В 1966 году в журнале "Science" появилась
статья Р. Сандерса [1] в которой автор высказал
предположение, что старение и гибель клеток в
эмбрио- и морфогенезе является результатом
активации особой генетической программы,
запускаемой специфическими внутриклеточными и
внешними сигналами.
Процесс гибели клетки в виде
цитологических картин был описан несколькими
учеными еще в начале века. Один из известных
цитологов того периода француз Бонне различал
следующие четыре типа ядерной дегенерации:
1)Кариорексис - хроматин распадается
на бесформенные скопления обломков и гранул,
которые после разрыва ядерной оболочки попадают
в цитоплазму и там дегенерируют
2)Кариопикноз - "хроматиновая
сеть" отстает полностью или почти полностью от
ядерной оболочки и слипается в гомогенную массу.
Ядерная оболочка сморщивается, ядро теряет
тургор, хроматин распыляется и отдельные его
гранулы растворяются в цитоплазме.
3)Кариолизис или хроматолиз -
хроматин постепенно растворяется. Ядро и
цитоплазма в начале окрашиваются основными
красителями весьма интенсивно, но затем хроматин
теряет свои морфологические и химические
особенности и ядерное вещество переходит в
цитоплазму и там растворяется.
4)Вакуолизированная ядерная
дегенерация - в ядре появляется одна или
несколько вакуолей, которые постепенно
увеличиваются, оттесняя хроматин к периферии
ядра и здесь он образует отдельные скопления .
Цитохимическое исследование пикноза
при помощи цитофотометрии показало, что усиление
базофилии (окрашиваемость ядра основными
красителями) лишь кажущееся явление: в его основе
лежит не увеличение содержания веществ, которые
поглощают основные красители, а уменьшение
объема ядра. Различают три стадии пикноза,
соответствующих постепенному уменьшению ядер.
1)На первой стадии содержание ДНК
существенно не уменьшено, тогда как содержание
белков снижено практически вдвое.Позднее
наблюдается постепенное снижение содержания ДНК
в пикнотизирующемся ядре.
2)Таким образом, на первых порах в ядре
происходит протеолиз и только позднее
активируются нуклеазы, разрушающие молекулы
нуклеиновых кислот.
3)Затем ядро теряет способность
окрашиваться и лизируется (кариолизис), иногда
кариолизису предшествует фрагментация ядра -
кариорексис.
Известно, что старение клеток в конце
концов приводит к катабиозу (греч. "ката" -
вниз, "биос" - жизнь) и смерти клеток. Говоря о
гибели клеток, иногда трудно строго разграничить
функциональные процессы от патологических.
Смертью клетки называют обычно необратимое
прекращение явлений жизнедеятельности. Тем не
менее нередко бывает весьма трудно определить
когда клетка перестала жить. Даже после
растирания ткани до полного разрушения
клеточных границ (гомогенизация) такие
проявления метаболической активности, как
поглощение кислорода, брожение и гликолиз не
прекращаются. Для некоторых клеток критериями
смерти может служить утрата способности к
размножению, росту и передвижению. Надежным
цитологическим критерием смерти клетки принято
считать диффузную окраску цитоплазмы и ядра
витальными красителями (нейтральным красным,
метиленовым синим и.т.п.). В живой клетке эти
красители накапливаются в четко очерченных
гранулах или вакуолях, тогда как после смерти
происходит интенсивное и диффузное
прокрашивание цитоплазмы и ядра.
В настоящее время становиться
очевидным, что в нормальных клетках организма
имеется четкая информация о естественной
продолжительности жизни. Есть клетки
долгожители, которые возникнув на первых этапах
деления зародыша существуют практически до
конца жизни данного организма, выполняя сугубо
специфическую функцию. Однако в эмбриональный
период жизни организма многие клетки возникают
для того, чтобы выполнить определенную задачу и
затем быстро исчезнуть. Очень демонстративны в
этом отношении организмы, жизненный цикл которых
происходит с метаморфозом. Например головастик
лягушки, при переходе во взрослое состояние
теряет наружные жабры и хвост. Совершенно
очевидно, что продолжительность жизни клеток
этих органов должна быть строго
запрограммирована. У бабочки на стадии куколки
происходит апоптоз практически 90% клеток
гусеницы и возникают новые ткани и органы.
В эмбриогенезе у высших животных и
человека функционируют особые гены, в норме
контролирующие снижение функций и гибель клеток,
происходящую в массовом масштабе в процессе
зародышевого развития. Например, формирование
конечностей у позвоночных связано не только с
возникновением миллионов клеток, но и с гибелью и
резорбцией миллионов других клеток. Судьба этих
последних по мнению Л. Хейфлик определяется
"часами смерти", которые действуют весьма
точно [2].
Генетически программированную смерть
клетки большинство ученых стало называть
апоптозом. Чем же отличается программированная
смерть от насильственной или некроза?
Насильственная смерть наступает вследствие
химических или физических воздействий на клетку,
при этом в клетке возникают изменения не
совместимые с жизнью. Как правило, в первую
очередь страдает внеядерная часть клетки.
Например при температурных воздействиях
разрушаются митохондрии, мембраны, страдает
биосинтез белка на рибосомах и.т.д. В конце концов
клетка не может нормально функционировать и
гибнет. У ядра клетки как бы "вырываются"
очаги управления ("генерал без войска") и оно
гибнет в этой ситуации в последнюю очередь.
При апоптотической гибели практически
все наоборот. Здесь в первую очередь страдает
ядро клетки. Большинство ученых полагает, что в
ядре имеется специальная программа, запустив
которую ядро уничтожает себя и клетку. Хотя в
последнем случае не всегда. Например эритроциты
крови ядра не имеют. В процессе образования этих
клеток цитоплазма наполняется всеми
компонентами, необходимыми для успешного
функционирования эритроцита, и затем происходит
апоптоз - клетка освобождается от ядра. При этом
увеличивается цитиоплазматическое
пространство, клетка становиться более
мобильной, выполняя сугубо специфическую роль -
перенос кислорода к самым удаленным участкам
тела организма. Т.е. клетка может довольно долго
жить в отсутствии ядра. И только исчерпав все
ресурсы она постепенно гибнет. Интересны в этом
отношении опыты проведенные Раверсом и Череши [1]
на клетках лейкемии Френда. Оказалось, что под
влиянием некоторых химических веществ (бутирата
натрия, гемина) в этих клетках происходит резкое
усиление транскрипционных процессов с
биосинтезом гемоглобина, после чего наблюдается
деградация хроматина. Этот эксперимент
представляет собой модель того, что происходит в
организме в процессе эритропоэза.
ЭНЗИМЫ И АПОПТОЗ
Большинство ученых [1] сходятся в
мнении, что апоптоз наступает в результате
энзиматического распада хроматина в ядре клетки,
при этом эндонуклеазы клетки начинают разрезать
молекулу ДНК с образованием моно- и олигомеров.
Нуклеазной атаке подвергаются не только
эухроматиновые (генетически активные), но и
спирализованные уплотненные гетерохроматиновые
участки ядра. Для того чтобы запустить этот
процесс клетка должна произвести ферменты -
нуклеазы, а для этого, в свою очередь, в клетке
происходит усиление процессов транскрипции
(биосинтез РНК) и трансляции (биосинтез белка).
Имеются данные, что ингибиторы белкового синтеза
- циклогексамид и пуромицин - предотвращают
энзиматический распад хроматина и могут
предотвратить или отсрочить процесс апоптоза.
Интересно отметить, что хлористый цинк также
приводит к предотвращению фрагментации ДНК и
отсрочивает апоптоз. В американском журнале
"Экспериментальная медицина" в 1995 году была
опубликована статья группы американских и
французских ученых [3] которые приводят факты
относительно того, что имеется по крайнем мере
несколько путей для апоптоза.
1)Во-первых это путь энзиматического
переваривания межнуклеосомных пространств и
нарезание фрагментов размером в 200 нуклеотидов
2)Во вторых это гетерохроматизация
хроматина без разрезания ДНК (рис.1). Необходимо
отметить, что термин гетерохроматин был
предложен Хейтцем еще в 1922 году. Вначале этот
термин имел чисто цитологическое значение и
применялся для обозначения участков хромосом,
которые по их отношению к окрашиванию отличаются
от других сегментов, называемых эухроматином.
Оказалось, что факультативный гетерохроматин
располагается в определенных участках генома
клетки.
1 ЭТАП - Воздействие на хроматин ядра нуклеазами
и (или) ферментами конденсации
2 ЭТАП - Образование фрагментов ДНК и (или)
конденсация хроматина
3 ЭТАП - Резорбция хроматина (кариорексис и
карилизис)
Несомненно, что хромосомы расположены в
интерфазном ядре упорядоченным образом.
Согласно имеющихся данных хромосомы
прикрепляются к ядерной оболочке и эти места
соответствуют точкам инициации синтеза ДНК. В
качестве основных аргументов в пользу
организованности хроматина в интерфазных ядрах
Камингс [4] приводит следующие данные:
1)ассоциация ядрышковых организаторов
хромосом и их периферийная локализация в ядре;
2)парная ориентация гомологических
хромосом в соматических и половых клетках
двукрылых насекомых, а также ряда других
животных и растений;
1)поляризованное и фиксированное
положение хроматина в интерфазе;
2)неслучайное распределение
радиационно-индуцированных аберраций;
3)сегрегация хромосом в гибридных
клетках.
По этим представлениям в основе
надхромосомной организации ядер у эукариот
лежит общее периферическое распределение
интерфазных хромосом вблизи от ядерной мембраны
с прикреплением к ней участков хромосом, несущих
гетерохроматиновые блоки . Места прикрепления,
как правило, связаны с особой функциональной
активностью тех или иных участков генома.
Ассоциированная с мембраной ДНК имеет более
высокий уровень повторяющихся
последовательностей, чем основная часть ядерной
ДНК. Как оказалось, в результате апоптоза в
первую очередь страдает именно эта часть
молекулы ДНК, примыкающая к ядерной мембране.
Совершенно очевидно, что нарезание ДНК при
помощи нуклеаз в процессе апоптоза определенным
образом упорядочено. В настоящее время хорошо
изучены нуклеазы, способные разрезать молекулу
ДНК в определенной области. Первые такие
нуклеазы - рестриктазы были выделены в 1968 году
Мезельсоном и Юань из кишечной палочки и были
названы EcoK и EcoB. Данные эндонуклеазы отличаются
высокой специфичностью по отношению к
узнаваемой последовательности нуклеотидов.
Оказалось, что эти ферменты узнают следующие
последовательности молекулы ДНК 5' TGA........TGCT 3'.
Однако разрыв ДНК происходит случайным образом
на значительном расстоянии от участка узнавания
(от 400 до 7000 пар нуклеотидов). Дальнейшие
исследования позволили выделить и другие
рестриктазы, способные узнавать самые различные
последовательности и строго специфично нарезать
молекулу ДНК в определенных сайтах.
Поскольку формирование эритроцита
связано с энзиматическим разрушением ядра,
странным представляется то, что нуклеазы
способные разрушить основное ядро клетки, не
трогают при этом микроядра, которые образуются
как результат неверного расхождения хромосом в
процессе деления эритробластов - ядерных
предшественников эритроцитов. Возможно это
связано с тем, что микроядра эритроцитов
зачастую не имеют сформированной оболочки [4].
Не исключено, что именно с ядерной
оболочкой связан процесс энзиматического
переваривания хроматина в процессе апоптоза..
Мембрана ядра близка по составу к мембранам
микросом. Причем снаружи она покрыта рибосомами
и здесь непосредственно происходят активные
процессы трансляции, в том числе и биосинтез
нуклеаз. Морфологически внутренняя мембрана
обладает грибовидными выростами, напоминающих
элементарные частицы внутренней мембраны
митохондрий, ДНК хроматина прикрепляется к этим
образованием при помощи особых пристеночных
гранул. Следует также отметить, что в ядерной
оболочке сосредоточено много различных
гидролитических и окислительных ферментов,
среди которых 5'-нуклеотидаза, АТФазы и нуклеазы
[4], которые играют, по-видимому, определенную роль
в апоптотической деструкции ДНК.
ГОРМОНЫ И АПОПТОЗ
В настоящее время с наибольшей
определенностью возможно говорить о
морфогенетической роли гормонов. Проблема
гормональной регуляции апоптоза особенно хорошо
изложена в отношении ювенильного гормона
насекомых, играющего колоссальную роль в
морфогенезе, кроме того имеются данные о гормоне
щитовидной железы - тироксине. Известна история с
открытием в горных озерах Мексики аксолотля -
амфибии, которая как бы не прошла полный
морфогенез и имеет наружные жабры, внешне
напоминая большого головастика. Причем
аксолотль, не завершив положенных превращений,
по существу не перейдя во взрослое состояние
отлично размножается. В переводе аксолотль
означает водяная игрушка. Местные индейцы видели
в этом неповоротливом забавном существе -
игрушку озерных богов, культ которых сохранился
среди горных племен до сих пор. Известно, что в
горной воде имеется недостаток иода, без
которого не может синтезироваться тироксин -
гормон щитовидной железы. Оказалось что
аксолотль имеет генетически детерминированную
недостаточность функционирования щитовидной
железы и если ему ввести тироксин - гормон
щитовидной железы, то морфогенез закончится
превращением в качественно новый организм -
амбистому - амфибию давно известную зоологам.
Тироксин как бы включает механизм апоптоза
клеток временных личиночных тканей и органов и
это завершает морфогенез и превращение личинки
во взрослый организм. Совершенно очевидно, что в
морфогенезе в процессе запуска механизма
апоптоза необходима очень высокая точность. При
действии гормонов отмечается специфичность их
действия, проявляемая не только на органном
уровне, но даже в пределах различных участков
одной и той же ткани.
ИНФЕКТЫ И АПОПТОЗ
Хорошо установленный факт, что в
инфицированной клетке начинают продуцироваться
вещества, направленные против паразита. Например
вирусная инфекция приводит к стимуляции
интерфероногенеза в эукариотических клетках. В
прокариотах против бактериофагов сложилась
система, продуцирующая специфические нуклеазы,
способные разрезать ДНК фага и модифицировать
ее, после чего фаг становится неопасным для
клетки хозяина. Возможно, что апоптотическая
гибель клетки наступает в результате
возникновения неконтролируемой продукции
нуклеаз зараженной клеткой. Т.е. как бы
происходит самодеструкция.
Известно, что при инфекционном
процессе в клетках человека и животных
наблюдается образование самых разнообразных
изменений в хромосомном аппарате делящихся
клеток [5]. Вирусы, бактерии, риккетсии и другие
микроорганизмы способны вызвать поражение
аппарата деления клетки, нарушая процесс
расхождения хромосом. Но особенно часто при
инфекциях наблюдаются клетки с хромосомными
аберрациями, многие из которых резко снижают
жизнедеятельность. Если относительно вирусов
возможно было сказать, что они могут
непосредственно проникать в ядерный аппарат и
даже ассоциироваться с ДНК клетки хозяина, то
относительно бактерий такое предположение
неправомерно. Нами было высказано предположение,
что бактерии, в частности стрептококки, выделяют
ферменты, обладающие нуклеазной активностью, и
атака нуклеаз бактерий способствует
возникновению хромосомных аберраций в
пораженной клетке [5]. При добавлении токсина
стрептококка - стрептолизина-О, к культурам
фибробластов человека отчетливо наблюдается
увеличение числа клеток с цитогенетическими
нарушениями, что в дальнейшем вызывало
кариорексис и кариолизис пораженных клеток.
Дальнейшие исследования показали, что
стрептолизин-О содержал различные типы нуклеаз.
На основании чего и было сделано предположение,
что именно эти нуклеазы и являются первопричиной
возникших цитогенетических изменений
фибробластов.
Не исключено, что апоптотические
изменения при инфекционном процессе могут быть
обусловлены также разрушением и изменением
проницаемости мембран лизосом, выход ферментов
из которых также может индуцировать процессы
нуклеазного переваривания хроматина ядра и его
апоптотической деградации [5].
МУТАЦИИ И АПОПТОЗ
Представляется естественным, что мутантно
измененная клетка в случае неспособности к
нормальной жизнедеятельности подвергается
апоптозу и разрушается. По-видимому это
древнейший механизм очищения организма от
генетически дефектных клеток, возникший еще у
первых форм примитивных многоклеточных
эукариот.
Имеются многочисленные работы
показывающие, что анеуплоидные клетки и клетки с
хромосомными аберрациями погибают либо сразу же
после возникновения, или через 2-4 клеточных
деления [2]. Реже отмечена гибель клеток с
индуцированными кариотипическими изменениями
через 4-8 делений. Исключительны случаи
сохранения клеток с хромосомными аберрациями
или геномными мутациями на протяжении 20 и более
лет. Чаще всего это наблюдения за тотально
облученными организмами и изменения сохраняются
в стволовых клетках в виде нестабильного
состояния генома. Особенно много исследований
пострадиационного апоптоза. Одним из
своеобразных радиобиологического феномена
является так называемая интерфазная гибель
лимфоидных клеток, наступающая при небольших
дозах облучения. В ответ на воздействие радиации
в этих клетках развивается строго определенная
последовательность биохимических и
морфологических изменений, завершающихся
энзиматической деградацией хроматина и распадом
ядра. Изучение молекулярных механизмов данного
феномена выявило существенное его сходство с
лимфолитическим действием гормонов и другими
явлениями терминальной дифференцировки клеток.
Эксперименты показали, что продукты
пострадиационного распада хроматина по своим
структурным характеристикам идентичны
образующимся при действии гормонов. Ингибиторы
процессов транскрипции и трансляции
(актиномицин D и циклогексамид) тормозят
деградацию хроматина в тимоцитах облученных
животных. Как оказалось последовательность
событий при облучении клетки такова: в первые
минуты после действия радиации повышается
активность РНК-полимеразы II , ответственной за
считывание генов мРНК, причем как и при действии
глюкокортикоидов на лимфоциты, усиление
активности не касается РНК-полимеразы I,
считывающей гены рРНК. Совершенно очевидно, что
высокие дозы радиации вызывают некротическую
гибель клеток и только под влиянием малых доз,
когда изменения в цитоплазме менее существенны
на первый план выступает апоптотическая гибель.
Известно, что при системной красной
волчанке апоптотические изменения наблюдаются в
клетках кожи под влиянием ультрафиолетовых
лучей. Имеются многочисленные свидетельства
того, что при этом заболевании страдает система
ДНК-репарации и даже слабые мутагенные
воздействия способствуют накоплению
генетических изменений в клетках кожи.
Ученые довольно долго пытались
обнаружить вещество, которое запускает апоптоз
клетки, и в большинстве случаев безуспешно. Такую
роль отводят сейчас р53 протеину, с деятельностью
которого связывают процессы транскрипции и
регуляции клеточного цикла. Оказалось, что при
системной красной волчанке и некоторых формах
рака наблюдаются миссенс мутации (с изменением
смысла информации), которые обуславливают
появление дефектного р53 протеина, что изменяет
регуляторный механизм ядра, запуская механизм
апоптотической самодеструкции.
Нами были проведены исследования
культур клеток (т.е. клеток культивируемых вне
организма) на содержание в них микроядер
(результат неверного расхождения хромосом).
Оказалось, что клоны клеток, имеющих повышенное
число микроядер маложизнеспособны, в них снижена
митотическая активность. Ю.Б.Вахтин полагает [6],
что если на первых порах в условиях культуры
клеток действует стабилизирующий отбор, то в
дальнейшем происходит снижение селективной
ценности диплоидных клеток. Далее наступает
прогрессивный отбор цель которого
нейтрализовать накопившиеся в клетках вредные
наследственные изменения. После чего вновь
наступает стабилизирующий отбор выражающийся в
том, что вновь возникшая форма клеток с новым
стабильным кариотипом начинает вытеснять другие
формы клеток.
Наши исследования позволили выдвинуть
предположение, что под влиянием различных
мутагенных факторов, особенно радиационной
природы формируется два пути образования
микроядер. Первый путь - нарушение процессов
деления клеток с отставанием целых или
фрагментов хромосом и последующим образованием
микроядер в интерфазе. Как правило, большинство
этих клеток маложизнеспособно и далее
развивается картина характерная для апоптоза.
Изучение культур лимфоцитов, не стимулированных
к делению фитогемагглютинином (особое вещество
выделяемое из зерен фасоли) позволило показать
[4], что микроядра могут формироваться и в
отсутствии деления клеток. Микровидеосъемка
позволяет заключить, что ядро постепенно
формирует "лопасть", которая затем
постепенно отшнуровывается и образуется
микроядро (рис.2). Цитологическое изучение этих
микроядер позволяет заключить, что, как правило,
они сформированы из гетерохроматина. Выделение
таких микроядер из лимфоцитов человека и слияние
их с клетками мыши с получением гетерокарионов
(клетки гибриды - мышь-человек) позволило
доказать, что такого рода микроядра представляют
дефектные хромосомы. Зачастую это кольцевые или
дицентрические хромосомы. В связи с этим нами
было высказано предположение, что
внемитотическое образование микроядер есть путь
устранения генетически дефектного хроматина,
нарушающего архитектонику ядра.
Еще в 1892 году Бовери на соматических
клетках лошадинных аскарид было открыто явление
деминуции хроматина [7]. Аскарида имеет 2 или 4
хромосомы. Причем каждая хромосома
полицентрична. Сразу после оплодотворения
яицеклетки первое митотическое деление
протекает нормально, а во втором в одной из
клеток гетерохроматиновые концы хромосом
отбрасываются и дальше дегенерируют. Эта клетка
формирует соматическую часть тела аскариды.
Другая же клетка имеет неизменные хромосомы и из
нее в дальнейшем сформируются генеративные
клетки. Это открытие в свое время как бы
подтверждало гипотезу знаменитого немецкого
ученого Августа Вейсмана об особом
"зародышевом пути" генеративных клеток и
утрате соматическими клетками всей полноты
генетической информации. Наблюдения за
деминуцией хромосом аскариды показали, что
соматическая клетка может безболезненно
лишиться части хромосомного материала, не
играющего роли в успешном функционировании
клеток данной ткани.
На наш взгляд внемитотический выброс
дефектного хроматина позволяет клетке разрешить
вопросы архитектоники ядра и стабилизировать
внутренние структуры клетки. Такая клетка может
функционировать еще достаточно долго, формируя
клоны, не исключено, что это нормальное явление и
для клеток человека, играющее определенную роль
в дифференцировке клеток организма.
Эволюция системы слежения за
генетическим постоянством организма привела к
появлению специальных клеток - иммуноцитов,
основное предназначение которых было
обнаруживать и устранять генетически измененные
клетки организма, дефектное функционирование
которых могло бы резко снизить жизнеспособность
особи. Большинство генетически дефектных клеток
имеют измененную поверхность, по которой
лимфоцит-киллер и устанавливает дефектность
этой клетки. Имеется мнение, что процесс цитолиза
при атаке клетки-киллера представлет собой
убыстренную картину апоптоза.
СТАРЕНИЕ И АПОПТОЗ
Известный американский ученый
Л.Хейфлик [2] в Медицинском центре детской
больницы Северной Каролины впервые доказал, что
естественная продолжительность жизни человека
обусловлена числом митозов, которое могут
совершить клетки данного организма. Он брал
кусочки кожи от эмбриона, новорожденного и
взрослого человека, разбивал их на отдельные
клетки и культивировал в специальной
питательной среде. Оказалось, что клетки
эмбриона могут совершить около 50 делений, а затем
в них наблюдаются все признаки апоптотической
смерти (рис. 3). У взрослого человека клетки могли
совершить уже не 50 а гораздо меньше делений, в
зависимости от возраста обследуемого пациента.
Исследователь попытался ответить на вопрос, где
находится механизм старческого апоптоза в
цитоплазме или в ядре. С помощью цитохолазина В
он лишил клетки ядра. Такие клетки называются
цитопластами и они вполне жизнеспособны в
течение нескольких дней. Далее брали цитопласты
полученные из клеток молодых людей и вводили в
них ядра клеток, полученных из клеток старых
людей и наоборот. Оказалось, что молодая
цитоплазма нисколько не увеличивает жизнь
старого ядра. А молодое ядро может удлинить жизнь
старой цитоплазмы.
В настоящее время для объяснения
молекулярно-генетических механизмов старения
организма предложено три гипотезы. Первая
гипотеза особенно отчетливо развита в трудах
профессора Ж. Медведева, а также Л. Орджелом из
Института им. Солка в США. Эти исследователи
считают, что старение это процесс накопления
ошибок в процессах транскрипции и трансляции и
возникновении ферментов с дефектным
функционированием. При этом механизмы репарации
не могут справится со все возрастающим
количеством дефектов. Р.Харт и Р. Сетлоу из
Ок-Риджской национальной лаборатории США
обнаружили, что способность культивируемых
фибробластов кожи нескольких видов
млекопитающих от землеройки до слона и человека
репарировать повреждения их ДНК, вызванное
облучением ультрафиолетовыми лучами, прямо
связана с продолжительностью жизни вида.
Например люди примерно вдвое живут дольше
шимпанзе и скорость репарации ДНК у людей также
вдвое выше.
Согласно второй гипотезе,
предложенной также Ж.Медведевым 0,4% информации
содержащейся в ДНК клеточного ядра, используется
клеткой постоянно на протяжении ее жизни. Кроме
того, многие гены в молекуле ДНК повторяются,
делая генетическую информацию в высокой степени
избыточной. Ж. Медведев [2] предположил, что
повторяющиеся последовательности обычно
репрессированы, но в случае значительного
повреждения активного гена он заменяется одним
из идентичных резервных генов. Избыточность ДНК
может, следовательно, служить гарантией против
внутренне присущей подверженности системы
случайным молекулярным повреждениям. Однако
постепенно весь резерв генов будет исчерпан и
тогда начинают возникать патофизиологические
изменения, которые приведут к гибели клетки.
Таким образом чем больше избыточной ДНК, тем
больше продолжительность жизни данного вида.
Третья гипотеза постулирует, что
возрастные изменения представляют собой
продолжение нормальных генетических сигналов,
регулирующих развитие животного от момента его
зачатия до полового созревания. Быть может даже
есть "гены старения" которые замедляют или
даже закрывают биохимические пути один за другим
и ведут к предсказуемым возрастным изменениям.
При этом снижаются функциональные возможности
клеток. Старение организма - это по существу
старение и апоптоз ключевых клеток, гибель
которых способна повлиять на физиологию всего
организма.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Животовский Б.Д., Хансон К.П. (1985) Сб."Биополимеры и клетка", 1, №4, 199-203.
- Хейфлик Л. (1982) В кн. Молекулы и клетки, Вып. 7, М., "Мир", 134-148.
- Sun D. Y., Jiang S., Zheng L.-M., et. al. (1995) J. Exp. Med., 179, 559-568.
- Ильинских Н.Н., Новицкий В.В.,Ванчугова Н.Н., и др. (1992) Микроядерный анализ и цитогенетическая нестабильность, Томск,"Издательство Томского университета", 272 с.
- Ильинских Н.Н., Бочаров Е.Ф., ИльинскихИ.Н. (1982) Инфекционный мутагенез, Новосибирск, "Наука", 168 с.
- Вахтин Ю.Б. (1974) Генетика соматических клеток, Л., "Наука",
- Прокофьева-Бельговская А.А. (1986)Гетерохроматические районы хромосом, М., "Наука"