Влияет ли ДНК на смерть (например, из-за старения клеток)

Возможно, лучшим типом исследований для изучения роли генов (ДНК) в старении человека являются исследования близнецов . У них либо одинаковая ДНК (монозиготные, одна яйцеклетка, «однояйцевые» близнецы (MZ)) или аналогичная ДНК (дизиготные близнецы, две яйцеклетки (DZ)), и они, возможно, подвергаются воздействию одной и той же или разных сред. Я не буду повторять информацию по ссылке выше, но исследования такого типа показывают, что наша ДНК не является абсолютной дорожной картой нашего будущего.

Повреждение ДНК может быть вызвано воздействием чрезмерного излучения, вирусов, химических веществ и просто «случайных событий». Клетки и ткани также могут быть повреждены окислительным повреждением – буквально кислородом и родственными молекулами, которые вырабатываются в организме и могут реагировать с компонентами клеток (например, ДНК, белки и липидная клеточная мембрана). Накопление этих продуктов окисления внутри клетки и вокруг нее нарушает функцию ткани и приводит ко многим симптомам старения — процессу, называемому старением .

Очевидно, что мы не можем избежать наличия кислорода вокруг нас. Точно так же наши клетки нуждаются в сахарной глюкозе в качестве источника энергии. Глюкоза может спонтанно реагировать с белками и липидами с образованием конечных продуктов гликирования (AGE) . КПГ являются провоспалительными. При диабете, когда уровень глюкозы в крови может оставаться выше нормы в течение длительного времени, образование КПГ может привести к повреждению нервов и почек. Химическая реакция, которая происходитэто то же самое, что когда вы поджариваете кусок хлеба или жарите бифштекс. Парадоксально, но два основных компонента жизни — кислород и глюкоза — медленно, но верно нарушают функции нашего организма на протяжении десятилетий. Хотя организм может заменить некоторые из этих поврежденных белков, со временем они накапливаются, о чем свидетельствует возрастающая потеря эластичности старой кожи, поскольку белки коллагена сшиты.

Регулярные физические упражнения, правильное питание и дружеские отношения способствуют психическому и физическому здоровью, качеству жизни и долголетию. Так что, чтобы жить долго, не нервничайте, съешьте ОДИН кусок пирога и заведите новых друзей, которые будут заниматься спортом вместе с вами.

Организмам важно обновляться. Эти организмы меньше изнашиваются, они модифицируются в ходе эволюции, чтобы лучше соответствовать текущей среде, у них больше шансов иметь здоровое потомство, о котором они могут заботиться. Следует также учитывать, что генетически мы должны быть оптимальными во всем, что обеспечивает наше дальнейшее выживание как вида. Таким образом, мы должны оставаться в живых только до тех пор, пока это приносит пользу виду (т.е. растить наших детенышей), и умирать, когда мы меньше помогаем и больше бремени.

Итак, учитывая все это, почему возникают ошибки или мутации? Ну, нам нужно оптимальное количество мутаций, которые позволят нам постоянно развиваться, чтобы адаптироваться к новейшей среде. Если мы не развиваемся, мы умираем. Сохранение нашей ДНК свободной от мутаций в любом случае слишком дорого обходится для того, чтобы приносить пользу выживанию вида (а не индивидуума). Это потребовало бы слишком много путей проверки ошибок, которые сами нуждались бы в проверке. Так что да, наши клетки запрограммированы на мутации (не имея полностью успешных методов противодействия), поскольку это полезно.

Сами наши клетки могут воспроизводиться только определенное количество раз из-за длины теломер. Это маленькие кусочки ДНК на конце, которые после каждого цикла укорачиваются (поскольку мы не можем эффективно реплицировать ДНК на конце). После определенного количества повторений клетка обречена на гибель. Существует фермент, теломераза, который сбрасывает это, удлиняя теломеры. Однако чрезмерная экспрессия этого фермента приводит к раку. Опять же, для нас важно мутировать, чтобы развиваться, но слишком много вредно. Тот же самый аргумент в пользу того, что быть совершенным и не мутировать слишком дорого.

Логика подсказывает, что если бы люди выжили намного дольше, перенаселение повлияло бы на наше собственное выживание.

Очевидно, ДНК может быть настолько повреждена, что организм погибнет. Тривиально, облучение клеток радиацией вызовет безудержное повреждение ДНК, что вызовет запуск p53 и приведет к самоубийству клеток (апоптозу), это «преднамеренный» (так сказать) механизм управления риском рака.

На практике причина, по которой повреждение ДНК приводит к смерти, обычно заключается не в том, что информация искажается и важные функции аннулируются, а в том, что мутации приводят к раку, а рак приводит к смерти.

Однако большинство людей не умирают от рака. У многих так, особенно в развитых странах, но чаще всего люди умирают из-за инфекции или сердечной недостаточности. Другие основные причины включают нейродегенеративное заболевание (отмирание нейронов) и диабет.

Если вы спрашиваете, есть ли в какой-то части ДНК бит, говорящий Maximum_Age = 85(по аналогии с константами программирования), я не думаю, что что-то подобное было найдено. У тела, естественно, есть конечная продолжительность жизни, потому что вещи ломаются, она продлевается до определенного момента, потому что у тела также есть механизмы для восстановления некоторых видов повреждений.

Почему бы не устранить все виды повреждений? Почему процессы репарации несовершенны и не могут бесконечно поддерживать организм? Хорошие вопросы, без хороших ответов, известных науке.