Я подумал, что хотя я и знаю, как в целом работает клетка, у меня нет ощущения, насколько она изменчива. Я хочу знать, какова продолжительность жизни/скорость оборота различных составляющих клетки.
На молекулярном уровне каковы времена жизни различных белков, рибосом, липидов, углеводов, ДНК и РНК. А аминокислоты, нуклеотиды?
На уровне органелл каковы времена жизни митохондрий, аппарата Гольджи. Изменяется ли когда-либо ядро или ЭР, если не во время мейоза.
Я понимаю, что время жизни зависит от контекста. Например, для ДНК, клеток, которые реплицируются, период полураспада составляет примерно одну репликацию, поскольку создается новая цепочка целиком. В нейронах, которые не реплицируются десятилетиями, дело обстоит иначе. Но ДНК не может просто сидеть там. Его постоянно распутывают, переписывают, повреждают и ремонтируют. Поэтому у него другая постоянная времени.
Мне все еще очень интересно узнать какие-то конкретные цифры.
Ваш вопрос состоит из нескольких частей, поэтому я попытаюсь ответить на них один за другим.
С точки зрения стабильности и оборота белков, это хорошая статья, описывающая, как линия клеток человека (HeLa), хотя это линия раковых клеток, используется для измерения оборота белков ( http://www.ncbi.nlm.nih). .gov/pmc/articles/PMC3316722/?report=classic ). Они использовали метод меченых аминокислот и масс-спектрометрию (SILAC) для измерения оборота белка. Сделан вывод, что в среднем оборот составляет 20 часов, что соответствует моему опыту при нокдауне генов в клетках дрозофилы (S2) с использованием РНК, поскольку мы инкубируем РНКи с клетками в течение 72 часов, чтобы убедиться, что большинство белков, на которые мы нацелены, деградируют и мы можем видеть желаемые эффекты в клетках.
Теперь, переходя к вашим вопросам, касающимся оборота органелл, вы должны учитывать, что клеточные органеллы очень ценны для клеток, поскольку большинство из них потребляют много энергии для построения, поэтому они поддерживаются, если они не получают критических повреждений, и они станут вредными для клеток. клеточная целостность. В этом случае органеллы, такие как митохондрии, подвергаются определенному типу деградации, называемому митофагией, которая является подтипом аутофагии. Теперь я уверен, что существует конкретное среднее время для так называемого оборота клеточных органелл в «нормальных» условиях, но это слегка вводящее в заблуждение представление, поскольку оборот может быть вызван активными формами кислорода (АФК) или старением, ведущим к менее эффективному клеточное поддержание и накопление токсичных агрегированных белков или АФК.
Теперь, чтобы пояснить использование слова «период полураспада» в последнем абзаце, период полураспада обычно относится к времени, которое требуется половине молекул в данной системе для деградации (или, если быть более точным, период полураспада — это количество время, необходимое для того, чтобы количество упало до половины своего значения, измеренного в начале периода времени), поэтому я не согласен с использованием вами слова период полураспада в последнем абзаце вышеприведенного вопроса, хотя человеческая ДНК имеет предел репликации (предел Хейфлика) примерно 40-60 из-за укорочения теломера, а затем клетки (из-за ДНК), которые больше не реплицируются, вступают в старение и в конечном итоге умирают.
Теперь, переходя к нереплицирующимся, высокодифференцированным клеткам, таким как нейроны, все еще остается загадкой, как нейрональная ДНК остается столь стабильной (хотя ДНК является высокостабильной молекулой (по сравнению с РНК) и ее дальнейшая стабилизация посредством гистонов), в то время как претерпевая множество динамических процессов, таких как транскрипция (поскольку, если что-то пойдет не так, клетки не могут быть заменены, по крайней мере, в ЦНС) и как аксоны некоторых нейронов, которые могут достигать более метра в длину, так хорошо сохраняются в течение десятилетий. В научном сообществе по этому поводу идет оживленный спор, о котором вы можете узнать, если просто введете в поисковик слово «обслуживание аксонов».
Надеюсь, это ответит на некоторые ваши вопросы.
нейроних
Бехзад Роушанраван
нейроних
Бехзад Роушанраван
Бехзад Роушанраван