Генетические основы старения

    Существуют  свидетельства, что накопление повреждённых белков действительно происходит с  возрастом и может отвечать за такие ассоциированные с возрастом  болезни как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и катаракта.

    Митохондриальная теория. Важность связи между молекулярным стрессом и старением была предположена основываясь на наблюдениях за эффектом накопления мутаций в митохондриальной ДНК. Эти данные были подкреплены наблюдением возрастания с возрастом числа клеток, которым не хватает цитохром-с-оксидазы (COX), что ассоциировано с мутациями мтДНК. Такие клетки часто имеют нарушения в производстве АТФ и клеточном энергетическом балансе.

    Утрата теломер. Во многих клетках человека утрата способности клеток к делению связана с утратой теломер на концах хромосом, которые утрачиваются после определённого количества делений, которое определяется пределом Хейфлика.

    Предел или лимит Хейфлика — граница деления соматичных клеток, названа в честь её открывателя Леонарда Хейфлика. В 1965 году Хейфлик наблюдал, как клетки человека, делящиеся в клеточной культуре, умирают приблизительно после 50 делений и проявляют признаки старения при приближении к этой границе. Эта граница была найдена в культурах всех полностью дифференцированных клеток как человека, так и других многоклеточных организмов. Максимальное число делений различно в зависимости от типа клеток и еще сильнее различается в зависимости от организма. Для большинства человеческих клеток предел Хейфлика составляет 52 деления.

    Граница Хейфлика связана с сокращением теломер, участков ДНК на концах хромосом. Если клетка не имеет активной теломеразы, как преимущественное большинство соматических клеток, при каждом делении клетки теломеры сокращаются, потому что ДНК-полимераза неспособна реплицировать концы молекулы ДНК. Когда после определённого числа делений теломеры исчезают совсем, клетка обычно становится арестованной в определённой стадии клеточного цикла или запускает программу апоптоза.

    Недавно было обнаружено, что окислительный стресс также может иметь влияние на утрату теломер, значительно ускоряя этот процесс в определённых тканях.

    Системные и сетевые механизмы. На первых этапах исследования старения, многочисленные теории рассматривались как конкурирующие в пояснении эффекта старения. Тем не менее, сегодня считается, что многие механизмы повреждения клеток действуют параллельно, и клетки также должны тратить ресурсы на борьбу со многими механизмами. Для исследования взаимодействия между всеми механизмами борьбы с повреждениями был предложен системный подход к старению, который пытается одновременно принять во внимание большое количество таких механизмов. Более того, этот подход может чётко разделить механизмы, которые действуют на разных стадиях жизни организма. Например, постепенное накопление мутаций в митохондриальной ДНК часто приводит к накоплению активных форм кислорода и снижению производства энергии, что в свою очередь приводит к увеличению скорости повреждения ДНК и белков клеток.

    Другой  аспект, который делает системный  подход привлекательным, это понимание  разницы межу разными типами клеток и тканей организма. Например, клетки, которые активно делятся, с большей  вероятностью пострадают от накопления мутаций и утраты теломер, чем  дифференцированные клетки. Тем не менее, дифференцированные клетки с  большей вероятностью пострадают от повреждения белков, чем клетки, которые быстро делятся и "разбавляют" повреждённые белки вновь синтезированными. Даже если клетка теряет способность  к пролиферации за счёт процессов  старения, баланс механизмов повреждения  в ней сдвигается. 

    Заключение.

    Подводя итог, по современным представлениям, клетка стареет в результате накопления повреждений. Скорость этого накопления определяется, в первую очередь, генетически  определёнными затратами на ремонт и поддержку клеточных структур, которые в свою очередь определяются организмом для удовлетворения своих  экологических потребностей. Долгоживущие организмы имеют большие затраты (иногда более длительный метаболизм), что приводит к более медленному накоплению повреждений. Для борьбы с риском, который представляют собой  повреждённые клетки, организм создал систему механизмов для борьбы с  ними, которые часто включают второй ряд компромиссов.

Список использованной литературы. 

1. «Молекулярная биология» - Н.Н. Мушкамбаров, С.Л. Кузнецов, Москва 2003г.
2. «Биологические основы старения и долголетия» - М.М. Виленчик, Москва 1976г.
3. «старение: механизмы и пути преодоления» - В.И. Донцов, Москва 1997г.
4. «Как и почему мы стареем?» - Л. Хейфлик, Москва 1999г.
5. http://ru.wikipedia.org – статья «Старение в биологии».