Механизмы повреждающего воздействия на ДНК нормальных метаболитов - альдегидов, накапливающихся в облученных клетках

• Автор: Семин, Юрий Алексеевич
• Шифр специальности: 03.00.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 336 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Апоптотическая гибель клеток лимфоидных тканей при воздействии ионизирующей радиации. Краткая история проблемы

Глава 2. Молекулярные механизмы программированной клеточной гибели апоптоза

2.1. Фаза индукции апоптоза

2.2. Фаза активации апоптоза.

2.2.1. Белок р активирует апоптоз при невозможности устранить повреждения ДНК .

2.2.2. Антиапоптические и проапоптические белки семейст

ва Вс включены в контроль жизнеспособности клетки

2.2.3. Митохондрии активируют апоптоз, провоцируя оксидантный стресс

2.2.4. Снижение содержания восстановленного глутатиона в клетке активирует апоптоз.

2.3. Фаза реализации апоптоза
2.4. Нуклеолиз происходит уже в погибших клетках.
Глава 3. Радиационное изменение биохимических процессов в клетках лимфоидной ткани как возможная причина активации программированной клеточной гибели.
3.1. Нарушение активности ферментов приводит к накоплению промежуточных продуктов гликолизатриоз .
3.2. Триозы повреждают ДНК и ингибируют ее матричную активность
3.3. Формальдегид в качестве активатора программированной клеточной гибели
3.3.1. Энзиматические пути образования формальдегида в организме .
3.3.2. Внеплановая продукция формальдегида и повреждения ДНК при активации иереокисления липидов
3.3.3. СЗНзависимая энзиматическая детоксикация формальдегида
3.3.4. Известные пути взаимодействия формальдегида с ДНК не являются определяющими для проявления генотоксических свойств альдегида
3.3.5. Формальдегид индуцирует в клетке образование сшивок ДНКбслок
3.3.6. При действии на клетки формальдегид вызывает образование разрывов в ДНК и фрагментацию хромосом
Г лава 4. Механизмы потенцирования аминокислотами повреждающего
действия формальдегида на нуклеиновые кислоты
4.1. Взаимодействие формальдегида с нуклеотидами в присутствии аминокислот ускоряется в сотни раз и происходит в две стадии
4.2. Формальдегид в соединении с аминами модифицирует остатки гуанина в двухспиральной ДНК, не расплетая нуклеиновую кислоту
4.3. Гистон и полилизин в присутствии формальдегида связывают гуанинсодержащие компоненты нуклеиновых кислот.
4.4. Деградация ДНК при совместном воздействии формальдегида и аминов является следствием выщепления аденина из нуклеиновой кислоты
4.4.1. ДНК в растворах, содержащих формальдегид и глицин, теряет аденин.
4.4.2. Аминометилольные соединения расщепляют гликозидную связь только в производных дезоксиаденозина
4.5. Продукт взаимодействия формальдегида с лизином стабильно модифицирует адсиинсодержащие компоненты нуклеиновых кислот.
Глава 5. Повреждения, вызываемые в ДНК формальдегидом в соединении с аминами, ингибируют матричный синтез и приводят к гибели клеток.
Глава 6. Формальдегид в присутствии аминокислот фиксирует изменения вторичной структуры ДНК, индуцированные внешним
электромагнитным полем.
Глава 7. Использование реакций модификации нуклеиновых кислот и белков формальдегидом в присутствии аминов в медикобиологической практике,
7.1. Применение смесей формальдегида с аминокислотами для инактивации инфекциозности вирусов.
7.2. С помощью аминокислот можно увеличить уровень включения формальдегида в белки и при этом обеспечить большую сохранность их антигенной структуры.
7.3. Использование аминометилольных соединений для введения радиоактивной метки в биополимеры.
7.3.1. Радиометрический метод проявления седиментационных распределений ДНК из немеченых клеток.
7.3.2. Способ получения меченых белков
7.4. Применение аминометилольных соединений для анализа структуры ДНК.
7.4.1. Определение дефектов вторичной структуры ДНК с помощью продуктов взаимодействия формальдегида и аминокислот.
помощью продуктов взаимодействия формальдегида и
аминокислот
7.4.2. Выявление локализации адениновых звеньев в ДНК при помощи продукта взаимодействия формальдегида с
этаноламином.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
ПРИЛОЖЕНИЕ. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ.
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


При этом утверждалось, что ни эндонуклеаза I, ни эндонуклеаза II в деградации хроматина не участвуют ,6. ДНК в радиоустойчивых гепатоцигах убедили большинство исследователей, что решающий этап в интерфазной гибели лимфоцитов заключается в энзиматической межиуклеосомной фрагментации ДНК. Она ведет к пикнозу ядра и последующей, уже необратимой, интерфазной гибели . Уменьшение содержания АТР в облученных тимоцитах сопровождается накоплением промежуточных продуктов гликолиза фосфатов глицеринового альдегида и диоксиацетона. А.И. Семин Ю. А., Поверенный А. М. и др. Учитывая, что фрагментация хроматина в облученных лимфоцитах носит упорядоченный и ферментативный характер, маловероятно, чтобы промежуточные продукты гликолиза принимали бы в нем участие, по крайней мере на ранней стадии этого процесса. Для того чтобы оценить истинность такой точки зрения, необходимо детальнее остановиться на анализе современных представлений о механизмах, обусловливающих гибель клеток в форме апоптоза. Г лава 2. Апогпгоз может быть разделен на несколько фаз 1 индукции 2 активации 3 реализации 6. Некоторые авторы выделяют еще четвертую стадию деструкции или деградации, в ходе которой уже погибшая клетка распадается с образованием апоптотических тел 1,4. Индукция апоптоза происходит, если вне или внутри клетки возникает сигнал, который может включить ПКГ. Природа этих сигналов, как было сказано выше, самая разнообразная ионизирующая радиация, генотоксическая или физиологическая травма, аноксия, оксидантный стресс, действие гормонов или цитокинов и т. Но при всем многообразии условий индукции они могут быть сведены к двум вариантам. При первом внешний сигнал воспринимается мембранными рецепторами, например, рецепторами к фактору некроза опухолей ФНО или к , вслед за чем клетка переходит в следующую фазу ПКГ фазу активации апоптоза. Второй вариант объединяет все случаи, когда индуцирующий фактор экзогенный или эндогенный, воздействуя на те или иные мишени в клетке хроматин, митохондрии, мембраны и т. В тоге эти нарушения трансформируются во внутриклеточный сигнал к реализации ПКГ 1. Примером эндогенного сигнала к развитию апоптоза является накопление нерепарированных разрывов ДНК и продуктов перекисного окисления липидов ПОЛ в тимоцитах при радиационном поражении или повышение
внутриклеточного уровня Са 2, 3. Данная фаза решающая для дальнейшей судьбы клетки. На ранней стадии этой фазы в клетке начинает нарушаться равновесие между факторами, обеспечивающими ее жизнеспособность, и провоцирующими гибель клетки. Центральное место в событиях, разворачивающихся при активации ПКГ, и, более того, в регуляции жизнеспособности клеток млекопитающих отводится белку р и многочисленным белкам, составляющим семейство Вс. Продукту гена р приписывают роль главного защитника генома , 6. Этот ген очень консервативен и обнаружен у многих представителей животного мира. Функция белка р в нормальной клетке заключается в связывании с промоторными участками друтих генов со специфическими последовательностями ДНК и в управлении их активностью. Но главной причиной увеличения содержания р в клетке, наблюдающегося абсолютно при любых воздействиях, приводящих к возникновению разрывов в ДНК, является возрастание стабильности этого белка 2. Предполагается, что механизм повышения стабильности р при повреждении ДНК заключается в увеличении связывания белка с ДНК, что делает его недоступным для деградирующих систем 7. Экспрессия р обеспечивает адаптивный клеточный ответ на генотоксический стресс путем активации группы генов , продукты которых, повидимому, запускают механизмы репарации, и гена р, блокирующего продвижение клетки по циклу 5, 3. Если же поражение ДНК слишком мощное и не может быть полностью репарировано, этот же белок р обеспечивает запуск ПКГ, ингибируя экспрессию Вс и активируя образование Вах, белков, уже непосредственно вовлеченных в регуляцию апоптоза , 1, 6, 8. Однако в некоторых моделях апоптоза он апоптоз провоцируется скорее репрессией, чем активацией рзависимой траскрипции, и ингибиторы макромолекулярного синтеза не блокируют такой апоптоз 8, 5, 1.