Старение и интенсивность обновления белков в клетке
Белки в клетках постоянно повреждаются. Однако концентрация поврежденных белков в молодых организмах поддерживается на низком уровне за счет постоянного обновления белков - деградации поврежденных и синтеза новых белков. В процессе клеточного старения происходит увеличение концентрации поврежденных белков из-за замедления скорости их обновления, которое, в свою очередь, связано с уменьшением концентрации рибосом. Таким образом, старение и продолжительность жизни отчасти определяются концентрацией рибосом . Белки в клетках постоянно повреждаются, главным образом, из-за окисления под действием свободных радикалов , которые образуются как побочный продукт дыхания. При этом модификация белков в большинстве случаев является необратимой, единственный способ избавиться от таких белков - удалить их с помощью протеолиза и насинтезировать новые. Таким образом, концентрация поврежденных белков в клетке зависит от активности аппарата обновления белков, который включает лизосомы , протеасомы и другие протеазы , а также аппарата трансляции рибосомы, тРНК, факторы инициации, элонгации, терминации и аминоацил-тРНК-синтетазы. В то же время, поскольку аппарат обновления белков сам состоит из белков, то и активность его зависит от степени повреждения клеточных белков. Когда же концентрация поврежденных белков в клетке достигает некоторого критического уровня, возникает положительная обратная связь, в результате которой повреждения белков приводят к замедлению работы аппарата обновления, а снижение скорости обновления ведет к еще большему повреждению белков и, в конечном счете, к экспоненциальному увеличению концентрации поврежденных белков и гибели клеток. Чтобы подобная "катастрофа белковых повреждений" не наступила, концентрация повреждений в клетках должна находиться на уровне ниже критического и этот уровень, по-видимому, не должен зависеть от типа клеток.
Анализ данных литературы показал, что это действительно так.
