III. Репарация возрастных изменений днк

Система репарации ДНК

и старение клеток

1. а) Дело в том, что в процессе жизни во всех клетках организма с большей или меньшей скоростью происходят повреждения ДНК.

б) Эти повреждения удаляются специальной системой репарации ДНК.

2. а) Но эффективность деятельности последней - не 100-процентная,

и с возрастом эта эффективность понижается (в чём, возможно, и состоит генетическая программа старения!).

б) Поэтому в ДНК клеток организма с возрастом накапливаются различные изменения.

3. Причём, митотические деления не устраняют (по крайней мере, не устраняют полностью) эти изменения, о чём свидетельствует, например, старение кожи   и кроветворной ткани.

Возрастные изменения ДНК в предше- ственниках гамет

1. а) Вполне вероятно, что в таком же положении находятся и те клетки, из которых образуются гаметы;

у мужчин это изолированные сперматогонии. -

б) За несколько десятков лет существования (и редких митотических делений для поддержания численности) в их ДНК могут накапливаться различные повреждения.

в) В процессе 10 митотических делений сперматогоний (когда на основе каждой исходной молекулы ДНК образуется порядка 1000 новых молекул)

"лёгкие" повреждения могут фактически исчезать, а другие - копироваться в дочерних молекулах.

2. Передача потомству таких повреждений может происходить в отдельных случаях, но не должна происходить как система:

иначе всё большее их накопление в последующих поколениях приведёт к вырождению вида.

"Исправление" ДНК в ходе мейоза

1. а) Остаётся предположить, что в ходе мейоза включается механизм по исправлению структуры ДНК - например, резко активизируется система репарации ДНК.

б) Это тем более вероятно, что ферменты кроссинговера очень похожи по своему действию на ферменты системы репарации.

2. Если данная гипотеза верна, то

мейоз выполняет, кроме общеизвестных, ещё очень важную функцию

и оказывается, что на генетическом уровне старение обратимо.

1. Прелептотена

Происходит синтез ДНК (удвоение хромосом).

2. Лептотена

Хромосомы спирализуются и приобретают вид тонких нитей.

3. Зиготена

Гомологичные хромосомы конъюгируют друг с другом.

4. Пахитена

Пары хромосом ещё больше спирализуются и, утолщаясь, укорачиваются.

Между спаренными хромосомами формируются синаптонемальные комплексы.

Хромосомы обмениваются гомологичными участками (кроссинговер).

Вместе с тем активируются синтезы РНК и белка. Благодаря этому, сильно увеличивается объём ядра и клетки .

5. Диплотена

а) А. Гомологичные хромосомы начинают расходиться. Б. Но между ними сохраняются хиазмы - перекрёсты в местах происшедшего кроссинговера.

б) А. Из-за ещё большей спирализации хромосомы утолщаются и подразделяются на хроматиды.

Б. Поэтому каждая пара гомологичных хромосом выглядит как тетрада.

6. Диакинез

Хиазмы исчезают (из-за ещё большего расхождения гомологичных хромосом).