Молекулярно-генетична теорія старіння

Людині властиво бояться старіння, адже воно веде до заходу його життя. А життя людини в порівнянні з іншими процесами всесвіту дуже коротке. Тому психічне функціонування в літньому віці істотно відрізняється від інших періодів життя людини. Знайти еліксир довголіття, розгадати загадку старіння намагалися багато відомих учених. Але щоб знайти відповідь треба проникнути в таємниці законів природи. На сьогодні генетики працюють над багатьма питаннями, але саме питання старіння залишається найбільшою загадкою.
Сучасна геронтологія має декілька теорій, які дають можливість зрозуміти, чому людина старіє і помирає. Усі вони мають право на існування, але найвизнанішою залишається молекулярно-генетична теорія старіння. У її основі лежить гіпотеза, що стверджує, що причина старіння криється в первинних змінах апарату клітини. Але ось що стосується процесу, тут думки учених не сходятся, оскільки може бути два варіанти, як саме він відбувається і чим він обумовлений.
Якщо дивитися на ці два варіанти процесу, то спростувати їх просто неможливо. По першій теорії механізм старіння генетично закладений в самій клітині, прояви старості — закономірність встановлена природою. У другому випадку це усього лише результат накопичення помилок в генетичній пам’яті, які накопичилися за період еволюції живих істот. Поки перевага за молекулярно-генетичною теорією з першим варіантом процесу старіння.

Вважається, що молекулярно-генетична теорія старіння була створена А. Вейсманом, який висунув гіпотезу розділення функцій між соматичними і статевими носіями генетичного матеріалу. У основі цієї гіпотези лежить відсутність старіння в одноклітинних організмах. Як стверджує теорія Вайсмана, саме співвідношення між статевими і соматичними клітинами визначає тривалість життя. Статеві або зародкові клітини не помирають, оскільки несуть в себе основну генетичну інформацію, а ось соматичні диференціюються і помирають.
Перші відповідають за передачу інформації в популяції, а другі забезпечують їх життєдіяльність. Після того, як організм виконав своє призначення, передавши популяції інформацію він стає даремним і соматичні клітини припиняють своє ділення. Чим довше тривалість функції розмноження, тим більше поколінь соматичних клітин, відповідно довше тривалість життя. Це можна вважати природним відбором, передбаченим природою.
Для того, щоб теорія Вайсмана була підтверджена або спростована, вже проведена безліч наукових досліджень. В ході цих досліджень була встановлена закономірність між обмеженням живлення і зростанням, а відповідно і старінням організму. При обмеженні живлення молодий організм уповільнює своє зростання, внаслідок чого затримується статеве дозрівання, це у свою чергу уповільнює і старіння. Ці досліди дали можливість встановити, що старіння контролируется генами, як і інші етапи онтогенезу. При обмеженні живлення організму потрібно більше часу для того що б досягти остаточних розмірів, виконати своє призначення в розмноженні і запустити зворотній відлік, тобто почати старіти.
Перше спростування цієї теорії дали досліди А. Карреля. Цей французький хірург і патофізіолог розробив техніку вирощування культури тканин з використанням плазми крові і ембріональної рідини. Його експеримент з клітинами тканин міокарду поміщених в поживне середовище довів, що молекулярно-генетична теорія старіння далеко не завжди вірна, оскільки шар клітин ділився необмежене число разів.
Молекулярно-генетична теорія старіння Вейсмана, знайшла своє продовження в теорії Хейлика. Досліди цього ученого довели що нормальна соматична клітина має строгу кількість ділень, це число, на честь ученого, назвали число Хейлика. По цій теорії соматичні клітини мають лімітований мітотичний потенціал і визначену продовжтільність життя.
Приклад такого досвіду можна спостерігати при приміщенні фібробласти в поживне середовище. Сполучна тканина, узята з організму, ділиться певна кількість разів і гине. Але як же досліди А. Карреля? Відмінність між цими дослідженнями полягала в самому матеріалі. Каррель поміщав в поживну суміш шматочки тканин, а Хейлик поодинокі клітини, що дало точніші результати. Різниця полягала і в поживній суміші. У дослідах Карреля разом з кров’ю і ембріональною рідиною до зразків потрапляли нові клітини. Хейлик у свою чергу використав розчин амінокислот, солей і інших низькомолекулярних компонентів. Таким чином, молекулярно-генетична теорія старіння знову була підтверджена, але це не дало відповіді як пов’язано число ділення і диференціацію в усіх поколіннях клітин. Відповідь на це питання не дала теломерная теорія, вона тільки дозволила встановити що структура, що відповідає за кількість ділень – кінцеві ділянки хромосом, або теломеры.
У кінці ХХ-го століття булависунена нова теорія старіння, в процесі доказу якої була спростована теломерная теорія. По новій гіпотезі за старіння організму відповідають структури поза ядром клітини, це білкові структури які беруть участь в діленні клітин і є лічильником ділення – центріолі. Так народилася центриолярная теорія Ткемаладзе.
Центриолярная теорія Ткемаладзе поставила під питання попередні гіпотези, наводячи безперечний факт. З ядра соматичної клітини, можливо, виростити клоновану тварину, значить, вона також несе в собі генетичну інформацію. Тоді логічніше допустити, що за старіння відповідає не ядро, а структури в цитоплазмі.
Дослідження клітин привели до виведень, що саме центріолі відповідають за цей процес. Перед кожним діленням вони подвоюються, а також керують формуванням каркаса клітини – цитоскелета, який грає найважливішу роль в життя клітини. Цитоскелет координує об’єднання клітин в тканину і метаболізм клітин, відповідає за початкові етапи ембріонального розвитку. Он же відповідає за проходження зовнішніх сигналів в ядро, аж до сигналу на знищення клітини. Коли число ділень клітини вичерпане, центріолі гинуть, припиняється підтримка цитоскелета, тобто клітина старіє і гине. Виняток становлять тільки клітини здатні до регенерації, як, приміром, клітини печінки дорослих тварин.
По центриолярной теорії Ткемаладзе існують безсмертні клітини, такими вважають клітини вищих рослин, запліднена яйцеклітина і ще декілька видів спочатку позбавлених центріолей і цитоскелета. До цього переліку відносяться і злоякісні ракові клітини, у яких різко порушена орієнтація центріолей і змінена структура цитоскелета.
Старіння організму починається тоді, коли клітини вичерпали свій ліміт ділень. Такі клітини стають диференційованими, або специализироваными. У організмі людини першими диференційовані стають стовбурові клітини. Їх більшість має пригнічений механізм ділення, воно формують запас, усі інші йдуть на формирование організму. Поступово запас витрачається, для відновлення клітин тканин, коли він вичерпається, стовбурові клітини не поновлюють його.
Як альтернатива усім вищепереліченим гіпотезам висунена теорія випадкових мутацій, або помилок в геномі людини. Дослідження клітин довгожителів старше 100 років показали переважання аллеля апоЕ2, над аллелем апоЕ4, адже останній привертає до деяких захворювань приміром до гиперходестеринемии і хвороби Альцгеймера. Переважання одних аллелей над іншими можна вважати мутаціями. Саме зміна аполипопротеина, гена людини, що відповідає за довгожительство, і може призводити до того, що організм старіє.
Молекули ДНК це основа генетичного апарату, вони можуть ушкоджуватися фізичними або хімічними агентами, або так званими вільними радикалами, що порушує процес їх ділення і може привести до їх видозміни. Такий вплив на генетичний матеріал в ході еволюції і привело до старіння організму.
На сьогодні проводятся тисячі досліджень, але це тільки чергові спроби в довгій чреде пошуків вічної молодості. Усі попередні теорії старіння ще не вивчені до кінця. Сучасні генетики добилися приголомшливого результату — клонувавши тварину. Результатом праці багатьох учених стали такі досягнення як збільшення числа Хейлика на 20-30 ділень, виділений маркер пухлинного процесу, що може допомогти переможе рак і інші видатні досягнення. Але попереду ще дуже багато роботи генетиків, перш ніж людина набуде вічної молодості і безсмертя.

Старіння на молекулярно-генетичному рівні життя проявляється у, генетична теорія старіння, прояви старіння на молекулярно-генетичному рівні, Дати означення молекулярно кинетичьной теорий, генетична теорія, клітина в генетиці, Клітини вищих рослин позбавлені центриолей?