Евро-Азиатский институт образовательных технологий Eurasian Institute of educational technologies
Sunday, 2020-07-05, 0:12 AM
Site menu
Section categories
Археология- Аrcheology
Ботаника- Вotany
География- Geography
Зоология- Zoology
История- Нistory
История науки- Нistory of science
Медицина- Мedicine
Образование- Education
Общая биология- General biology
Общество- Society
Палеонтология- Рaleontology
Право- Jurisprudence
Психология- Рsychology
Технологии- Technology
Физика- Physics
Химия- Сhemistry
Экология- Еcology
Экономика- Еconomy
Our poll
Выберите научные направления, которые интересны Вам / Select the science areas that you interest in
Total of answers: 2570
Statistics

Total online: 1
Guests: 1
Users: 0

7:57 AM
Кислород натравили на теломерную ДНК / Oxygen was set on telomeric DNA

www.sciencedirect.com

Одной из главных причин клеточного старения считается потеря концевых участков хромосом — теломер. Это может происходить по множеству причин, в том числе и под действием активных форм кислорода при окислительном стрессе. Поскольку этот процесс развивается по всей клетке одновременно, сложно понять, в какой степени он влияет именно на теломеры. Исследователи из Питтсбурга разработали способ прицельно атаковать концы ДНК свободными радикалами. По итогам длительной атаки теломеры в клетках начали «портиться», хромосомы — слипаться друг с другом, а попытки клеток размножиться закончились гибелью.

Теломеры — это участки на концах хромосом, состоящие из множества «бессмысленных» повторов. Основная их роль — оберегать «значимые» части ДНК, несущие генетическую информацию. В частности, при делении клетки хромосомы неизбежно укорачиваются, в силу того что их концы невозможно полностью скопировать. Теломеры берут удар на себя и теряют каждый раз несколько повторов из своего набора. Благодаря этому основная ДНК остается нетронутой.

Когда теломеры становятся предельно короткими, клетка перестает делиться. Этот феномен называют репликативным старением. В нем задействован комплекс белков шелтеринов. В норме они связаны с теломерной ДНК, но по мере того, как она становится короче, им не хватает места, теломеры выходят в цитоплазму клетки и блокируют ее размножение.

В то же время теломеры могут исчезать не только в процессе деления клетки. Считается, что к этому могут быть причастны и другие факторы, например окислительный стресс — накопление в клетке активных форм кислорода, которые разрушают клеточные макромолекулы. Однако выяснить, влияют ли они на теломеры напрямую или действуют через какие-то побочные механизмы, довольно сложно, ведь стресс развивается во всех частях клетки. Американские исследователи придумали способ «натравить» свободные радикалы непосредственно на теломеры.

Для этого они присоединили к одному из шелтеринов фоточувствительный краситель. Под действием света с определенной длиной волны краситель отделяет от себя молекулу синглетного кислорода. Но поскольку краситель был сконцентрирован рядом с теломерами, то при его активации окислительный стресс возникает не по всей клетке, а лишь в небольшом участке ядра.

Эту систему ученые протестировали на культуре опухолевых клеток HeLa. Оказалось, что под действием синглетного кислорода в теломерной ДНК возникло множество повреждений — в гуаниновых нуклеотидах появились лишние атомы кислорода. Разовая атака не сильно сказалась на жизни клеток: в них начали работать специальные ферменты, которые заменили поврежденные нуклеотиды.

Но если синглетный кислород действовал на клетки в течение долгого времени, то повреждений становилось настолько много, что клетка не справлялась с починкой теломер и удаляла проблемные участки. Теломеры становились короче и со временем исчезали. В результате концы хромосом «оголились» и слиплись друг с другом, образовав межхромосомные мостики.

При этом клетки не могли размножаться, а попытки поделиться на две части привели их к гибели. Таким образом окислительный стресс может напрямую ускорить старение ДНК и, следовательно, и всей клетки в целом.

Статья опубликована в журнале Molecular Cell
Источник: chrdk.ru

One of the main causes of cellular aging is the loss of the end portions of chromosomes — telomere. This can occur for many reasons, including under the action of reactive oxygen species under oxidative stress. Since this process develops throughout the cell at the same time, it is difficult to understand to what extent it affects telomeres. Researchers from Pittsburgh have developed a way to target DNA ends with free radicals. As a result of a long attack telomeres in the cells began to "deteriorate" chromosomes — stick together, and attempts to multiply cells ended in death.

Telomeres are areas at the ends of chromosomes that consist of many "meaningless" repeats. Their main role is to protect the "significant" parts of DNA that carry genetic information. In particular, during cell division chromosomes are inevitably shortened, due to the fact that the ends are impossible to copy. Telomeres take a hit and lose a few repetitions of their set each time. Because of this, the basic DNA remains intact.

When telomeres become extremely short, the cell stops dividing. This phenomenon is known as replicative aging. It involves a complex of proteins shelterins. Normally, they are associated with telomeric DNA, but as it becomes shorter, they do not have enough space, telomeres go into the cytoplasm of the cell and block its reproduction.

At the same time, telomeres can disappear not only in the process of cell division. It is believed that this may be involved in other factors, such as oxidative stress — the accumulation of active forms of oxygen in the cell, which destroy cell macromolecules. However, it is quite difficult to find out whether they affect telomeres directly or act through some side mechanisms, because stress develops in all parts of the cell. American researchers have come up with a way to "incite" free radicals directly on telomeres.

To do this, they attached a photosensitive dye to one of the shelterins. Under the action of light with a certain wavelength, the dye separates the singlet oxygen molecule from itself. But since the dye was concentrated near the telomeres, when it is activated, oxidative stress does not occur throughout the cell, but only in a small area of the nucleus.

This system was tested by scientists on the culture of tumor cells HeLa. It turned out that under the action of singlet oxygen in the telomeric DNA there was a lot of damage — in guanine nucleotides appeared extra oxygen atoms. A single attack did not greatly affect the life of the cells: they began to work special enzymes that replaced the damaged nucleotides.

But if singlet oxygen acted on the cells for a long time, the damage became so much that the cell could not cope with repairing telomeres and remove problem areas. Telomeres became shorter and eventually disappeared. As a result, the ends of the chromosomes "bared" and stuck together, forming interchromosomal bridges.

In this case, the cells could not multiply, and attempts to divide into two parts led to their death. Thus, oxidative stress can directly accelerate the aging of DNA and, consequently, the entire cell as a whole.

The article has been published in the journal Molecular Cell

Category: Общая биология- General biology | Added by: zvonimirveres
Log In
Search
Calendar
«  May 2019  »
SuMoTuWeThFrSa
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031
Организации / Оrganizations
Полезные ссылки / Useful links