атомно ядро е заобиколено от електронните орбитали, всяка от които съдържа максимум 2 електрони с различни завъртане квантово число. водороден атом има един външен орбитален, азот, въглерод и кислород с 4 външни орбитали 8 интересни електрони. Атомите са по-стабилни, когато орбитите са запълнени с електрони. Свободните радикали са атоми високо ниво или молекули с несдвоени електрони на външните орбитите, които не са включени в образуването на химична връзка. Атомите или малки молекули, които са свободни радикали, са по-летлив от големите, защото последният може да улови електрон да се образува структура резонанс (т.е., стабилна структура).
Свободните радикали могат да повредят нуклеинови киселини, протеини и липиди. най-важните са кислородни свободни радикали в биологичните системи, по-специално, супероксиден анион (супероксид (.O2-)), азотен оксид (азотен оксид (.no)) и хидроксил радикал (хидроксилен радикал (.ОН)). Азотният оксид е относително неактивен радикал, който живее само няколко секунди, бързо взаимодействие с кислород. Но ако взаимодейства с анион на супероксид, пероксинитрит е obrazuestya (пероксинитрит (ONOO-)), което се разлага до образуване на хидроксилен радикал. Пероксинитрит като хидроксилните радикали реагира директно с протеини и други макромолекули, за да се образува алдехиди и кетони, и омрежващи продукти на липидната пероксидация. Само 1-4% на прекъсвания на ДНК нишка е провокирана пероксинитрит и хидроксил радикал. Освен това, водороден пероксид (водороден пероксид (Н2О2)) и хипохлорит (хипохлорит (OCl-)) сами по себе си не са свободни радикали, но тези кислород-съдържащи молекули могат да улеснят образуването на свободни радикали. Тези кислород- съдържащ молекули комбиниран план реактивни кислородни видове (ROS, ROS). AFC действие върху субстрати, състоящи се от нуклеинови киселини, протеини, аминокиселини странични вериги и двойни връзки в ненаситени мастни киселини.
Увреждане на макромолекули (и клетката като цяло) в резултат на AFC се нарича оксидативен стрес.
Генериране на ROS в митохондриите
Окислително увреждане на ДНК
В единични и прекъсвания на двойната верига,
Образование AN-сайтове (т.е. загуба osnovaniya- пиримидин или пурини)
повредени основи и захари, които съставят ДНК.
Хидроксилен радикал причини йонизация на ДНК бази. В допълнение, важна роля играе ненаситени мастни киселини. След пероксидация те образуват стабилни производни, които са свързани с нуклеинова киселина, за да се образува ДНК адукти (съединения), е трудно да се чете. Също така оформена напречна ДНК и ДНК-ДНК протеин. Както вече бе споменато, модифицираните бази се образуват в процеса на увреждане на ДНК:
Агенти, които увреждане на ДНК и РНК и повреди и свободни нуклеотиди. Пурини и пиримидини в 100-1000 пъти по-чувствителни към промени във формата и mononukleozidov нуклеотиди, отколкото в ДНК и РНК, където те са защитени от спирална структура. Модификация nukleotidov- басейн е един от най-важните фактори на увреждане на нуклеинови киселини. Докато ДНК и РНК полимерази разпознават повредени или модифицирани бази, това признание е недостатъчна и те могат да се вгради porezhdennye нуклеотиди в прицелната нуклеинова киселина.
Повреда на промотиращите области на гени
Промотор - ДНК последователност от нуклеотиди, които са признати от РНК полимераза, като стартирането тампон за началото на специфичен или смислен, транскрипция. В прокариоти, промоторът съдържа редица мотиви, които са важни за признаване от РНК полимераза, по-специално така наречените -10 и -35 последователности. Промоторът е асиметричен, което позволява на РНК-полимеразата да започне транскрипцията в правилната посока и след това показва коя от двете вериги на ДНК ще служи като матрица за синтеза на РНК. Промоторната област в рамките на един оперон могат да се припокриват или не се припокриват с част оператор цистрон на (ген). При еукариотите, които включват хора, никакви оперон, транскрипция, но и започва с промотор. Освен това, промоторите са транскрипционно активни гени нуклеозоми не са защитени, и за това са по-податливи на окисление бази. Също така, промотори богати лесно окислени и трудно repariruemymi GC-последователности (ако vzaimmodeystvii с радикали лесно образува 8-оксо-гуанин).
Поради важността на промоторната област, всяка мутация в него може да доведе до неправилно четене или невъзможност на транскрипция на гена, което от своя страна води до злоупотребява синтезата на функционален протеин. този процес може да бъде в основата на различни заболявания.
Роля на окислително увреждане на ДНК в стареене и болест поява
онкологични заболявания
Rak- е генетично заболяване. От тази гледна точка, всеки фактор, който взаимодейства с ДНК и модифициране е канцерогенен. Следователно AFC мутагенен, канцерогенен ефект. Един от най-изучава настоящите щети маркери е 8 oksoguanin (8-oxoGua). Неговото присъствие в ДНК води до заместване на GC-TA ако не преди репликация е отстранена. Например, в изследване на нивото на 8-oxoguanine в миома на матката клетки, беше установено, че нивото корелира с размера на тумора. Повишаване нивото на модифицирани бази причинява нестабилност геном и увеличава потенциала за метастази в тумор оформен. Доказано е, в някои изследвания на видовете аденокарцином.
Окислително увреждане обяснено с наличието на много различни мутации в същата клетъчна карцинома с развитието на тумора увеличава броя на тези мутации. Логично е да се предположи, че те възникват в хода на развитието на тумора. Играе роля вътреклетъчни процеси (окислително фосфорилиране, метаболизма на мастни киселини в пероксизоми, реакции, свързани с цитохром Р450 "респираторен взрив" в фагоцити), които са основен източник на свободни радикали, отговорни за промяната на основи, и по този начин мутации, водещи до рак.
атеросклероза
увреждане на ДНК са важни за патогенезата на атеросклероза. До известна степен увреждане на атеросклеротична тъкан инициирана от мутации, както и в рак. Има доказателства, че в тъканите на аортата, болни атеросклеротичния процес, открити високи нива на 8-oxoguanine, които могат да бъдат една от причините на заболяването.
Оксидиран липопротеин с ниска плътност (LDL) и участва в развитието на атеросклеротични увреждания на тъканите. Установено е, че в допълнение към основната си трансфер Функции на холестерол него (но не основната форма на LDL) намалява активността на ензими, участващи в ексцизия ремонт на 8-oxoguanine. Същото изследване установи, че витамин С заедно с α-токоферол инхибират този процес.
невродегенеративни заболявания
Може би оксидативен стрес участва в патогенезата на болестта на Алцхаймер. Тази теория се основава на факта, че ROS участват в невротоксичност на амилоид бета протеин. Доказано е, че пептиди спонтанно генерират свободни радикали. Високо ниво на 8-oxoguanine е намерен не само в левкоцити на пациентите, но и в мозъчната тъкан. Това означава, че спадът във възстановяването на ДНК играе роля в появата на болестта на Алцхаймер (нива на пациентите OGG1 (8 oksoguanin ДНК гликозилаза) е значително по-ниска, отколкото в здрави). Това е до известна степен се обяснява масивна загуба на неврони в това тежко заболяване: натрупването на увреждане на ДНК в увредени неврони като сигнал за задействане на апоптоза.
Ролята на оксидативния стрес в появата на свързани с възрастта заболявания все още се обсъжда. Привържениците на "свободните радикали теорията на стареене" Харман смятат, че натрупването на щети, причинени от оксидативен стрес води до свързана с възрастта увреждане на тъканите, канцерогенеза и най-накрая, на стареене. Но има и противници на тази теория. Каквото и да е, в много отношения, тази теория е вярна, но изследванията са необходими:
1) как се случва вредата,
2) как може да бъде защитена от клетката и организма като цяло,
3) как да активирате вътрешните резерви,
4) как да се определи границата, след която има рак, диабет, атеросклероза и други стареене сателити?
Тези и много други въпроси ще разкрият ученият, и може би тогава ще намерим еликсир на младостта.
Свързани статии