Болезнь Хентингтона и старение.
Обычно люди перед смертью от старости постепенно меняются много лет, но те, в роду которых эта болезнь, знают: они - "живые мертвецы": умрут рано, вдруг перестав быть молодыми, здоровыми и красивыми. И нет никакого способа избежать проклятия: функции белка гентингтина, кодируемого этим геном, очень разнообразны; он важен и в передаче сигналов,
и в транспорте, и в скреплении белков, стимулирует выработку фактора роста нервов и т.д. Выпадения столь многих функций невозможно все разом заместить лекарственной терапией, поэтому в первую очередь и гибнут самые сложные нейроны, например - управляющие координацией движений (что и приводит к дрожанию рук, а потом к параличу).
Нарушения эти системны, потому похожи на старение, хотя не являются им.. А в чём отличия?
"Глутаминовые" болезни.
Подобных расстройств психики много, и их могут вызывать экспансии десятков разных видов повторов, начинающихся с С, а заканчивающихся на G (и даже не только - ещё CTG, GAA, CGG, CCTG, GGGGCC и т.д.). К примеру, на половой хромосоме X обнаружено более 200 повторов слов CCG и CGG при заболевании, известном как "ломкая хромосома X",
разнообразном по проявлениям - но с нарушениями психики, похожими на симптомы хореи Гентингтона. До 60 повторов - норма, но в некоторых случаях их число достигало тысячи. Другой пример - повтор слова CTG от 5 до 1000 раз в одном из генов на хромосоме 19 ведет к миотонической дистрофии. Но все такие болезни - "полиглутаминовые":
синтезируются белки с вставками поли-глутамина и сбиваются в комки.. А при старении?
Химическая случайность.
Болезнь Хентингтона и ей подобные вызываются, приводя к неизбежной смерти, "экспансией" глутаминовых кодонов ДНК - их симптомы разные лишь потому, что работают разные гены, в разных органах и тканях. А вот при "нормальном" старении накопления полиглутаминовых пептидов не бывает. К тому же ошибки ДНК-полимераз,
умножающие число повторов, хотя и дают в 100тыс. раз больше точечных мутаций, чем все иные факторы - но это всего лишь химия. Однако ДНК не просто молекула: она подвержена естественному отбору, и потому любые изменения в ней небезразличны для эволюции. "Глутаминовые" повторы случайно множатся как живые организмы..
Но почему бы другим, чем-то полезным для эволюции повторам не вызывать "обычное" старение?
Слишком малы.
Естественный отбор не может создать из трёхнуклеотидных повторов даже вирусы - они слишком коротки и одинаковы, в них нечему меняться: почти нет материала для изменчивости, используемой эволюцией. Но кроме них в класс "микросателлитов" (коротких повторов длиной <9 пар оснований; они же "короткие тандемные повторы", "простые повторы",
или "простые повторяющиеся последовательности - simple sequence repeats, SSR"), выдуманный генетиками исключительно для своего удобства (ну надо же как-то начать разбираться в устройстве генома!) по принципу деления тандемных повторов на группы разной длины, входят и более длинные. В них материала больше настолько,
что их скопления-кластеры (до 1тыс. пар оснований) уникальны для каждого человека..
Хуже размножаются.
И не только для каждого из живущих сегодня - рисунок кластеров уникален для каждого среди миллиардов людей, когда-либо живших на земле. Этот факт широко используется для идентификации человека в ДНК-генеалогии и криминалистике. Конечно, ошибки ДНК-полимеразы должны и эти повторы многократно дублировать, сглаживая этим уникальность..
Но с ростом числа нуклеотидов в повторе, он делается более узнаваемым - и ДНК-полимераза реже ошибается. Поэтому более длинные (хотя они тоже называются "короткими") повторы не размножаются с такой скоростью, как 3-нуклеотидные - не часто копируют новые мутации, и те постоянно увеличивают в них изменчивость -
вот каждый из нас и уникален по её рисунку. Однако их низкая скорость размножения удобна для идентификации людей по микро-количествам ДНК методом "фингер-принта" (например, группа дублей коротких тандемных повторов на Y-хромосоме в области Y-STR важна для криминалистики,
определения отцовства и генеалогического ДНК-тестирования) - но не для эволюции.
Спасибо за Лайки, Подписки, Комментарии. Эта статья - лишь одна из глав УЧЕБНИКА "Молекулярная биология человека", создаваемого на Уровне3 "Премиум" канала МИФЫ ИСТОРИИ из брошюры его Уровня1. Далее> следующая глава этой части учебника, публикуемой и на Уровне2 - в формате отдельной КНИГИ.