Részvétele mitokondriális DNS mutációk öregedés

Fontos, hogy ne a mennyiség, hanem a minőség a

Egy másik felfedezés tűnt, hogy nem hagynak kiskapukat, hogy ez egy ördögi kör, vagy sem, hogy részt mutációk a mitokondriális DNS öregedéssel: tényleg nagyon kevés sejt általában mutáns mitokondrium.

Igen, az idősek egy kis töredéke a sejtek - körülbelül 1% - vannak elfoglalva, a mitokondriumok DNS hibáját mindegyik; de 99% a sejtek ebben a tekintetben nem szenved.

Lehet 1% különbséget tenni?

Sok biogerontology úgy vélte, hogy ezek az adatok megszüntet minden elmélet, azt állítva, hogy fontos a mitokondriális károsodást öregedés. Ha megmarad az azonos termelési szintet az adenozin-trifoszfát (ATP) szinte minden sejt a szervezetben. mint egy fiatal férfi, és a kár a szabad gyökök okozta nem nagyobb, mint volt az élete delén, aligha lehetséges, hogy egy kis töredéke a sejtek, még az alacsony energia, mely a mitokondriumokban, de nem termelnek több szabad gyökök, mint a szomszédos sejteket (sőt, általában nem alakul ki) jelentős negatív hatást gyakorol a működését a szövet vagy szervezet egészére. Ebből a szempontból az elmélet öregedés alapján mitokondriális szabadgyökök meghalt.

túlélése a legrosszabb

Az elmélet szerint az ördögi körből minden mitokondriumokban létezése óta lassan felhalmozódnak kis véletlen változásokat. Az a tény, hogy a sejtekben, amely mutáns mitokondriumok, ezek sejtszervekre ugyanazt a mutációt és a mutáns mitokondriumok teljesen kiszorítják az összes szokásos bizonyult hibás ebben a helyzetben.

Az egyetlen ésszerű alternatíva „klonális expanzió”: egy mitokondrium kedvezőtlen változás következik be, és annak leszármazottai, apránként elfoglalja az egész cellában. Emlékezzünk, hogy a mitokondrium szaporodnak felosztás két részből, mint például amoebas: a „szülő” organellum másolt DNS így kialakított két azonos másolat a kiindulási anyag és a rendre két azonos leszármazottja, amelyek mindegyike hordoz egy pontos másolatot, és minden olyan mutációkat, hogy történt a „szülő” organellum . Ezért nem kétséges, hogy a „klón” az azonos mutáns mitokondriumok a sejt a termék egyetlen mitokondrium, amelyben a mutáció történt, ami azt átruházta a utódait, kiszorítja az összes többi mitokondriumok és vett minden helyüket.

Ugyanakkor paradox az elképzelést, hogy a mitokondriumok mutáns DNS valahogy egyre erőfölény a sejtben. Végül is, ezek organellumok valahogy hibás DNS-ükben miatt a szabad gyökök támadásai, vagy azért, mert replikációs hibák hiányzik egy vagy több a főbb helyszínek. Bár néha mutációk hasznosak - különben nem megy evolúció - nem valószínű, hogy egy ilyen esemény történt, újra és újra, és ennek eredményeként a véletlenszerű mutációk jóval közel bizonyos sejtek mitokondriumok kapott darwini adaptív előnye más mitokondrium. És mégis azt tudjuk, hogy megfigyelhető a mitokondriumok káros mutációk: azok teljesen megfosztott képes a organelle elvégzésére oxidatív foszforiláció és így - biztosítja az adenozin-trifoszfát.

Az ötlet a „klonális expanzió”, és nehéz összeegyeztetni azzal a ténnyel, hogy sok különböző mutációk okozhatják az elmozdulás a néhány konkrét mitokondriumok a többit. Míg az azonos sejtek mutáns mitokondrium tartalmaz ugyanolyan specifikus mutációt más, hasonló sejtek lehetnek mitokondriumok, amely egy teljesen más mutációt.

Kiderült, hogy nincs egy konkrét mutáció a mutáns mitokondriumok ad szelektív előnyt, és sok mutáció felmerült függetlenül izolált mitokondriumok egymástól távol sejtek ugyanazok versenyképességét.

Mindezek a különböző mutációk van valami közös. Ezek nem okozott mérsékelt változások, érintő néhány egy protein - mind tartoznak a típusú mutációk megszüntetését eredményezheti a szintézis 13 által kódolt fehérjék mitokondriális DNS-t. Itt van egy közös tulajdonsága, és lehet a kulcsa a kérdés megválaszolása, hogy miért a mutáns mitokondriumok nem tud uralni.

Mit mitokondriumok eltérnek a szokásos, normális? Ezek természetesen nem termel sok ATP amely egy sejt csak egy kis mennyiségű energiát a kezdeti szakaszában a kémiai kivonással előállított energia tápanyagok; Ez az összeg csak egy része az, ami a működő rendszer oxidatív foszforiláció. Ez a helyzet, persze, rossz a cellában, de nagyon kis mértékben befolyásolja a mitokondrium, amely általában fizet gyakorlatilag az egész adenozin általa termelt. Miközben csökkenti az energia hatása mutáns mitokondrium olyan szelektív előnyt, egyértelmű volt, hogy - ellentétben az első benyomás - az energiafelhasználás csökkentése átadása valójában nem közvetlen hátrányt, mint a többi mitokondrium a sejt, amely megakadályozhatná, hogy a dominancia.

Egy másik különbség a mitokondriumok nem képes az oxidatív foszforiláció, más mitokondriumok a sejtek látszólag jobban hasonlít előnye egy ilyen mitokondriumok már nem termel szabad gyököket. Emlékezzünk, hogy a szabad gyökök előforduló szivárgás a elektronok szabályozott csatornákat, amelyen van egy proton fluxus „tározók” vezetési „turbina” a belső mitokondrium-hártyán. Ha a rendszer maga a protonpumpa hiányzik, és nincs szivárgás - és nincs szabad gyököket.

Nem kell foglalkozni az állandó szabadgyök pusztítás tűnik, hogy hasznos lehet a mitokondriumban, de nem világos, hogy hogyan vezet a versenyelőny képest a környező normális sejtszervecskék. Azonban, akkor leállítja a bombázása DNS, de ez az ezen a ponton már károsodott (törlés).

Az is világos, hogy a belső membrán a mitokondriumok nem érzi a támadások a szabad gyökök, de aztán megint úgy tűnik, nem számít, hogy az öregedés, mint a mitokondriumok membrán minden esetben, folyamatosan szakadt, és helyébe, legyen közben a replikációt vagy a végén rövid egyéni élet, amikor a mitokondrium hibás membránok küldenek a sejt „halotthamvasztó kemence”.

újrahasznosítása hulladék

Mi okozza a mitokondriumok, hogy bemegy a celluláris hulladék ártalmatlanítási rendszer? Ahhoz, hogy pontosan válaszolni erre a kérdésre igényel sok munkát. Azonban még akkor is, amikor Alex Comfort, bírálta az elmélet öregedés alapuló szabad gyökök képződését a mitokondriumban, a nézet volt, hogy szelektív folyamat, különösen ünnepli a régi, sérült sejtszervecskék megsemmisítésre. Ez a nézet azonban nem lehet biztosra venni bizonyíték nélkül. Sokáig azt hitték, hogy bizonyos komponensei a sejtek a keringésben folyamatos véletlen újrahasznosítása: lizoszómákkal (pontosabban a különleges fajta prekurzorok lizoszómákkal nevezett autophagosomes vagy autofagovakuolyami), örvénylő a sejt elnyeli különböző sejtes elemek, harapós, hogy jön egyszerűen szedés véletlenszerűen határozzuk anyag mennyiségét úgy, hogy előbb-utóbb minden sejt szerkezete tartalmazza a ciklus és frissítik.

De most inkább elterjedt másik ötlet: lizoszómákat elnyelik fehérjék és más celluláris komponensek céltudatosan. Részben ez csak egy módja annak, hogy a szűkös erőforrások. Képzeljük el, hogy a szerelvény a régi romos jármű az utakon (a levegőszennyezés csökkentésére, csökkenti kibocsátása a gázban, hogy súlyosbítja a üvegházhatás; talajjavítás, fémek árak csökkenése miatt újrahasznosítása), a hatóságok küldje el az országot különleges ügynökök, akik céltalan meglehetősen gyenge megtekintési területen véletlenszerűen kiválasztott gépeket kell küldeni hulladéklerakó. Ezek a tevékenységek adott volna némi eredményt, de nem lenne hiábavaló megsemmisült számos jól testű autók (akkor is, ha nem érintkeznek a kérdés, hogy jobb a magántulajdon).

De bizonyos esetekben több olyan kényszerítő ok azt hinni, hogy „a kukába” küldött nem véletlenül esett, és egyes organellumok. Néhány sejtalkotó meghaladó hasznos élettartama működését, egyértelműen toxikus a sejtekre, ha nem szüntetné meg gyorsan. Mint egy elvarázsolt seprű „Fantasy”, amely kitölti a hordót vízzel, amíg ő nem pereg, úgy, hogy a víz elárasztja a szobát, sok fehérjét és sejtszervekre csak hasznos, korlátozott ideig; Amikor kimerültek azok szerepét, akkor el kell távolítani, ami azt jelenti, a megsemmisítés a sejt későbbi újrahasznosítását.

Például, a mobilizáció az immun védelmi erők a harcot a behatolt a test a kórokozók megkövetelik kialakulását „proinflammatorikus” enzim, de ha így ezt az enzimet cselekedni, hozzájárulnak a gyulladásos folyamatot, és miután a megszüntetése a fenyegetés, hogy fejleszti a destruktív krónikus gyulladás, nyilvánul meg, hogy milyen típusú autoimmun betegség mint például a reumatoid artritisz vagy szisztemikus lupus erythematosus.

Jó okunk van, hogy miért van szükség, hogy elpusztítsa a sejt mitokondriumok membránok által károsított szabad gyököket. Emlékezzünk, hogy a belső mitokondriális membrán szerepét játssza tározó a gát előtt a proton indítéka energogeneratornuyu „turbina” komplex V. „lyukak” a membrán azt jelenti, kimerítő tartály szivárgás - eltolódásával hozam anélkül ATP. Bizonyíték mellett ezt a nézetet, nevezetesen, a szivárgás miatt sérült membrán molekulák fedeztek fel 1970-ben.

„Szivárgó” mitokondriumok súlyos károkat okoztak a korlátozott erőforrások, mert az elektron transzport lánc továbbra is működik, ráfordításbeli származó élelmiszer energia eredménytelen kísérletet, hogy betöltse a proton tározó. Származtatva tápanyag elektronok továbbra is áramlik az áramkörben, amely felhasználja őket, hogy protonokat pumpáljanak át a membránon, amely azonnal „folyt” vissza anélkül, hogy egy elektrokémiai grádiens szükséges energia átalakítás a kívánt sejt alakját, anélkül ATP. energiájuk a cella lenne kimerültek, a tápanyagok nem költenek az ATP termelésben és a hő, azaz kárba.

Továbbá, mivel a károsodás a belső mitokondrium-hártyán sok kisebb fehérjék intramitokondriális térben is kiléphet a mitokondriumok a citoplazmába. Ha továbbra is aktívak maradnak, akkor találta magát a rossz helyen lehet toxikus a sejtekre.

Sejtek esetében a közvetlen értelemben, hogy legyenek olyan mechanizmussal elküldi a mitokondriumok lizoszómákat megsemmisítés, amikor a mitokondriális membránok károsodnak a saját tevékenységét. Ez a jóslat úgy tűnik, hogy valóra: a nemrég felfedezett (élesztőben) adott útmutatókat fehérjék, amelyek címkézése mitokondriumok lizoszómákat. Ez még mindig ismeretlen, hogy a cella úgy döntött, hogy a mitokondriumok kell megjelölni, de látható, hogy a kialakulását „lyukak” a mitokondriális membrán egy jel, amely növeli a sebességet a küldő mitokondrium „a kukába”.

Mi csak üdvözölni lehet a megszüntetése hibák a sejt és potenciálisan mérgező összetevőket, és a természet, mint mindig, kifejlesztett egy kiváló módja annak, hogy ennek biztosítása. De ez az, ami nyilvánvaló volt: ironikusan, nagy törlések mitokondriális DNS lehetővé teszi a fuvarozó az organelle menekülni a nagyon mechanizmust, amely biztosítja, hogy a bevezetése a mitokondriumok a „fekete lista” a megsemmisülés.

Amikor a mitokondriális mutáció a típus, amely felhalmozódik a korral, akkor azonnal leállítja az oxidatív foszforiláció, és vele együtt - a keletkező veszélyes szabad gyököket. De csökkenti a szabad gyökök képződését, viszont azt eredményezi, hogy a csökkenés okozta szabad gyökök felelősek. Ne felejtsük el, hogy szerint az uralkodó elmélet azt az ördögi kört a mitokondriális DNS-mutációk megszorozni, hiszen miattuk mitokondriumban több szabad gyököket, mint a vad típusú sejtszervecskék. Ez az, ahol a támogatói ezt az elméletet, és hibázott.

Mi rejlik mögött tiszta membránok

Mutáns mitokondriumok szert előnyre normális. Még egészen normálisan működő mitokondriumok állandóan változó egy kicsit alacsony sebességű termel szabad gyököket, amelyek kárt okoznak a membránok. Néhány hét után a károk olyan szintet ér el, ahol a mitokondriumok küldött „a lerakó”, majd egy cellába, egy jel, hogy egy új ciklus reprodukciós mitokondriumok kicseréli a hibás „erőmű”.

De ez a folyamat csak megszünteti a mitokondriumok sérült membránok; amelyben a DNS-továbbra is képes biztosítani a közlekedési elektronok, ami szabad gyökös károsodásra való membránok. Mitokondriumok intakt (nem-érintett) membránok, de a sérült DNS-t nem lesz külső jele a belső hibák és elszáll a halál angyala.

Miután egy bizonyos mennyiségű sérült mitokondrium megy megsemmisítés lizoszómákat a szaporodásuk jel jelentkezik mitokondrium. Néhány megmaradt mitokondriumok vagy fognak szaporodnak. Mivel a nagy organelle DNS-törlések szinte mindig elkerülhető szomorú sorsa, amelynek egy kifelé markáns károkat képesek szaporodni, mivel sok mitokondrium sérült membránok de genetikailag ép (!) Ki vannak zárva a forgalomból, mielőtt az idő, hogy reprodukálja magát. Így, a mutáns mitokondriumok kap egy szelektív előnyt a vad-típusú: amikor a replikációs mitokondriumok több és több ilyen organellumok maradnak ki a kilökődés és a genetikailag normál organellumok megsemmisül, és eldobjuk, mint „szemetet”.

Így az evolúció az élőlények. Állatok közül azok, akik lassabb vagy kevésbé sikeresen, keressük az élelmiszer, vagy ami még rosszabb, lásd könnyebb esik áldozatul ragadozó, jobban ki vannak téve a környezet vagy a betegség, ami miatt nem sikerül hatékonyan szaporodni, és továbbadják génjeiket a következő generációnak. Eközben más, jobban alkalmazkodik az egyének nagyobb valószínűséggel hagyják utód viszi a saját gének, amelyek előnyöket, és így van rögzítve egy sor generációk. Fokozatosan, a gének, amelyek hozzájárulnak a jobb alkalmazkodást a veszélyes környezeti tényezők dominánssá válik a lakosság számára.

A sejtek túlélését fenyegeti pusztulástól lizoszómákat mitokondriumok - egyfajta ragadozó, ami miatt csak túlélni mitokondriumok alkalmas a biztonságos termelés a szükséges energiát sejt. Az, ahogyan a fejlődni (igen, fejlődni!) Mitokondriumok - oly módon, hogy álcázzák, elrejtve azokat a „ragadozó szeme”. Teljesen diszfunkcionális mitokondriumok hiánya miatt kár, hogy a membránok megjelenni normális celluláris felügyeleti mechanizmus. Ezek sejtszervecskék, mint a farizeusok külsejét, de belül a fekete.

Ez a koncepció a „rejtett mutánsok” először egy konzisztens magyarázatot túlsúlya hibás mitokondriumok a sejtekben. Az SOS (az angol Survival leglassabb -. A túlélés a leglassabb, vagy tágabban, a legrosszabb) - feltételezték adaptív előnye az inaktív ( „lassú” vagy rosszabb) a mitokondrium a darwini létért való küzdelem a sejten belüli „dzsungel”.

Most, elmagyarázni, hogy egy kis számú sejt „hatalomra” hibás mitokondriumok válaszolni talán még fontosabb kérdés az, hogy ezek a sejtek teszik ki csak egy kis töredéke az összes testi sejt, amit az öregedés a szervezet egészének?