Важно е да не количеството, а качеството на

друго откритие изглежда не оставят вратички, независимо дали това е един порочен кръг, или не, да участват мутации на митохондриална ДНК в стареене: наистина много малко клетки обикновено съдържат мутирали митохондриите.

Да, възрастен малка фракция на клетките - около 1% - са заети с техните митохондрии ДНК дефект във всяка; но 99% от клетките в това отношение не страда.

Мога 1% да направи разликата?

Много biogerontology счита, че тези данни да заобикалят някакви теории, като твърди, че е важно увреждане на митохондриите в процеса на стареене. Ако го задържа на същото ниво на производство на аденозин трифосфат (АТР) в почти всяка клетка в тялото. като млад мъж, и вредите, причинени от свободните радикали не е по-голямо, отколкото е било в разцвета на силите си, едва ли е възможно, че една малка част от клетките, дори и с ниски нива на енергия, в които митохондриите, обаче, произведени не повече свободни радикали, отколкото в съседни клетки (в действителност, по принцип не формират) има значително отрицателно въздействие върху функционирането или тъкани от тях организъм като цяло. От тази гледна точка, теорията на стареене на базата на митохондриалните свободните радикали е починал.

оцеляване на най-лошото

Според теорията на порочния кръг във всяка митохондриите на цялата си съществуване бавно се натрупват малки случайни промени. Фактът, че в клетки, съдържащи мутантния митохондрии, тези органели са същите мутация и мутантни митохондриите напълно изместват всички нормални, се оказа неправилно тази позиция.

Единствената разумна алтернатива е "клонова разширяване": настъпва един единствен митохондриалната неблагоприятна промяна, както и неговите наследници, малко по малко да заемат цялото клетката. Припомнете си, че митохондриите се размножават чрез разделяне на две части, като амеби: а "майка" органел копира ДНК така образувани две идентични копия на изходния материал и съответно две идентични потомък, всяка от които носи точно копие и всякакви мутации, които се появяват в "майка" органела , Следователно, няма никакво съмнение, че "клонинг" на същата мутант митохондриите в клетката е продукт на една единствена митохондриалната, в която е настъпила мутация и които са го прехвърля на наследниците му, измествайки всички останали митохондриите и взе всичките им места.

Колкото и парадоксално идеята, че митохондриите от мутант ДНК някак набира с господстващо положение в клетката. В крайна сметка, тези органели са някак дефектни в тяхната ДНК, поради атаките на свободните радикали, или защото грешки репликация липсват един или повече от най-големите сайтове. Въпреки, че от време на време мутации са полезни - в противен случай аз няма да отида еволюция - е много малко вероятно, че такова събитие се е случило отново и отново, и че в резултат на случайни мутации в момента са в близост до някои клетки митохондриите получени Дарвиновата адаптивно предимство пред останалите митохондриите. И все пак е известно, че се наблюдава в митохондриите вредни мутации: те са напълно лишени от способността на органела да извършват окислително фосфорилиране и по този начин - осигуряване на аденозин трифосфат.

Идеята за "клонова разширяване" и е трудно да се примири с факта, че много различни мутации може да доведе до изместване на някои специфични митохондриите на всички останали. Докато в същите клетки са мутантни митохондрии съдържат същата специфична мутация в други подобни клетки може да бъде митохондрии, съдържащ напълно различна мутация.

Оказа се, че там не е една специфична мутация, мутантният митохондриите дава селективно предимство и много мутации, които са възникнали независимо изолирани в митохондриите са далеч един от друг клетки, са същите конкурентноспособността.

Всички тези различни мутации имат нещо общо. Те не са причинени от умерени промени, засягащи някой протеин - всички те принадлежат към вида на мутации, които водят до прекратяване на синтеза на 13 белтъци, кодирани от митохондриална ДНК. Тук е обща собственост и може да бъде ключът към отговора на въпроса, защо мутиралите митохондриите не могат да доминират.

Какво митохондриите се различават от обикновено, нормално ли е? Те, разбира се, не произвежда много ATP дава клетка само малко количество енергия от началните етапи на химическото извличане на енергия от хранителни вещества; Тази сума е само част от това, което дава работеща система за окислително фосфорилиране. Тази ситуация, разбира се, лошо за клетката, но много малко влияние върху митохондриите, които обикновено плаща почти цялата аденозин, произведени от него. Въпреки намаляването на енергийната въздействието мутирали митохондриите на има селективно предимство, беше ясно, че - противно на първото впечатление - намаляването на предаване на енергия в действителност не е пряко неблагоприятно положение в сравнение с други митохондриите на клетката, които биха могли да попречат на господството.

Друга разлика митохондрии, не е способен на окислително фосфорилиране, на други митохондриите в клетките се появи по-близки до предимство по такъв митохондрии вече не произвежда свободни радикали. Припомнете си, че свободните радикали възникнат изтичане на електроните в контролирана канали, на която има протон поток "резервоари" шофиране "турбина" във вътрешната митохондриална мембрана. Ако самата система е протон помпа отсъства, и няма теч - и няма свободни радикали.

Няма нужда да се справят с постоянно унищожаване на свободните радикали изглежда е полезно за митохондриите, но не е ясно как това ще доведе до конкурентно предимство в сравнение с околните нормални органели. Въпреки това, той спира бомбардиране на ДНК, но в този момент вече е повреден (заличаване).

Също така е ясно, че вътрешната мембрана на митохондриите, вече не се чувства атаките на свободните радикали, но след това отново изглежда, не е от значение за стареенето, както и в мембраната на митохондриите във всеки случай, постоянно разкъсана и заменен, било то по време на репликацията или края краткия си индивидуален живот, когато митохондриите с неизправни мембрани се изпраща на "работник в крематориум" клетка.

оползотворяване на отпадъци

Какви са причините за митохондриите да отидат в системата на клетъчна изхвърляне на отпадъци? Да точно да отговори на този въпрос изисква много работа. Въпреки това, дори и тогава, когато Алекс Комфорт, критикува теорията на стареене, на основата на образуването на свободни радикали в митохондриите, гледката беше, че не е селективен процес, по-специално в чест на старите, повредени органели за унищожение. Но тази гледна точка не може да се приема за даденост, без доказателства. Дълго време се е смятало, че някои компоненти на клетките са в циркулацията непрекъснат процес случайно оползотворяване: лизозоми (по-точно, на специален вид прекурсори лизозоми наречени autophagosomes или autofagovakuolyami), като се разбърква на клетката абсорбират различни клетъчни компоненти, счупване, който идва просто бране на случаен принцип се определя количество материал, така че рано или късно всяка клетъчна структура, включени в цикъла и се актуализира.

Но сега по-разпространено различна идея: лизозоми абсорбират протеини и други клетъчни компоненти са целенасочено. Отчасти това е просто начин да се използва оскъдните ресурси. Представете си, че при монтажа на стари порутени превозни средства извън пътищата (за намаляване на замърсяването на въздуха, намаляване на изхвърляне в атмосферата на газове, които да влошат парниковия ефект; подобряване на земята; цените на металите намалеят поради тяхната оползотворяване), властите изпращат в страната на специални агенти, които, нефокусиран а бедните райони на гледане произволно избрани машини, за да бъдат изпратени на депото. Тези дейности ще са дали някои резултати, но това би било напразно унищожени много добре работоспособни автомобили (дори и да не докосвайте въпроса за правото на частна собственост).

Но в някои случаи има по-убедителни причини да се смята, че "до кофата за боклук", изпратен не случайно са паднали, както и някои органели. Някои клетъчни компоненти, надхвърля неговия полезен функциониране живот, очевидно са токсични за клетките, ако не ги отстранят бързо. Подобно на един омагьосан метла за "Fantasy", която запълва за барел с вода, докато тя не се разлива, така че водата ще залее стаята, много протеини и органели са полезни само за ограничен период от време; Когато изчерпани ролята им, те трябва да бъдат отстранени, това означава унищожаване на клетката за последващо оползотворяване.

Например, за мобилизиране на силите имунната защита за борба с прониква в тялото на патогенни агенти изискват образуването на ензим "провъзпалителен", но ако се получи този ензим да действа, като допринася за възпалителния процес, и след отстраняване на заплахата, той ще развие разрушителна хронично възпаление, проявена от вида на автоимунно заболяване като ревматоиден артрит или системен лупус еритематозус.

Има добри причини, поради които е необходимо да се унищожат клетъчната митохондрия мембраните на повредени от свободните радикали. Припомнете си, че вътрешната митохондриална мембрана играе ролята на резервоар на язовира преди протон мотив energogeneratornuyu "турбина" комплекс V. "дупки" в мембраната означава изтощително изтичане резервоар - единичен протон добив без генериране на АТР. Доказателства в подкрепа на това становище, а именно, изтичане поради повредени мембранни молекули са открити през 1970г.

"Отделящи се" митохондриите са могли да причинят сериозно увреждане на ограничените ресурси, защото транспортната верига електрон ще продължи да работи разходите, които са извлечени от енергията на храни в безплодни опити да се пълнят резервоара на протон. Получава се от хранителни електрони продължи да тече във веригата, който ги използва за изпомпване на протони през мембраната, което веднага ще "течеше" обратно без създаването на електрохимична градиент, необходими за преобразуване на енергия в желаната клетка форма, без генериране на АТР. запаси от енергия в клетката ще бъдат изчерпани, хранителните вещества няма да бъдат изразходвани за производството на АТФ и топлина, т.е. губи.

Освен това, поради увреждане на вътрешната митохондриална мембрана на много малки протеини интрамитохондриален пространство може да излезе от митохондриите в цитоплазмата. Ако те останат активни, а след това се озова на грешното място тя може да бъде токсичен за клетките.

За клетки директно смисъл да са налице някои механизъм за изпращане на митохондриите на лизозоми за унищожаване, когато митохондриалните мембрани са увредени в резултат на собствените си дейности. Тази прогноза изглежда се сбъдва: откритите напоследък (в мая) конкретни ръководства протеини, които са етикетирани митохондриите на лизозомите. Все още е неизвестно как клетката се реши, че от митохондриите да бъдат маркирани, но е доказано, че формирането на "дупки" в митохондриална мембрана е сигнал, че се увеличава скоростта на изпращане на митохондриите "до кофата за боклук".

Ние можем да приветстваме само премахване на дефекти в клетката и потенциално токсични компоненти, както и природата, както винаги, е разработила отличен начин да се гарантира това. Но това е, което е очевидно: по ирония на съдбата, големите заличавания на митохондриална ДНК ще позволят на превозвача на тяхната органел бягство от самия механизъм, който трябва да гарантира, че въвеждането на митохондриите в "черния списък" на унищожение.

Когато митохондриална мутация се среща този вид, който се натрупва с годините, той веднага спира окислително фосфорилиране, а заедно с него - образуването на опасни свободни радикали. Но намаляването на образуването на свободни радикали, от своя страна, води до намаляване, причинени от свободните радикали. Да не забравяме, че според преобладаващата теория на порочния кръг на митохондриална ДНК мутации, се умножават, тъй като заради тях митохондриалната произвежда повече свободни радикали, отколкото органели див тип. Това е мястото, където привържениците на тази теория, и е направил грешка.

Какво се крие зад чистите мембрани

Мутирали митохондрии имат предимство над нормалното. Дори съвсем нормално функционираща митохондриите с постоянно променяща се малко ниска скорост произвежда свободни радикали, които причиняват увреждане на мембраните. След няколко седмици тази повреда достигне ниво, на което са изпратени митохондриите "на сметището", а след това в клетка, сигнал за нов цикъл на размножаване на митохондриите да замени дефектния "електроцентрала".

Но този процес елиминира само митохондрии с увредени мембрани; в който ДНК е все още в състояние да осигури транспорт на електрони, което води до свободните радикали на техните мембрани. Митохондриите с непокътнати (не-засегнати) мембрани, но повредената ДНК няма да има външни белези на своите вътрешни дефекти и изплъзваше от ангела на смъртта.

След определен период от увредени митохондрии се до унищожаване лизозоми в клетката да се реплицира сигнал се появява митохондриите. Някои от останалите митохондриите или те ще се възпроизвеждат. Тъй като големите органел ДНК изтривания почти винаги избягват тъжна съдба като външно изразен щети, те са в състояние да се размножават, докато много митохондрии с увредени мембрани, но генетично непокътнати (!) Са изключени от обращение преди време, за да се възпроизвеждат. По този начин, мутантни митохондриите получават селективно предимство над дивия тип: когато репликацията на митохондриите повече и повече от тези органели остане от отхвърляне и генетично нормални органели са унищожени и се изхвърля като "боклук".

Ето как еволюцията на живите същества. Сред животните, тези лица, които се движат по-бавно или по-малко успешно, да търсят храна, или по-лошо, да видят по-леки стават жертва на хищници, по-изложени на околната среда или заболяване, поради което не се управляват ефективно да възпроизвежда и предадат своите гени на следващото поколение. В същото време, други, по-добре адаптирани индивиди са по-склонни да напуснат потомство, които ще носят в гените им, които предоставят помощи, и по този начин тя е фиксирана в поредица от поколения. Постепенно гените, които допринасят за по-добра адаптация към опасните фактори на околната среда стават доминиращи в населението.

оцеляването на клетките заплашени от унищожение от лизозомите митохондриите - един вид хищници, поради които оцеляват само митохондриите, подходящи за безопасно производство на енергия, необходима на клетките. Начинът, по който се развива (да, това се развива!) Митохондриите - начин да се прикрие, да ги крие от "хищници очите". Напълно дисфункционални митохондрии поради липса на увреждане на мембраните показват нормални за клетъчен механизъм за наблюдение. Тези органели като фарисеите чистите външността, но вътре в черно.

Тази концепция за "прикрити мутанти" за първи път предоставя последователна обяснение за преобладаването на дефектни митохондриите в клетките. В SOS (от английски оцеляването на най-бавните. - Оцеляването на най-бавно, или, по-общо, най-лошото) - постулира адаптивно предимство неактивна ( "бавно", или по-лошо) на митохондриите в Дарвиновата борба за съществуване на вътреклетъчната "джунгла".

Сега, за да обясни как малък брой клетки, "дойде на власт" дефектни митохондрии трябва да отговори може би дори по-важен въпрос е как тези клетки са само една малка част от всички клетки на тялото, в резултат на застаряването на целия организъм?