Генетическая нестабильность и мобильные элементы
Концы хромосом некоторых организмов образованы ретротранспозонами . Теломеры Drosophila состоят из нескольких тандемно организованных ретротранспозонов UNE-типа - TART и НеТ-А ( Lim J.K., Simmons W.J., 1994 ; Кyренова Е.В., Мепсон J.M. 1997 ; Осивац Х.Д., Хаманн А., 1997 ).
Ретротранспозоны способны индуцироваться различными стрессорными воздействиями ( Васильева Л.А. и др. 1997 ). Возможно, что транспозоны на концах хромосом дрозофилы в ответ на стресс могут активироваться и дестабилизировать теломеры и близлежащие участки ДНК, тем более что ретротранспозоны Ту5-1 , накапливающиеся в субтеломерной области хромосом Saccharomices ccrcvisiae ( Vovtas D.F. 1996 ), активируются в ответ на стресс и индуцируют ДНК-повреждения ( Vovtas D.F. 1996 ). Экспоненциальное увеличение количества транспозонов может являться причиной инактивации существенных генов и приводить к гибели клеточной линии или организма в целом. Таким образом, транспозоны могут быть причиной старения ( Murra V. 1990 ).
Корреляция между старением и активностью транспозирующнхся элементов проанализирована на разнообразных биологических системах ( Nikitin A.G., Shmookler Reis RJ., 1997 ). Эксцизии элемента Tel на сайт у нематоды С. elegans возрастают более чем в 14 раз на протяжении жизни этого организма ( Egilmez N.K., Shmookler Reis R.J. 1994 ). Транспозиции элемента у дрозофилы снижают длительность жизни самцов-имаго в зависимости от количества активных копий на геном ( Осивац Х.Д., Хаманн А., 1997 ; Driver CJ., McKechnie S.W. 1992 ; Woodruff R.С. 1992 ; Woodruff R.C., Nikitin A.G. 1995 ).
Транспозоны могут участвовать в процессе старения через соматические мутации . Показано, что по крайней мере два ретротранспозона у дрозофилы ( copia и 412 ) имеют соматическую активность во взрослых тканях ( Driver CJ., McKechnie S.W. 1992 ). Кроме того, для copia показано значительное повышение уровня транспозиций с возрастом в гаметах ( Filatov D.A., Morozova T.V. 1998 ). Таким образом, индукция транспозиций может являться одной из причин возрастной нестабильности генома и клеточного старения .
Существует мнение, что старение организма в целом протекает на клеточном уровне, чему имеется целый ряд свидетельств.
Во-первых, дисфункция во многих органах с возрастом происходит благодаря потере функции клетками, их составляющими. Потеря нейронов приводит к снижению когнитивных способностей , потеря подкожного слоя жировых клеток обусловливает уменьшение эластичности кожи , потеря продукции меланина в меланоцитах волосяного фолликула ведет к поседению .
Во-вторых, исследования Хейфлика показали корреляцию количества удвоений популяций клеток в культуре с видовой продолжительностью жизни и с индивидуальным старением организма ( Хейфлик К. 1997 ).
В-третьих, взаимосвязь между синдромом Вернера и ДНК-метаболизмом соответствует точке зрения, что старение - клеточно-автономный процесс ( Guareme L., 1996 ).
Таким образом, предполагается, что в основе процесса клеточного старения лежит возрастная реорганизация генома , вызванная укорочением теломер , активацией мобильных генетических элементов и дефектами систем репарации ДНК .
Подобная генетическая нестабильность соматических клеток предполагает глубокое влияние на генную экспрессию, приводя к описанным выше генетическим и эпигенетическим изменениям и обусловливая дегенерацию и атрофию клеток и тканей. Последнее, в свою очередь, является причиной старения организма в целом.
Смотрите также:
