Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Память вредит днк

26.12.2011 Наука и жизнь

Дабы верно трудиться, нейроны вынуждены всегда рвать собственную ДНК – как раз разрывы в ней оказывают помощь активировать гены, необходимыедля упрочнения межнейронных контактов.

Чем человек старше, тем больше он, в большинстве случаев, знает и не забывает (не смотря на то, что из всякого правила бывают исключения). Само собой разумеется, жизненный опыт не проходит бесследно, но, как выяснилось, старение и память связаны теснее, чем возможно было ожидать: процессы, происходящие в нейронах на протяжении обучения, очень схожи с возрастными трансформациями.

Нейроны мышиного гиппокампа. (Фото ZEISS Microscopy / Flickr.com.) Схема сотрудничества энхансера (фиолетовый) и промотора (оранжевый) синаптического гена вместе с сидящими на них регуляторными белками: слева энхансер и промотор не смогут провзаимодействовать из-за белка CTCF, справа – влияние CTCF преодолевается с помощь‹ ›

Всем клеткам, и нейронам а также, приходится всегда ремонтировать ДНК, в которой происходят разрывы, выпадения фрагментов, замены верных нуклеотидов на неправильные и т.д.Память вредит днк Ремонтом занимаются множество особых белков, входящих в совокупность репарации. У молодых клеток ДНК-репарирующие механизмы трудятся прекрасно, но у ветхих они неспешно перестают справляться с задачей, и в геноме начинают накапливаться повреждения, каковые смогут стать обстоятельством различных заболеваний.

Известно, например, что при синдроме Альцгеймера ещё до появления каких-либо признаков в ДНК нейронов гиппокампа, одного из основных центров памяти, появляются множественные разрывы. Исследователи из Массачусетского технологического университета решили узнать, какие конкретно молекулярные события происходят в клетках мозга при таких повреждений. Нейроны мышей обрабатывали особым токсином, вызывавшем двуцепочечные разрывы в ДНК, по окончании чего оценивали, изменилась ли как-то генетическая активность в клетке.

В общем итоге трансформации касались 700 генов, большая часть из которых стали работать не сильный, что неудивительно, поскольку в случае если ген взял недостаток, то клетке он сейчас может лишь навредить. Но у 12 генов активность, напротив, возрастала, и, что самое увлекательное, это были те же гены, каковые нужны для нейронного ответа на внешний стимул.

Как мы знаем, что запоминание и восприятие нового сенсорного опыта (да и не только сенсорного) требуют трансформации в межнейронных связях: синапсы, соединяющие клетки между собой и служащие для передачи сигнала с одного нейрона на другой, делаются прочнее и действеннее – в другом случае нейронная цепочка будет трудиться не хорошо, импульсы будут пропадать, не доходя до адресата, и никакой новой информации запомнить не окажется. Усиление синапсов требует молекулярных инструментов, что, со своей стороны, связано с активацией особых генов.

В статье в Cellавторы пишут, что при попытке усилить синапсы в ДНК нейронов начинала рваться. Получалось, что активация и запоминание соответствующих генов сопровождаются в нейронах повреждениями в ДНК.

Предстоящие опыты продемонстрировали, что одну из основных ролей тут играется фермент топоизомераза IIβ. Клеточная ДНК в большинстве случаев не редкость достаточно очень сильно запутана и скручена в суперспирали, так что белки, каковые реализовывают её репликацию (другими словами удвоение) перед делением либо транскрипцию (синтез РНК), просто не смогут с таковой запутанной и скрученной ДНК трудиться.

И вот тут выясняются необходимы топоизомеразы, каковые вносят в ДНК одно- либо двуцепочечные разрывы и позже сшивают их обратно, тем самым распутывая сложные места в ДНК. В то время, когда в нейронах топоизомеразу II ?  отключали, то количество повреждений-разрывов в ДНК быстро уменьшилось, но в один момент замолчали гены, нужные для нейронного ответа на стимул.

Рядом с этими генами расположены своеобразные последовательности нуклеотидов, приманивающие к себе белок CTCF. Он является ингибитором транскрипции, другими словами в его присутствии РНК на гене синтезироваться неимеетвозможности. Активация множества генов начинается с того, что белки, сидящие на регуляторной области в ДНК называющиеся промотор, взаимодействуют с белками на регуляторной области называющиеся энхансер.

Но CTCF создаёт в ДНК петли и изгибы, в следствии которых промотор и энхансер (и белки, сидящие на них) не смогут сблизиться и провзаимодействовать. И вот тут приходит на помощь топоизомераза, которая, разрезая ДНК, оказывает помощь ей поменять форму так, дабы последовательности регуляторы сблизились, не обращая внимания на белок CTCF. Потом начинается синтез РНК на гене, нужном для упрочнения синапса, и нейрон сейчас может прочно встроиться в запоминающую цепочку.

Очевидно, позже разрыв в ДНК будет заделан. Но в полной мере быть может, что с возрастом белки, вносящие разрывы, перестают трудиться, как нужно, и оставляют такие повреждения неисправленными. Так что именно этот молекулярный механизм, нужный для создания памяти, вносит значительный вклад в старение клеток.

Другими словами как раз свойство обучаться и запоминать делается одной из основных обстоятельств возрастных когнитивных нарушений – в полном соответствии с соломоновым выражением «во многой мудрости большое количество печали» (не смотря на то, что сам царь Соломон имел тут в виду всё-таки что-то иное, нежели нейрофизиологические расстройства).

Из этого следует, что для предотвращения возрастных проблем (впредь до болезни Альцгеймера), появляющихся из-за неисправностей в геноме, нам необходимо позаботиться не столько о том, дабы в ДНК по большому счету никаких разрывов не было – они именно необходимы, и много – а о том, дабы такие разрывы вовремя залечивались репарирущими совокупностями. Не смотря на то, что перед тем как говорит о клинических возможностях новых данных, направляться проверить их на клетках человека.  

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

МОЖНО ЛИ ЧИТАТЬ ПАМЯТЬ ПРЕДКОВ, КАК В ASSASSIN’S CREED?


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,