Генетический аппарат клетки

Каждая живая клетка тщательно оберегает свой генетический аппарат от вторжения чужой наследственной информации. И тем не менее нуклеиновая кислота вируса ухитряется проникать в заражаемую клетку. Процесс проникновения вирусной ДНК через мембрану клетки пока недостаточно изучен, а между тем знать его во всех тонкостях важно для борьбы с вирусами. Простейшая модель, достаточно хорошо имитирующая мембрану живой клетки,— это липосома, микроскопический шарик, оболочка которого — искусственная мембрана — построена из липидных молекул, тесно прижавшихся друг к другу. Липосомы нужного состава можно получить из липидов- Эти жировые вещества, как известно, гидрофобны — отталкивают от себя молекулы воды, и в водных растворах, близких к внутренней среде клетки, например, в физиологическом растворе, они образуют замкнутые в кольцо ряды молекул, у которых гидрофобные концы, остатки жирных кислот, торчат наружу.

Свечение можно было наблюдать только после того, как липосомы разрушали, воздействуя на раствор ультразвуком. Очевидно, разрушенная таким способом искусственная мембрана высвобождала ДНК. Значит, ДНК внутри липосом?

Но когда светящийся реактив помещали внутрь липосомы, а лишь потом добавляли ДНК, флюоресценции тоже не было. Характерное свечение и в этом случае появлялось только после обработки липосом ультразвуком, после разрушения искусственных мембран.

Это значит, что образование комплекса ДНК с искусственной мембраной приводит к тому, что ДНК переходит в замкнутые мембранные структуры. Исследователи из Новосибирска предлагают такое наиболее вероятное истолкование для полученных ими результатов. ДНК не просто «садится» на поверхность искусственной мембраны липосом, а вызывает впячивание части этой мембраны внутрь. При этом мембрана липосомы окружает ДНК, так что она оказывается не совсем внутри, но и не снаружи жирового шарика.

Так происходит проникновение молекулы ДНК внутрь искусственного образования. А что происходит в природе, в живой клетке? Скорее всего, процесс проникновения ДНК через биологическую мембрану идет аналогично.

Так, я не разделяю воззрений многих биологов, предполагающих, что в основе старения лежит накопление каких-то повреждений или ненормальностей в клетках: мутаций, поперечных связей, ошибок синтеза, повреждений в генах. Старение — процесс, который неизбежен при нормальной работе генов и других элементов клетки. Обобщенно и упрощенно говоря, старение — это увеличение всегда имеющегося в клетке несоответствия между образованием ферментов, метаболитов, структурных и шлаковых веществ.

На рисунке показан ход изменений с возрастом подобных «несоответствий» для ферментов — дегидрогеназ в митохондриях печени крыс (до наступления зрелости и после нее). Отчетливо видно, как та «степень несоответствий», которая нужна, чтобы организм развился до стадии зрелости, с годами не только не сохраняется, но возрастает — все показатели как бы веерообразно расходятся. Возрастной «феномен раскрытия веера» отчетливо заметен и на следующем рисунке. Это раскрытие и приводит, по-видимому, с возрастом к избытку или исчерпанию в организме ряда веществ (например, снижается содержание АТФ — аденозинтри-фосфорной кислоты), то есть приводит к расстройству оптимальных соотношении между множеством различных параметров и характеристик. Если биохимия и биоэнергетика достигшего зрелости организма напоминает игру слаженного оркестра, то со временем «уставшие музыканты» все больше начинают играть «кто в лес, кто по дрова». Происходит как бы диссоциация жизненных процессов. Удерживать возможно большее число показателей организма на уровне зрелости, регулировать раскрытие «возрастного веера» — это и означает увеличивать видовую продолжительность жизни.

Вот простейший пример. В гипоталамусе есть центр, контролирующий чувство голода и аппетита. Повышение сахара в крови после приема пищи тормозит центр аппетита. Но если порог чувствительности этого центра увеличивается по мэре старения, то человек начинает съедать больше пищи, чем это необходимо для восполнения затраченной энергии. В результате — ожирение, которое играет столь большую роль в развитии болезней старения. Более того, при избыточном использовании жира как источника энергии в повышенном количестве образуется холестерин. В общей форме можно сказать, что мы сгораем в пламени жиров.