Апоптоз: Деградация ДНК

Деградация ДНК в лимфоидных клетках , гибнущих в результате облучения , была впервые обнаружена более сорока лет назад (см. обзоры Umansky S. et al., 1982 , Хансон К.П., 1979 ). Позже были детально охарактеризованы закономерности межнуклеосмного расщепления хроматина и природа образующихся фрагментов в лимфоцитах после облучения или обработки глюкокортикоидами ( Wyllie A.H., 1980 , Umansky S.R. et al., 1981 , Zhivotovsky B.D. et al., 1981 ).

Было показано, что распад ДНК не сопровождается деградацией белков хроматина и, следовательно, является скорее результатом активации какой-то нуклеазы , чем неспецифическим постмортальным событием. Поскольку как при апоптозе лимфоцитов, так и во многих других клетках расщепление ДНК предшествует пермеабилизации наружной мембраны , предполагалось, что межнуклеосомная фрагментация ДНК является первой необратимой стадией апоптоза.

Следует отметить, что в некоторых экспериментальных моделях апоптоза межнуклеосомное расщепление ДНК не было обнаужено, однако в ряде случаев более детальный анализ выявлял при электрофорезе однонитевой ДНК типичное нуклеосомное распределение ( Tomei L.D. et al., 1993 ). Поскольку в большинстве случаев такое исследование не проводится, отсутствие нуклеосом не является показателем интактности ДНК. Природа нуклеазы, расщепляющей ядерную ДНК в апоптотических клетках, неясна. Многочисленные данные указывают на важную роль Ca2+, Mg2+-зависимой эндонуклеазы ( Gaido M.L., Cidlowski J.A., 1991 , Nikonova L.V. et al., 1993 ), однако некоторые авторы предполагают участие в этом процессе ДНКазы I или ДНКазы II ( Peitsch M.C. et al., 1994 ).

Был описан еще один, более ранний этап деградации ядерной ДНК. Было показано, что после индукции апоптоза расщепление ДНК начинается с образования высоко-молекулярных фрагментов длиной 50-300 тпн, что близко по размеру длине ДНК в петлях хромосом ( Walker P.R. et al., 1991 , Brown D.G. et al., 1993 , Walker P.R. et al., 1995 ). Затем эти фрагменты обычно распадаются до нуклеосом и их олигомеров. В некоторых случаях апоптоза обнаружены только высокомолекулярные фрагменты ДНК ( Oberhammer F. et al., 1993 ). Описаны случаи образования таких фрагментов в клетках, по другим показателям гибнущих по некротическому типу ( Kataoka A. et al., 1995 ).см. ДНК расщепляется на начальных стадиях апоптоза по основаниям петель

Эксперименты с ингибиторами нуклеаз противоречивы и не доказывают, хотя и не исключают, важную роль деградации ДНК в апоптозе. В некоторых случаях подавление деградации ДНК с помощью ингибиторов нуклеаз отдаляет и даже предотвращает гибель клеток. Однако в других опытах ингибирование фрагментации ДНК не влияет на клеточную гибель, регистрируемую по критерию проницаемости. Кроме того, так как все используемые ингибиторы не являются абсолютно специфичными, интерпретация этих данных в принципе не может быть однозначной. Далее см. CAD днказа: фрагментация ДНК при апоптозе

Апоптоз: Нарушение проницаемости клеточной мембраны

Ссылки: