стареют по тем же законам, что и целый организм. Это означает, что, поняв, как и почему наступает старость у отдельных клеток, можно получше разобраться в механизме старения вообще.
И может быть, чтобы клетки не столь быстро старели, нужно потуже закрутить сверхспираль ДНК.

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*