Genetika starenja

Izvor: Bionet Škola
Idi na: navigaciju, pretragu

Genetika starenja bavi se proučavanjem promena na genetičkom materijalu kao uzroku starenja čoveka i drugih bioloških vrsta. Sva dosadašnja ispitivanja ukazuju na činjenicu da su te promene značajan faktor u procesu starenja.

Sistemi popravke DNK u toku starenja

Za održavanje homeostaze ljudskog organizma veliki značaj ima genotip. Genotip obezbeđuje stabilnost životnih procesa. Promena genetičkog materijala je značajan činilac u procesu starenja. Po nekim teorijama proces starenja je povezan sa nakupljanjem grešaka u DNK u somatskim ćelijama, koje su označene kao somatske mutacije. Pored genskih mutacija somatskih ćelija, ustanovljeno je da se sa starošću povećava i učestalost hromozomskih aberacija, kako strukturnih tako i numeričkih.

Istovremeno, sve više preovlađuje mišljenje da mehanizmi popravke oštećenja DNK (reper-mehanizmi) gube sposobnost u toku starenja pa se zato ove greške nagomilavaju u toku života. Još uvek nije jasno da li je u pitanju nakupljanje grešaka u toku razvića jedinke ili su greške u genetičkom materijalu učestalije u toku starenja. U toku starenja smanjuje se aktivnost i količina enzima koji učestvuju u mehanizmima popravke čime se nagomilavaju poremećaji u genetskom materijalu.

Posledice toga su:

  • niz degenerativnih oboljenja,
  • povećana učestalost malignih oboljenja, autoimunih bolesti ,
  • funkcije imunološkog sistema se smanjuju.

Ideja o važnoj ulozi poremećaja rada reper-mehanizama u procesu starenja objašnjena je modelom koji govori o toma da se popravka može vršiti samo u delovima DNK koji su aktivni u transkripciji. Veliki deo genoma čoveka je neaktivan u transkripciji i u njemu se mogu nakupljati greške, jer je izložen enzimima popravki samo za vreme replikacije. Ako u nekim ćelijama postoji dug period između replikacija i deoba ćelije, tada se nakupljaju oštećenja DNK koja ostaju do sledeće replikacije. Nakupljanje grešaka u DNK dovodi do poremećaja replikacije, što uslovljava poremećaj deobe ćelije i produžavanje ćelijskog ciklusa, a takođe i pojavu hromozomskih aberacija. Genetička nestabilnost kao posledica poremećene popravke grešaka DNK jedan je od uzroka starenja organizma.

Aberacije hromozoma u toku starenja

Sva dosadašnja ispitivanja kariotipa somatskih ćelija čoveka u toku starenja su pokazala da se sa starošću povećava proporcija:

Aneuploidija

Ispitivanja su pokazala da se aneuploidija češće javlja kao monozomija nego kao trizomija. U kariotipu čoveka je aneuploidijom najčešće zahvaćena C grupa hromozoma (pripada joj i X hromozom) i da je učestalija kod žena nego kod muškaraca. U starijih žena uglavnom nedostaje X hromozom, mada se monozomije sreću u svim parovima autozomnih hromozoma. Među autozomnim hromozomima najčešća je monozomija hromozoma 21. Pretpostavlja se da je mehanizam kojim se gubi X hrmozom različit od onog koji dovodi do gubitka nekog autozomnog hromozoma.

Aneuploidija X hromozoma se objašnjava poremećenom funkcijom centromere, koja dovodi do preranog razdvajanja hromatida već u metafazi (normalno se hromatide razdvajaju u anafazi). Hromatide tada ostaju bez centromere tako da je njihova raspodela u kćerkama ćelijama nepravilna – u nekim ćelijama X hromozom nedostaje, dok druge ćelije imaju višak X hromozom. Ustanovljeno je da se mnogo češće gubi neaktivni X hromozom (Barovo telo) pa ćelije koje su ga izgubile bolje preživljavaju nego one koje izgube aktivni X hromozom. Prevremena deoba centromere X hromozoma je četiri puta češća u ćelijama žena od 60 i više godina nego u žena mlađih od 40 godina.

Mehanizam koji dovodi do aneuploidije autozoma može biti izmeštanje hromozoma. Neki hromozomi zbog poremećene funkcije deobnog vretena nisu zakačeni za konce deobnog vretena, već se nalaze u njegovom središnjem delu. Takvi hromozomi se mogu izgubiti (obe kćerke ćelije će biti monozomične) ili može doći do njihove slučajne, nepravilne raspodele u kćerkama ćelijama (jedna ćelija bi imala monozomiju, a druga trizomiju hromozoma).

Poliploidija

Pored aneuploidija u somatskim ćelijama starijih osoba se povećava i učestalost poliploidija i strukturnih aberacija hromozoma.

Strukturne aberacije hromozoma

Strukturne aberacije nastaju kao posledica povećanog broja prekida na hromozomima starijih osoba. Strukturne aberacije koje se javljaju i nagomilavaju verovatno su posledica dejstva mutagena kojima je čovek izložen tokom života. Učestalost ovih aberacija je četiri puta veća u starih osoba nego u mladih.

Nakupljanje promena, kao što su somatske genske mutacije i hromozomske aberacije, verovatno su posledica poremećaja popravki oštećenja DNK u hromozomima.

Problem starenja je mnogo složeniji pa genetička oštećenja verovatno nisu jedini uzrok, već da postoji interakcija između genetičkih i drugih činilaca koji upravljaju procesom starenja.

Literatura

  • Diklić, Vukosava, Kosanović, Marija, Dukić Smiljka, Nikoliš, Jovanka (2001): Biologija sa humanom genetikom. Grafopan, Beograd
  • Tucić, N, Matić, Gordana (2002): O genima i ljudima, Centar za primenjenu psihologiju, Beograd
  • Marinković, D, Tucić, N, Kekić, V: Genetika, Naučna knjiga, Beograd
  • Tatić, S, Kostić, G, Tatić, B: Humani genom, ZUNS, Beograd, 2002.
  • Matić, Gordana: Osnovi molekularne biologije, Zavet, Beograd, 1997.
  • Ridli, M: Genom - autobiografija vrste u 23 poglavlja, Plato, Beograd, 2001.
  • Prentis S: Biotehnologija, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
  • Dumanović, J, marinković, D, Denić, M: Genetički rečnik, Beograd, 1985.
  • Kosanović, M, Diklić, V: Odabrana poglavlja iz humane genetike, Beograd, 1986.
  • Lazarević, M: Ogledi iz medicinske genetike, beograd, 1986.
  • Švob, T. i sradnici: Osnovi opće i humane genetike, Školska knjiga, Zagreb, 1990.